ПГД для носителей структурных хромосомных перестроек

*
Логинова Ю.А.
МЦРМ, С.Петербург
XXIII ежегодная международная конференция РАРЧ
«Репродуктивные технологии сегодня и завтра»
4 – 7 сентября 2013, Волгоград
Структурные аномалии кариотипа
В популяции - 0,2 %
У бесплодных пар - 0,6-1,3 %
(Hook and Hamerton, 1977, Clementini et al., 2005)
У супружеских пар с повторяющимся отсутствием
имплантации в циклах ЭКО - 3,2 %
У фертильных супружеских пар с тремя и более
спонтанными прерываниями беременности в первом
триместре - 4,7- 9,2 %
(Stern et al., 1999; Sugira-Ogasawara and Suzumori, 2005)
У мужчин с нарушениями сперматогенеза - 2-3,2%
(Testar et al.,1996, Meschede et al., 1998, Van der Ven et al.,1998)
Структурные аномалии кариотипа
Сегрегация перестроенных хромосом во время
гаметогенеза может приводить к образованию гамет с
избытком или недостатком генетического материала теоретически 50%, реально – большая вариабельность – от 0? до 100? %
Процентное соотношение нормальных и аномальных
гамет может зависеть от следующих факторов:
• Тип перестройки
• Хромосомы вовлеченные в перестройку
• Точки разрывов
• Пол носителя
• Индивидуальные особенности – «генетический фон»
Влияние родительской сбалансированной
транслокации на развитие плода:
анализ 1120 случаев (Stengel-Rutkowski, 1988; Stene and Gallano,1988)
Рождение детей с несбалансированным
хромосомным набором
1-17%
Мертворождение или
ранняя детская смертность
5-8%
Самопроизвольное
прерывание беременности
Развивающаяся беременность плодом с
несбалансированным хромосомным набором
(по данным пренатальной диагностики во
2-ом триместре)
20-27%
14-28%
Понимание механизмов мейотической сегрегации хромосом
вовлеченных и не вовлеченных в перестройку имеет большое
значение для оценки рисков потерь беременности, врожденных
дефектов у потомков и прогноза результатов ПГД.
Цель работы:
анализ мейотической сегрегации и межхромосомного
эффекта при женском и мужском носительстве
хромосомных перестроек в циклах ВРТ с ПГД
Участники:
МЦРМ, Санкт-Петербург, Клиника ЭКО «Альтра-Вита»,
Москва, Мать и Дитя, С.Петербург;
Арт-ЭКО, Москва, ФертиМед, Москва, Россия,
Privatklinika Jusu Arsti,Рига, Латвия
ПГД циклы - 111
Циклы с ЕТ – 82 (73%)
Доступная информация - 74 цикла;
Циклы с ЕТ – 47 (63%)
из них:
Клиническая беременность – 19 (40%)
Двухплодная – 6 случаев
Одноплодная – 13 случаев
Роды – 13 ( две двойни)
Внематочная беременность – 3
1 – неразв. беременность (9-10 нед.) 47,XX+D – мать 46,XX,t(4;18)
Исследованные
Эмбрионы (845 n)
ПГД циклы (111 n)
5
1♀
7♂ 3
♀
12 ♂
пол носителя
28
♀
♂
♀
♂
♂
24
♀ 27
♀
♂
1 23
51
93
28
256
195
202
реципрокные
робертсоновские
♀
♂
инверсии
♀
♂
другие
Другие перестройки:
46,XY,t(1;8)(q32.1;q24,1),der(15)t(Y;15)(q12;q10)
46,XY,der(15)t(Y;15)(q12;p11.2)
45,X[25]/46,X,r(X)[5]
46,X,r(Y)[30]/45,X[20]
Схема проведения ПГД:
Оплодотворение in vitro
(IVF или ICSI)
Генетическая консультация и
обследование
Метод FISH:
от 3 до 6-7 туров регибридизации (в
зависимости от качества материала)
от 3 до 8 маркеров на перестроенные
хромосомы
от 7 до 12 хромосом, невовлеченных в
перестройку – от 1 до 3 маркеров на
каждую хромосому
Генетическое заключение,
Подготовительный этап ПГД
Диагностика бластомеров
методами:
FISH
Биопсия
полярных
тел и/или
бластомеров
Перенос эмбрионов
4 день
5 день
45,XX,der(15;22)(q10;10)
18q21o+o, 16qtelo ,
21q22 o
MultyPB, CEPXo+o,
CEPYo+o
15p11.2o, 15ceno,
15ceno, 15qtelo ,
14q11.2o+o , 22q11o
22q11o
18q21o+o, 22q11o ,
21q22 o
Частота встречаемости эмбрионов с разным генетическим статусом
4%
15%
7%
реципрокные (n=378)
4%
18%
6%
23%
31%
- баланс, эуплоидия
4%
46%
- баланс, анеуплоидия
46%
- дисбаланс, эуплоидия
- дисбаланс, анеуплоидия
7%
24%
9%
- прочий дисбаланс
27%
14%
28%
робертсоновские
(n=265)
14%
40%
26%
12%
13%
13%
8%
9%
22%
17%
носитель ♀
20%
перецентрические
инверсии
(n= 60)
39%
13%
6%
17%
40%
0%
32%
32%
носитель ♂
Анализ межхромосомного эффекта::
критерии включения в контрольную
группу:
нормальный кариотип,
диплоидные бластомеры (2n),
ПГС по 7-12 хромосомам
(в единичных случаях более)
циклы проведенные в 2012, 2013 гг
критерии исключения для обоих
групп:
мозаики, хаотические мозаики,
Бластомеры с анеуплоидией более
чем по 5 хромосомам
В контроле - оценка по 7
хромосомам
В опыте – оценка по 7 хромосомам не
участвующим в перестройке
Сформированы 3 группы согласно
женскому возрасту:
до 35, 35-39, старше 40
Циклы
Эмбрионы
Хромосомы
Аномальные
хромосомы
47
146
130
25
контроль <35
t<35
r<35
inv<35
39
39
28
7
248
283
196
38
1736
1981
1372
266
контроль 35-39
t35-39
r35-39
inv35-39
47
14
8
2
229
88
60
8
1603
616
420
56
189
32
46
10
контроль ≥40
t40+
r40+
inv40+
57
2
3
3
243
7
9
14
1701
49
63
98
239
4
9
13
60
Циклы (n)
50
47
40
30
20
57
Хромосомы (n)
2000
39
1800
22
1920
1701
1603
1600
7
10
1736
2
5
77
44
11
112121
1400
♀♂♀♂♀♂
1200
0
♀♂♀♂♀♂
<35
♀♂♀♂♀♂
35-39
≥40
1000
Эмбрионы (n)
300
800
250
600
400
200
1106 1085
875
287
203
200
150
63
0
100
♀♂ ♀♂ ♀♂
<35
50
0
308308
217203
♀♂♀♂♀♂
<35
♀♂♀♂ ♀♂
♀♂♀♂♀♂
35-39
≥40
7
49
21 28 35 28
77
21
♀♂ ♀♂ ♀♂
♀♂ ♀♂ ♀♂
35-39
≥40
Контроль
Реципрокные
Робертсоновские
Инверсии
«Аномальные» хромосомы (%)
20
18
16
14
* * *
12
10
Контроль
8
6
Реципрокные
Робертсоновские
Инверсии
4
2
0
35
<35
35-39
≥40
*
30
25
20
15
* * *
*
*
10
* P< 0,05
5
0
♀♂ ♀ ♂ ♀ ♂
♀♂ ♀♂ ♀♂
<35
35-39
♀♂
♀♂ ♀♂
≥40
Модель сегрегации хромосом вовлеченных в реципрокную
транслокацию %
30
25
*
*
20
♂ носитель
n = 181
эмбрион
15
♀ носитель
10
n = 194
эмбриона
5
хаотич.
мозаик
мозаик
нарушение
плоидности
другие типы
нерасхождения
4:0
3:1
смежное 2
смежное 1
альтернативное
(норма/баланс)
0
* P< 0,05
“другие типы нерасхождения” –
в основном возникают в результате
рекомбинации в мейозе
Модель сегрегации хромосом вовлеченных в реципрокную
30
транслокацию %
*
*
25
20
с акроцентрическими
хромосомами
15
(148 эмбрионов)
10
без акроцентрических
хромосом
5
(227 эмбрионов)
0
n/b adj1 adj2 3:1 4:0
ds
an mos chaotic
35
*
30
*
*
25
пол носителя
♂
20
15
♀
10
5
0
n/b
adj1
adj2
3:1
4:0
ds
an
mos
chaotic
* P< 0,05
Модель сегрегации хромосом вовлеченных в робертсоновскую
транслокацию %
60
♂ носитель
50
n = 85
эмбрионов
40
30
20
♀ носитель
10
хаотич.
мозаик
мозаик
нарушение
плоидности
другое
смежное
норма/
баланс
0
n = 201
эмбрион
Выводы:
ЭКО с ПГД является методом профилактики
наследственной патологии для носителей
структурных хромосомных перестроек
Не все носители структурных хромосомных перестроек
имеют одинаковый генетический риск. Наибольшее
число - около 40%, нормальных эмбрионов в циклах
ЭКО получают при носительстве перецентрических
инверсий и мужском носительстве робертсоновских
транслокаций, наименьшее – в среднем 15%, при
женском носительстве реципрокных транслокаций
Выводы:
Отсутствие ПГС при проведении ПГД для носителей
структурных перестроек увеличивает риск рождения
детей с хромосомной патологией, мертворождение и
вероятность неразвивающейся беременности,
так как такие пациенты имеют высокий, независящий от
возраста и пола носителя риск анеуплоидий у эмбрионов
“Межхромосомный эффект” независимо от пола носителя,
больше проявляется если возраст партнерши меньше 35 лет.
Это свидетельство того, что у женщин старшего возраста
большее влияние на нерасхождение невовлеченных в
перестройку хромосом имеет именно возраст
Выводы:
Пол носителя может значимо влиять на типы мейотического
расхождения при носительстве структурных перестроек,
однако особенности самой перестройки – точки разрыва,
размер перестроенных участков, другие структурные
особенности перестроенных хромосом более значимы
Перспективы ПГД для носителей структурных хромосомных
перестроек несомненно связаны с развитием методов aCGH и SNP-array и особенно методов нового поколения
секвенирования, однако в сочетании с ПГС по 7(12)
хромосомам ПГД методом FISH достаточно эффективна для
этой группы пациентов
МЦРМ, С.Петербург,
Клиника ЭКО «Альтра-Вита», Москва,
Мать и Дитя, С.Петербург,
Арт-ЭКО, Москва, ФертиМед, Москва,
Российская Федирация
Privatklinika Jusu Arsti,Рига, Латвия