Предимплантационная диагностика эмбрионов (PGD)

В Германии  в 2011 году был принят закон, разрешающий предимплантационную диагностику эмбрионов.

Проводить предимплантационную генетическую диагностику (ПГД) могут те пары, у которых из-за наличия наследственных болезней родителей высока вероятность рождения тяжелобольного или мертвого ребенка, а также выкидыша. Процедура предусматривает, что на третий день после искусственного оплодотворения, до того, как зародыш будет перенесен в матку, у него берется клетка, которую проверяют на наличие генетических мутаций и аномалий хромосом.

Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) — диагностика генетических заболеваний у эмбриона человека перед имплантацией в полость матки, то есть до начала беременности. Обычно для анализа проводится  биопсия одного бластомера у эмбриона, находящегося на стадии дробления (4-10 бластомеров).

При материнском носительстве генетической патологии возможна биопсия 1-го полярного тельца яйцеклетки до оплодотворения. Преимплантационная генетическая диагностика рассматривается в качестве способа альтернативного  пренатальной диагностике.  Ее главное преимущество заключается в том, что при ее использовании отсутствует селективное прерывание беременности, а вероятность рождения ребёнка без диагностируемого генетического заболевания достаточно высока. Таким образом, ПГД  требует экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Показания для проведения преимплантационной диагностики

Преимплантационная генетическая диагностика показана супружеским парам, у которых имеется носительство  хромосомной перестройки или моногенного заболевания. Примерами моногенных заболеваний могут служить муковисцмдоз, болезнь Тея-Сакса, серповидноклеточная анемия, гемофилия, миодистрофия Дюшена и многие другие.

Кроме этого, преимплантационная генетическая диагностика проводится у супружеских пар с повышенным риском врождённых аномалий у детей, который не связан с носительством диагностированных мутаций.

К таким случаям относятся пары:

1. где возраст матери превышает 35 лет;
2. где возраст отца выше 39 лет;
3. если у отца наблюдаются тяжёлые нарушения сперматогенеза;
4. у супружеских пар с привычным невынашиванием;
5. у супружеских пар с повторяющимися неудачными попытками ЭКО.

В случае неопределённого повышенного риска рождения ребёнка с врожденными аномалиями преимплантационная генетическая диагностика  чаще всего проводится для девяти хромосом, с которыми связаны наиболее часто встречающиеся врождённые заболевания. Это хромосома 13 (синдром Патау), хромосома 15 ( синдром Прадера-Вилли), хромосома 16, хромосома 17, хромосома 18 (синдром Эдвардса), хромосома 21 ( синдром Дауна), хромосома 22 (синдром «кошачьих зрачков»), а также Х и У, (различные численные аномалии, включая  синдром Шерешевского-Тернера и синдром Кляйнфельтера).

В настоящее время  за границей уже диагностируется следующие болезни:

1. Хорея Гентингтона
2. Синдром ломкой Х-хромосомы
3. Миотоническая дистрофия
4. Синдром Марфана
5. Ретиношизис
6. Гемофилия-А
7. Фиброзно-кистозная дегенерация
8. Бета-таласемия
9. Гидроцефалия
10. Мышечная дистрофия Эмери-Дрейфуса
11. Недержание пигмента
12. Острая интермиттирующая порфирия
13. Адренолейкодистрофия
14. Спинально-церебеллярная атаксия 3
15. Мышечная дистрофия Дюшенна
16. Гипокальциемический паралич
17. Ангионевротический отек
18. Синдром Карнея
19. Nistagmus

Преимплантационную генетическую диагностику проводят в некоторых случаях, не связанных с возможной генетической патологией плода, целью такой диагностики является рождение ребёнка с определёнными генетическими характеристиками. К таким случаям относится, например, преимплантационная генетическая диагностика, проводимая для предотвращения  резус-конфликта.

Как проводится ПГД?

Проведение преимплантационной диагностики возможно только в рамках лечебного цикла ЭКО, а точнее экстракорпорального оплодотворения с интраплазматической инъекцией сперматозоидов (ИКСИ), то есть сперматозоид вводят в яйцеклетку «вручную» с помощью микрохирургических инструментов. Процедура ИКСИ необходима в связи с тем, что при обычном ЭКО к яйцеклетке добавляется большое количество сперматозоидов. Затем, при заборе полярных телец или бластомеров, есть риск попадания в анализ вместе с клеткой эмбриона генетического материала сперматозоида, не участвовавшего в оплодотворении.

Подготовка к лечебному циклу и сам лечебный цикл ЭКО с ПГД практически не отличается от обычного лечебного цикла ЭКО:

• женщина получает гормональные препараты для стимуляции суперовуляции;
• производится трансвагинальная пункция фолликулов;
• оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами проводится в условиях эмбриологической лаборатории;
• перенос эмбрионов в матку проводится на 5-6 сутки.

Диагностика генетических нарушений

Если генетическое нарушение наследуется от женщины, то можно отобрать «здоровые» эмбрионы, пройдя процедуру тестирования только полярных телец, не трогая сам эмбрион. Также можно протестировать только бластомеры. Либо может проводиться последовательное изучение полярных телец, затем бластомеров.
Какая именно схема ПГД будет применяться для каждого конкретного случая, определяется на консультации с врачом-генетиком при планировании ПГД.

Как правило, в большинстве случаев проводится последовательный анализ сначала полярных телец, затем бластомеров. Это связано с тем, что включение в исследование полярных телец и бластомеров повышает точность и эффективность диагностики.

При первом делении мейоза овоцит 1-го порядка делится, в результате чего образуются овоцит 2-го порядка и небольшое первое редукционное тельце (обе клетки с диплоидным набором хромосом).
При втором делении мейоза в результате деления овоцита 2-го порядка образуются одна яйцеклетка и второе редукционное тельце. Первое редукционное тельце иногда тоже делится на две одинаковые мелкие клетки. В результате этих преобразований овоцита 1-го порядка образуются одна яйцеклетка и три редукционных тельца, где и яйцеклетка, и редукционные тельца имеют гаплоидный набор хромосом.

Таким образом, можно исследовать полярные тельца, чтобы установить унаследовала ли яйцеклетка генетический дефект.
После оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами в условиях эмбриологической лаборатории эмбрион развивается — клетки делятся. На третий день эмбрион состоит из 6-8 бластомеров. И именно на третий день происходит забор биологического материала для генетического исследования — т. н. «биопсия эмбрионов», то есть извлечение из эмбриона одного бластомера (а иногда также и полярных телец) с помощью специальных микроинструментов. Процедура не нарушает дальнейшего развития эмбриона. В то время, пока выполняется генетическая диагностика, эмбрионы продолжают развиваться в соответствующей культуральной среде до переноса в полость матки на 5-е сутки развития. К этому времени эмбрион должен достичь стадии бластоцисты.

Перед переносом эмбриолог оценивает строение и форму эмбрионов. Результат генетической диагностики сопоставляется с морфологией эмбрионов и делается заключение о том, какие эмбрионы рекомендуются для переноса в матку. Для переноса отбирают самые лучшие по морфологическим характеристикам эмбрионы без генетических нарушений.

Анализ проводится в очень сжатые сроки. Для анализа бластомеров доступно всего 2 суток, так как эмбрион не может продолжать своё развитие вне организма матери далее стадии бластоцисты (5-е сутки после оплодотворения), поэтому исследование обязательно должно быть выполнено за это короткое время.

Используемые генетические методы

Для числовых и структурных хромосомных нарушений применяется метод FISH (флуоресцентная гибридизация in situ).
При проведении ПГД моногенных заболеваний применяется метод ПЦР.

1. Метод флуоресцентной in situ гибридизации (FISH) — метод цитогенетического анализа, используемый для выявления и локализации присутствия специфических последовательностей ДНК-хромосом. Так изучается не только морфология хромосом, но и последовательности ДНК, входящие в их состав. Используются ДНК-зонды, которые представляют собой нуклеотидную последовательность ограниченного размера комплементарную определённому участку ядерной ДНК исследуемого цитогенетического препарата. Зонд несет «метку», то есть содержит нуклеотиды, связанные с флуорофором (молекула, способная к флуоресценции). Таким образом, при помощи  флуоресцентной микроскопии наблюдается свечение специфических последовательностей ДНК хромосом.
2. Полимеразная цепная реакция — метод основан на многократном избирательном копировании определённого участка ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях (in vitro). При этом происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце.

Преимущества преимплантационной диагностики

1. Выбор и перенос в матку только тех эмбрионов, которые не имеют хромосомных патологий
2. Снижение риска рождения ребёнка с определёнными генетическими дефектами
3. Снижение риска невынашивания (примерно в 2 раза)
4. Снижение риска многоплодия (примерно в 2 раза)
5. Увеличение шанса на успешную имплантацию (примерно на 10 %)
6. Увеличение шансов на благополучное рождение ребёнка (примерно на 15-20 %)

Риски при проведении преимплантационной диагностики

• Риск случайного повреждения эмбриона (<1 %)
• Ошибочная диагностика (до 10 %)
• 3,5 % вероятности того, что эмбрион с патологией будет диагностирован как нормальный

Возможность диагностики ещё до наступления беременности является главным преимуществом ПГД. Такая диагностика минимизирует риск того, что придется прервать развитие плода по генетическим причинам.

Кроме того, в цикле ЭКО-ПГД получают обычно несколько эмбрионов, что позволяет выбрать эмбрион без генетического нарушения.

Недостатками ПГД являются необходимость прохождения лечебного цикла ЭКО и достаточно высокая стоимость.

Тем не менее, преимущества ПГД и опыт применения в разных клиниках во всем мире доказывают эффективность этой технологии. На сегодняшний день ПГД предоставляет пациентам с наследственной патологией альтернативный способ снизить риск беременности больным плодом и рождения ребёнка с генетическим заболеванием.

Необходимо учитывать, что ПГД не может являться полной заменой пренатальной диагностики. В связи с тяжестью наследственной патологии, которая проверяется при ПГД и пренатальной диагностике, необходимо применить все методы исследования и подтверждающей диагностики, чтобы исключить генетический дефект.

Многие пациенты желают заранее выбрать пол ребенка, и это тоже можно сделать при помощи ПГД.

ПГД-ЭКО может проводиться в ситуациях, когда имеется повышенный риск того, что эмбрионы будут иметь определенные хромосомные патологии. Такие патологии могут снизить вероятность имплантации (прикрепления) в матке, приводить к привычному невынашиванию беременности или рождению ребенка с физическими или умственными отклонениями. ПГД помогает предотвратить такой неблагоприятный исход, поскольку позволяет отобрать здоровые эмбрионы до переноса в матку.

Описание процедуры ПГД

1. Стандартная процедура ЭКО до этапа пункции яйцеклеток;
2. Стандартные эмбриологические процедуры по обработке яйцеклеток, спермы, проведению микроманипуляций;
3. Лабораторная процедура биопсии эмбриона на 3 день культивирования (с помощью механического, химического или лазерного метода), а затем фиксация бластомера;
4. Генетическая диагностика зафиксированных бластомеров и получение результатов диагностики к 5 дню культивирования эмбрионов;
5. Перенос в полость матки эмбрионов без генетических дефектов на 5 день культивирования на стадии бластоцисты;
6. Стандартные процедуры криоконсервации после переноса эмбрионов;
7. Стандартная процедура диагностики беременности примерно через две недели после переноса эмбрионов

В ходе беременности возможно проведение диагностических исследований, позволяющих определить нормально ли развивается плод. Диагностика ряда патологий возможна с помощью амниоцентеза или биопсии ворсин хориона (забор клеток жидкости или тканей, окружающих эмбрион). Исследование амниотической жидкости и ультразвуковое исследование могут обнаружить определенные патологии центральной нервной системы плода или других органов.

Длительность процедуры/операции:

Для метода ПГД, при котором диагностируется эмбрион, требуется несколько дней. Полный цикл ЭКО длится всего 4-6 недель, включая метод ПГД.

Длительность пребывания в стационаре:

Проводится амбулаторно

Анестезия:

Для ПГД не требуется анестезии. Забор яйцеклеток для ЭКО делается под седативной анестезией или под общим наркозом.

Восстановление:

ПГД не требует периода восстановления и, покинув клинику, Вы можете вернуться к повседневной жизни.

Риски:

Риск для метода ПГД в сочетании с ЭКО такой же, как и при методе ЭКО.

• Повреждение эмбрионов в течение процесса изъятия клетки.
• Тестирование ПГД может не быть на 100 процентов точным.
• Реакция на препараты, способствующие зачатию, - прилив крови, изменение настроения и головные боли.
• После изъятие яйцеклетки могут быть спазмы и небольшое кровотечение.
• Овариальный синдром гипервозбуждения.
• Внематочная беременность.
• Многоплодная беременность