PGSの進化

PGSは、成熟した卵母細胞の極体から、または胚の発生から採取した細胞か この遺伝子解析の結果は、子宮移植のための胚を選択する際に発生学者を指示する。 PGSは胚生検で得られた細胞を使用してのみ行うことができるため、この技術は体外受精（IVF）サイクルと組み合わせてのみ可能です。 PGSは、染色体異数性、染色体正常親における多すぎるまたは少なすぎる染色体のいずれかの存在のための胚を評価する練習です。 対照的に、着床前遺伝学診断（PGD）は、鎌状赤血球症または嚢胞性線維症などの特定の遺伝的異常について胚を評価する実践であり、キャリアの状態は、各親に記録されている。

母体年齢の進行、流産の再発、移植失敗の繰り返し、重度の男性因子を含む特定の患者集団は、異数体胚を産生する素因を有すると考えられている。3,6,7の多くは、これらの患者集団がPGSの恩恵を受ける可能性があることを示唆している。3,7しかし、多くのセンターでPGSを使用するための適応症は絶えず拡大しています。Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏ ｆ Ｈｕｍａｎ Ｒｅｐｒｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｍｂｒｙｏｌｏｇｙ（ＥＳＨＲＥ）によって報告されているように、過去１ ０年間で、すべての着床前遺伝子検査サイクルの６ １％がＰＧについて実施された。8この論文では、PGDではなくPGSに関連する臨床応用にのみ焦点を当てます。

PGSは、PGDとは異なり、議論の余地のある技術であり続けています。 最近の研究は、すべての最初の学期の流産の60％〜90％以上が染色体異数性の結果である可能性があることを示しています。3非常に多くの早期流産は異数性によるものであるため、PGSは、IVFサイクルにおける子宮移植のために正倍数体（染色体正常）胚を選択する効率を改善す 古典的な研究では、異数性によって引き起こされる流産は、選択された染色体に不釣り合いに集中していることが報告されている。9,10これらのデータは、遺伝子解析のために利用可能な組織を持つのに十分に沿って開発された失敗した妊娠の核型分析に基づいています。9,10その結果、技術の初期の頃にPGSを実行する診療所は、通常、5-14染色体対ではなく、すべての23染色体対の間で評価する蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）を使用して選択した染色体のみに異数性を検出することに焦点を当てた。11,12伝統的に、PGS生検は、受精後の胚発生の約3日で排他的に行われた。魚と切断段階生検のコンテキストでPGSを使用して11,12初期データは、有望な結果を示し、この新技術のための多くの興奮を生成しました。3,13-15残念ながらこのアプローチからの結果は臨床妊娠率の改善で起因しなかったし、効力のこの欠乏は医学のニューイングランドジャーナルのMastenbroekによる陸標のペーパーの後で広く参照されました。16その後、同様の論文は、PGSの利点についてさらに疑問を投げかけ、主要な医学協会からの位置声明は正式にその使用を落胆させた。17-19

しかし、さらなる研究は、臨床的に適用されたPGSの以前の欠点を説明することができるいくつかの生物学的限界を明らかにした。 受精した卵母細胞の遺伝的組成を決定するための極体生検の実施は、着床前遺伝子検査を行うための一般的に利用されるモダリティである。3,8,20卵母細胞の発達の重要な要素は、未使用の母体DNAの一倍体セットが極体と呼ばれるものに疎外される減数分裂である。3,8この極体の遺伝的評価は、このプロセスが発達中の胚を妨害することなく診断を得、受精前に行うことができるので、当初は非常に人気があった。3しかし、このアプローチは、父方由来の遺伝的誤り、または受精後または受精中に導入された誤りを検出することができない。 これらの制限のために、極体生検は現在、厳格な法律が胚生検の実施を制限する国で主に行われています。3,21

しかし、胚の発生から生検細胞を使用したPGSも課題を提示します。 研究は、開発の3日目の胚がモザイクの高いレベルを持っていることを繰り返し文書化しています。22,23モザイクは、単一の発達中の胚が複数の異なる遺伝的細胞株で構成される状態である。 換言すれば、モザイク胚は、単一の胚内に正倍数体（正常）および異数体（異常）細胞株を有し得る。 この現象を評価する研究では、すべての胚の大部分が発達の3日目にモザイクである可能性があると結論づけられている。22-24結果的に、発生の3日目に行われる生検は、胚全体を代表するものではない結果を生じることがある。3モザイクは、胚発生の5日目にも存在することが示されている。しかし、最近のデータは、モザイク主義が開発の5日目までに大幅に減少する可能性があることを示唆している。3,26

伝統的に行われたPGSのもう一つの制限は、染色体異常の決定のためのFISHの使用でした。 魚は、典型的には5-14ではなく、すべての23の染色体対の間で評価します。27最近の研究では、胚性異数性は、すべての23染色体対で臨床的に有意な量で発生することが示されている。28したがって、FISHは、胚の発生に一般的に見られる染色体異常の多くを診断することができない。

これら二つの主要な制限の実現は、一般的に開発の5日目または6までに到達し、胚盤胞の段階で行わ胚生検を使用して、すべての23染色体対の染色体状態を評価する技術を使用してPGSを提供するために多くの遺伝子研究所をリードしてきました。 このアプローチを使用して臨床妊娠率はpgsを行う従来のアプローチより著しく優秀であるために報告されました。29,30例えば、4,500以上の胚を23個の染色体対の決定を用いて評価する最近の研究では、再発性妊娠喪失（RPL）に罹患している女性の臨床妊娠率がFISH PGSを用いた同様の研究よりも有意に改善されることが分かった。さらに、23染色体評価PGSが胚盤胞期胚（開発の5/6日目）に行われた場合、生検が開発の3日目に胚に行われた場合と比較して、妊娠率はさらに改善された。 29,31,32同様の結果は、米国および世界中の多くの診療所によって一貫して報告されています。31,32これにより、PGSに対する新たな関心が生まれましたが、PGSが有効な技術であるかどうか、およびどの患者集団がPGSによって最もよく提供されているかはまだ決定されていません。

PGSのコンテキスト内のすべての23染色体の評価は、適切に実行されない場合、潜在的にデータの整合性を損なう可能性がある固有の複雑さを有 23染色体対の評価を実行するために使用される複数のアプローチがあります。 最も一般的に今日使用されている二つのモダリティは、一塩基多型（SNP）または比較ゲノムハイブリダイゼーション（CGH）技術を使用して、いずれかのマイクロア3これらの技術はどちらも、胚性DNAを取得し、このDNAを断片化して増幅し、マイクロアレイを用いてこの増幅産物を評価することに依存している。 この増幅プロセスは、胚性ＤＮＡ産物全体を増幅する失敗が誤った結果を生じる可能性があるため、潜在的な誤りの原因である。 さらに、最初に増幅されるＤＮＡ生成物は、１個から数個の細胞のみから採取されるので、任意の外部ＤＮＡ汚染は、偽の結果を生じることができる。

SNP配列は、約300,000個の遺伝子マーカーの密な配列を使用して倍数性状態を直接評価します。対照的に、3つのCGHアレイは、はるかに少ない遺伝子マーカーを評価し、この結果を既知の正常なDNAサンプルと比較する。3これらのマイクロアレイプラットフォームにはそれぞれ長所と短所があります。 SNPアレイの利点は、この情報の値は、現時点では、一般的に不明であるが、比較的小さな遺伝的重複または欠失を検出する能力であると主張されている。 CGHアレイの利点は、ほとんどのSNPアレイでは数日ではなく、12-16時間で実行できることです。