胚胎植入前遗传学筛查
胚胎植入前遗传学筛查（Preimplantation Genetic Screening, PGS），是指在胚胎植入前，对其进行染色体数目和结构异常的检测，以筛选出染色体正常的胚胎进行移植，提高试管婴儿的成功率，降低流产率和出生缺陷率。PGS主要针对染色体非整倍体和大片段结构异常，不涉及单基因病的诊断。
基本原理
染色体异常
染色体异常是导致早期流产和出生缺陷的主要原因之一。常见的染色体异常包括数目异常（如非整倍体）和结构异常（如易位、缺失、重复等）。随着女性年龄的增加，卵子染色体异常的概率显著升高。
胚胎活检
PGS需要从胚胎中获取少量细胞进行染色体分析。活检可以在不同发育阶段进行：
- 卵裂期（第3天胚胎）：通常从胚胎中取出1-2个卵裂球进行检测
- 囊胚期（第5-6天胚胎）：从滋养外胚层（将来发育成胎盘的细胞）中取出3-5个细胞
- 极体活检：对卵子释放的第一和第二极体进行检测，间接推断卵子的染色体状态
染色体分析技术
PGS使用多种技术分析胚胎细胞的染色体，包括：
- 荧光原位杂交（FISH）：检测特定染色体数目异常
- 比较基因组杂交（CGH）：全基因组范围内检测染色体拷贝数变异
- 单核苷酸多态性微阵列（SNP array）：同时检测染色体数目和单亲二倍体
- 新一代测序（NGS）：高分辨率检测染色体非整倍体和微小片段异常
检测流程
体外受精与胚胎培养
首先进行常规的IVF流程，包括卵巢刺激、取卵、精子处理和体外受精。受精卵培养至卵裂期（第3天）或囊胚期（第5-6天），准备进行活检。
胚胎活检
在显微镜下，使用细针或激光从胚胎中取出细胞。卵裂期活检取1-2个卵裂球，囊胚期活检取3-5个滋养外胚层细胞。活检后的胚胎通常会被冷冻保存，等待检测结果。
染色体分析
活检细胞的DNA被提取并扩增，然后使用FISH、CGH、SNP array或NGS等技术进行染色体分析。检测结果通常在7-14个工作日内出具。
胚胎移植
根据检测结果，选择染色体正常的胚胎进行解冻和移植。通常每次移植1个染色体正常的胚胎，以降低多胎妊娠的风险，提高活产率。
适用人群
女方年龄≥35岁
随着年龄增长，卵子染色体异常的概率显著增加，PGS可以帮助筛选出染色体正常的胚胎，提高妊娠成功率。
反复试管婴儿失败
经历2次或以上试管婴儿移植失败的患者，PGS可以排除染色体异常的胚胎，提高移植成功率。
反复自然流产
发生2次或以上自然流产的患者，染色体异常是常见原因，PGS可以降低再次流产的风险。
男方严重少弱畸精子症
严重的男性因素不育可能与精子染色体异常有关，PGS可以筛选出染色体正常的胚胎。
胚胎数目较多
在IVF治疗中获得多个优质胚胎的患者，PGS可以帮助选择最具发育潜力的胚胎进行移植。
有染色体异常妊娠史
曾怀孕过染色体异常胎儿（如唐氏综合征）的患者，PGS可以降低再次妊娠染色体异常胎儿的风险。
技术方法
荧光原位杂交（FISH）
FISH是最早用于PGS的技术，通过荧光标记的DNA探针与染色体上的特定区域杂交，检测染色体数目异常。但FISH一次只能检测有限的染色体（通常为7-12条），无法检测所有染色体异常。
比较基因组杂交（CGH）
CGH可以在全基因组范围内检测染色体拷贝数变异。它将待测DNA与正常对照DNA进行比较，分析两者之间的差异。CGH可以检测所有染色体的非整倍体和大片段结构异常。
单核苷酸多态性微阵列（SNP array）
SNP array技术通过检测DNA序列中的单核苷酸多态性位点，不仅可以检测染色体数目异常，还能检测单亲二倍体和某些片段性染色体异常。SNP array具有更高的分辨率和准确性。
新一代测序（NGS）
NGS是目前最先进的PGS技术，具有高分辨率、高通量和低成本的优点。NGS可以检测所有染色体的非整倍体、微小片段缺失或重复，甚至可以检测某些单基因病。NGS技术已逐渐成为PGS的主流方法。
技术优势
提高临床妊娠率
PGS通过筛选染色体正常的胚胎进行移植，可以显著提高试管婴儿的临床妊娠率和活产率，尤其对于高龄女性和反复移植失败的患者。
降低流产率
染色体异常是早期流产的主要原因，PGS可以减少染色体异常胚胎的移植，从而降低流产率，减轻患者的身心负担。
减少染色体异常胎儿出生
PGS可以检测出染色体数目和结构异常的胚胎，避免染色体病患儿的出生，如唐氏综合征、爱德华兹综合征等。
缩短治疗周期
通过PGS筛选出优质胚胎进行单胚胎移植，可以在保证妊娠率的同时，降低多胎妊娠的风险，减少母婴并发症，缩短整体治疗周期。
技术局限性
嵌合体问题
胚胎嵌合体是指胚胎中同时存在正常细胞和异常细胞的现象。PGS只能检测活检的少数细胞，可能无法准确反映整个胚胎的染色体状态，存在误诊的风险。
检测范围有限
PGS主要检测染色体数目异常和大片段结构异常，无法检测微小的染色体结构重排、基因突变或多基因遗传病。
活检风险
胚胎活检是一种侵入性操作，虽然技术成熟，但仍存在一定风险，如胚胎损伤、培养失败等，可能导致可用胚胎数量减少。
费用较高
PGS技术相对昂贵，会增加IVF治疗的总体费用，这可能限制了部分患者的选择。
时间限制
PGS检测需要一定时间，通常需要7-14天，这意味着胚胎需要冷冻保存，延长了整个治疗周期。
伦理与法律问题
胚胎选择与设计
PGS技术可能被滥用为非医学目的的胚胎选择，如性别选择或其他非医疗需求的特征选择。在大多数国家，非医学需要的胚胎选择是被禁止的。
胚胎处置
检测后未被选择的染色体异常胚胎通常会被丢弃或用于研究，这涉及到胚胎的道德地位和处置权的伦理争议。
法律监管
不同国家和地区对PGS的法律规定不同。有些国家严格限制该技术的应用，而有些国家则允许在医学指征下使用。患者在接受PGS前应了解当地的相关法律法规。
隐私与知情同意
PGS涉及患者的遗传信息，应严格保护患者的隐私。同时，患者应在充分知情的情况下做出是否接受PGS的决定，包括技术的优缺点、局限性和可能的风险。
技术进展
非侵入性PGS
研究人员正在探索非侵入性PGS技术，通过分析胚胎培养液中的游离DNA或母体血液中的胎儿游离DNA来检测胚胎染色体异常，避免了胚胎活检的风险。
高分辨率测序技术
随着测序技术的不断发展，如低深度全基因组测序（WGS）和靶向测序，PGS的分辨率和准确性不断提高，能够检测更小的染色体片段异常。
人工智能辅助分析
人工智能技术正在被应用于PGS数据分析，帮助提高检测准确性和效率，减少人为误差。AI还可以预测胚胎的着床潜力和发育能力。
快速PGS技术
为了缩短检测时间，减少胚胎冷冻保存的时间，研究人员正在开发快速PGS技术，如基于NGS的快速检测方法，可以在24-48小时内获得检测结果。
