戴朴:新一代植入前胚胎诊断技术——精准预防耳聋的突破
他,是中国第一个成功实施微创耳蜗手术的医生;他,是中国第一个能为耳蜗植入患者成功保留残存听力的医生;他,成功完了1100多例人工耳蜗手术,零感染率,世界罕见;他,通过基因检测和新一代胚胎植入前诊断技术 让遗传性耳聋家庭诞下健康双胞胎;他,就是解放军总医院戴朴教授。今天,转化医学网走进北京301医院,揭秘新一代胚胎植入前诊断背后的故事……
2015年12月10日,解放军总医院诞生了一对特殊的双胞胎,这是国内首例应用单细胞扩增技术(MALBAC)同时进行PGD/PGS阻断了遗传性耳聋的健康双胞胎。这对幸运的夫妻来自山东,4年前他们生下了一个耳聋患儿,基因检测发现他们夫妻双方都携带一个SLC26A4基因突变,每次怀孕都有1/4的几率再次生下耳聋后代。去年,他们听说戴朴教授团队在耳聋基因PGD的研究中取得重要进展,经过毕青玲博士等人经过连续四个月日夜工作和守候,一共得到了15个胚胎,每个胚胎取3-5个囊胚滋养层细胞,送至亿康基因进行PGD检测,医生根据亿康基因的检测报告结合胚胎形态学情况,选择了2个优质健康胚胎成功植入母亲子宫,顺利怀孕。12月10日,这对双胞胎在301医院顺利诞生。经新生儿听力筛查及脐带血基因检查,验证了两个孩子是听力正常的健康宝宝。
左:谢晓亮院士,右:戴朴教授
怀抱国内首例阻断遗传学耳聋的双胞胎
这个病例将目前国际上最先进的单细胞全基因组扩增技术(MALBAC)和下一代测序技术首次联合应用于遗传性耳聋胚胎植入前诊断(PGD),可以均衡扩增早期胚胎的微量组织,在诊断单基因遗传耳聋的同时对全部染色体进行精密扫描,精确诊断胚胎是否携带致聋基因并全面排除胚胎染色体疾病;这是全球范围内新一代PGD技术应用于耳聋预防的首次临床实践,是转化医学的成功典范。CCTV《新闻直播间》也在12月16日对这项技术进行了报道。
在新生命诞生的当天,转化医学网也来到301医院,对耳科主任戴朴教授和亿康基因CEO陆思嘉博士进行了专访。
转化医学网:咱们医院是什么时候开始应用PGD/PGS技术?这种技术会会带给患者什么样的益处,有哪些风险?
戴教授:我们医院从2013年开始就开始应用PGS技术,应用全基因组检测技术,排查染色体方面的问题,提高人工生殖的成功率,避免出生缺陷。我们医院聋病分子诊断中心在全国耳聋流行病学调查和基因诊断的基础上,诊断了6000余例遗传性耳聋家庭。我们联合了生殖医学姚教授,带领毕青玲博士、王辉博士等年轻的团队,历时5年的攻关,探索了针对耳聋家庭的新型胚胎植入前诊断技术和方法并取得成功。
转化医学网:这个过程一定是曲折的,能和我们谈一下这个经过。
戴教授:我们既往依靠的常规耳聋基因产前诊断是通过获取羊水、绒毛膜提取DNA辨别患儿是否携带耳聋致病基因,产前诊断的阳性结果意味着孕妇要面临大月份引产的艰难选择,对孕妇无论是心理上还是身体是都会造成较大的创伤。我们就希望能找出一个更好的办法,更有效的预防耳聋。单细胞扩增技术难度很大,但我们内心的要求是要100%准确的。针对这一难题,我们一直在寻找解决办法,和生殖医学中心姚教授建立紧密的合作关系,毕青玲博士和王辉医生受命进行最重要阶段的攻关任务,在课题攻关最困难的时候,谢晓亮院士,陆思嘉博士发明的MALBAC技术恰似雪中送炭,这项技术能够将极少量细胞的DNA均匀扩增,成功率高,给了课题组极大的启示,在短短八个月时间,我们建立了耳聋家庭遗传病因分析、囊胚活检、全基因组扩增、耳聋基因扩增和检测、染色体拷贝数检测等核心方法和技术,第一次就成功了。我们很欣慰,终于做到了。
转化医学网:除了今天出生了这对幸运的双胞胎,还有其他的例子吗,给我们介绍一下。
戴教授:还有一对夫妻双方来自河北唐山农村,10年前生下一个患有先天性耳聋的女儿,由于经济困难,孩子一直靠助听器生活,仅有2岁的时候就被送到全托的聋儿康复学校,夫妻俩四处打工为孩子支付学费。但孩子耳聋程度日益加重,助听器效果越来越差,交流和学习都越来越吃力。这个家庭后来又有过两次怀孕,但产前诊断都证明腹中的孩子和第一个孩子带有一样的耳聋基因,生下来都会耳聋。两次引产都是在怀孕将近6个月的时候进行的,给这对夫妇带来了极大的痛苦。在听闻我们医院有了新一代的试管婴儿技术后,他们毫不犹豫地参加了这个项目。课题组为她找来一些科研资金的资助,经过3个月的努力,她也成功怀上孩子,并在产前诊断中证明腹中的孩子只携带一个和他父亲一样的致病基因,并不会发生耳聋。我们同样期待这个新生儿的诞生。
转化医学网:耳聋家庭要生育一个健康孩子,全套流程下来的花费大概在多少?
戴教授:如果是自费,大概要7-8万。每个人都不太一样,检测的胚胎数不一样。其实就是在试管婴儿的基础上再增加2-3万左右。
转化医学网:MALBAC技术在PGD/PGS应用中的临床效果如何?
戴教授:效果非常好,我们在怀孕中通过羊水穿刺,出生后脐带血都进行了验证,验证结果和当初做PGD的基因型是一样的。当时为了确保试管婴儿的成功率,所以放了2个胚胎,结果2个都发育的很好,所以就有了双胞胎。
转化医学网:遗传性耳聋的发病情况是怎样的?预计能让多少家庭受益?
戴教授:我国每年拨款4个亿,有2780万听力障碍人群,每年新出生3万多,每年迟发性的还有很多。对整个国家负担也是很重的,这里面一半都是遗传性的。和耳聋相关的基因至少有130个,但其中GJB2和SLC26A4占40%,这是我们重点可以预防的对象,我们主要是通过耳聋的分子流行病学,基因谱和突变谱来筛查,假如SLC26A4全部预防的话,我们每年能至少预防8000-10000个儿童孩子的出生。
转化医学网:新一代PGD技术和传统的PGD技术相比较,有哪些优势?
戴教授:传统PCR方法,对DNA要求非常高,既有质的要求,也有量的要求。任何一个微小的错误,都是产前诊断不能接受的。MALBAC技术对临床是一个很大的推动,我们很有可能用胚胎早期的一个细胞或者几个细胞进行扩增,得到了大量的DNA模板,先做二代测序,再做一代的测序进行验证,都有很好的重复性。
转化医学网:这项技术是否也可以适用其他遗传病?
戴教授:这个技术对其他遗传病是否适用,都遵循一样的遗传规律。理论上,如果在这个疾病上成功了,实际上另一个是一样的。在临床上表型基因型的对应是非常重要的,首先,这个突变是否是真正的致病突变,第二是否是唯一的致病突变。如果只查到了一个病因,就去运用PGD,PGS,那可能要出问题。我们有十几年的研究经验,有流行病学的调查,这样的病例,我们有几千例。
转化医学网:这项技术的社会价值是什么?
戴教授:这个问题非常好。假如我们把40%-50%的遗传性耳聋预防了,那这个数量是巨大的。我们每年能至少预防8000-10000个耳聋儿童孩子出生。从大的方面说是减轻了我们的社会负担,提升了人口素质,对于每一个的家庭这可能是影响他们一生命运的决定。我们期望未来聋哑学校全部关门,这是我们的挑战,也是我们的理想。另外我们整个耳聋预防的防控体系向国外推广,和国外同行更好的交流。
通过我们这项技术的推广到更多人群,希望遗传性耳聋不再是一个常发病。我们期望未来聋哑学校关闭不再是一个美好的愿景,而是一个现实。
在现场,转化医学网也对MALBAC技术发明人,亿康基因CEO陆思嘉博士进行了专访。
转化医学网:MALBAC-PGD检测的流程复杂吗?请您做简单介绍?
陆思嘉:MALBAC本身的流程并不复杂,最复杂的就是确定病因,只要能够确定病因的就可以做PGD,MALBAC是一项单细胞测序和扩增技术,只要有少量细胞,我们就可以进行检测,进行生育方面选择的服务,辅助生殖的染色体检测和筛查。这项技术的优势:检测成功率高,基因组覆盖度非常好。临床上的假阳性、假阴性都非常好。现在我们很自豪的说,只要有明确的诊断,我们都可以帮忙他们。而且我们能够提供的是一级预防,就算还没有怀孕的时候进行筛查,这个更加人性化。
转化医学网:随着二胎政策的放开,好多高龄孕妇想生育二胎,你们会有哪些技术可以帮助她们?
陆思嘉:高龄产妇,卵子异常率很高。据调查35岁以上的病人,胚胎异常率高达50%以上。临床上反复失败,流产。我们在植入之前对染色体进行全面筛查。帮这部分人提高试管婴儿的成功率。
转化医学网:目前能开展生殖健康检测的机构比较多,你们如何在众多机构中脱颖而出?
陆思嘉:我们最根本的核心技术是MALBAC技术,我们检测成功率非常高,覆盖的病种非常多,覆盖90%以上的病种。
转化医学网:MALBAC技术除了应用在辅助生殖领域外,还能应用在哪些领域?MALBAC技术的社会意义有哪些?
陆思嘉:这项技术还可以拓展到肿瘤的检测,外周血循环肿瘤细胞的分离和检测。另外从血液中分离胎儿的单细胞,除了进行唐氏无创检测,可以对多种罕见病进行筛查,但是这项工作需要更多的临床实验支持。
最后两位专家都谈到我国是人口大国,同时也是遗传病大国,出生缺陷率高。人口基数庞大,这么多出生缺陷的病孩,对我们的经济,家庭都是极大的负担。通过PGD方式,帮助有遗传病的家庭,生育一个没有遗传病的小孩。这对我们整个中华民族人口素质的提升都是有帮忙的。
此对首次利用最新MALBAC-PGD技术阻断家族遗传性耳聋双胞胎的出生是在解放军总医院耳鼻喉科,解放军总医院生殖中心及亿康基因的通力合作下完成的。我们相信在301医院耳鼻喉研究所、301医院生殖中心和亿康基因的合作,会造福更多的家庭!
专访嘉宾简介
戴朴教授,主任医师,教授,博士导师,解放军总医院耳科主任,聋病分子诊断中心主任,中央保健会诊专家,擅长慢性中耳炎、耳硬化症、重度感音神经性耳聋、侧颅底肿瘤的外科治疗、精于人工耳蜗移植、镫骨手术等听力提高手术,是中国第一个执行耳蜗软电极植入、声桥植入、保留残余听力微创电极植入、耳蜗微创手术专家。掌握精深的耳科解剖知识并出版数部专著,微创外科理念先进,手术技巧好,临床方面治疗成绩总体效果好,是中国临床耳聋基因诊断的发起者,是全世界通过产前诊断保障耳聋家庭生育正常听力后代病例数最多的医生。
陆思嘉博士,哈佛大学生化系博士,MALBAC技术发明人,单细胞测序专家,亿康基因科技有限公司共同创始人及CEO,江苏省“双创计划”引进人才。陆思嘉博士在单细胞全基因组测序方面取得了突破性进展,他已将MALBAC单细胞测序技术成功应用到生殖健康领域的检验检测,目前该技术已帮助数千家庭解决了生育难题。陆博士在该领域已发表SCI收录论文数十篇,包括《Nature》、《Science》等顶级刊物文章,被引用数千次,申请国际专利4项,新申请国内发明专利5项。
来源:转化医学网