Преимплантационное генетическое тестирование эмбрионов на анеуплоидии: возможности, проблемы и перспективы

Анеуплоидии у эмбрионов человека вносят существенный вклад в этиологию неудач имплантации и ранних репродуктивных потерь в программах вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Существующие в настоящее время методы морфологической оценки качества эмбрионов не позволяют исключить перенос анеуплоидного эмбриона в полость матки. Наиболее распространенным методом оценки плоидности эмбриона является преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии (ПГТ-А). Внедрение ПГТ-А в клиническую практику позволило значительно снизить вероятность переноса анеуплоидного эмбриона в полость матки и повысить эффективность программ ВРТ. Однако целесообразность применения ПГТ-А у различных групп пациентов с высоким риском образования анеуплоидных эмбрионов, а также у супружеских пар с «хорошим прогнозом» требует обсуждений. В статье дан подробный анализ данных литературы, посвященной исследованию оценки эффективности применения ПГТ-А эмбрионов в группе пациенток старшего репродуктивного возраста, пациенток с повторными неудачами имплантации, привычным невынашиванием беременности, а также в парах, в которых у супруга выявлены грубые нарушения сперматогенеза. Обсуждается целесообразность рутинного применения ПГТ-А у супружеских пар с «хорошим прогнозом», а также при использовании донорских ооцитов. Представлены этапы становления ПГТ-А, преимущества и недостатки различных методов ПГТ-А и способов забора материала для анализа, а также возможные причины ложноположительных и ложноотрицательных результатов ПГТ-А.
Заключение: ПГТ-А – современный высокоинформативный метод оценки хромосомного статуса эмбриона перед его переносом в программах ВРТ. В настоящее время наиболее распространенным методом ПГТ-А является высокопроизводительное секвенирование нового поколения (NGS), а способом получения материала – биопсия клеток трофэктодермы.

Без сомнений, вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) являются наиболее эффективным методом достижения беременности у супружеских пар, страдающих бесплодием. Однако, несмотря на колоссальные успехи в области репродукции и непрерывное совершенствование методов ВРТ, частота наступления беременности в программах экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) не превышает 30–40% в расчете на перенос эмбрионов и не имеет тенденции к увеличению [1]. При этом около 20% беременностей, наступивших в программах ВРТ, заканчиваются ранними репродуктивными потерями [1]. На результативность программ ЭКО влияет множество факторов, но основополагающим является установление «диалога» между кариотипически нормальным эмбрионом хорошего качества и рецептивным эндометрием [2]. Значительный вклад в этиологию ранней эмбриональной гибели и неудач имплантации вносят анеуплоидии. Известно, что около 55% ранних репродуктивных потерь ассоциировано с эмбриональными анеуплоидиями [3]. При этом доказано существование прямой корреляции между частотой образования анеуплоидных эмбрионов и возрастом женщины. Так, если у женщин в возрасте 26–30 лет доля анеуплоидных эмбрионов составляет 20–27%, то в возрасте 45 лет 95,5% эмбрионов имеют хромосомные аномалии [4].

В структуре эмбриональных анеуплоидий основное место занимают трисомии, частота которых может достигать 68% [5]. Хромосомные аномалии могут развиваться вследствие мейотических ошибок, возникающих на этапе гаметогенеза и митотических или постзиготических ошибок, развивающихся после оплодотворения. Известно, что мейотические ошибки в большинстве случаев вызваны несбалансированным делением хроматид и нерасхождением хромосом в ооците. Природа оогенеза такова, что женские гаметы в большей степени подвержены хромосомным аномалиям на стадии мейоза, чем мужские, особенно по мере увеличения возраста женщины [6]. Анеуплоидии постзиготического происхождения возникают во время деления клеток эмбриона, и чем раньше они появляются, тем более обширными и неблагоприятными для жизнеспособности эмбриона могут стать. Ошибки митоза в большинстве случаев ассоциированы с неправильной сегрегацией хромосом и часто приводят к развитию мозаицизма [7].

Использование визуальных методов оценки качества эмбрионов не позволяет исключить перенос анеуплоидного эмбриона в полость матки [8]. В 44,5% случаев анеуплоидные эмбрионы имеют нормальные морфокинетические характеристики [9].

В настоящее время для выявления анеуплоидий в эмбриональных клетках применяется преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии (ПГТ-А). Внедрение ПГТ-А значительно снизило вероятность переноса эмбриона с хромосомными аномалиями в полость матки, а также частоту неудачных попыток имплантации и ранних репродуктивных потерь [10].

В начале своего развития ПГТ-А включало анализ пяти хромосом, трисомии по которым совместимы с жизнью (X, Y, 18, 13 и 21) и проводилось методом флюоресцентной гибридизации in situ (FISH) с использованием ДНК-зондов, меченных флуорохромом. В настоящее время подтверждена низкая эффективность ПГТ-А методом FISH c биопсией эмбриона на 3-и сутки культивирования, что объясняется неполной оценкой хромосомного набора и высокой частотой недиагностированного мозаицизма, возникающего из-за ошибок деления на стадии постзиготического дробления эмбриона третьего дня развития [11]. Необходимость идентификации и анализа полного хромосомного набора привела к разработке таких новых молекулярно-генетических методов диагностики, таких как сравнительная геномная гибридизация (array сomparative genomic hybridization, aCGH), количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени (кПЦР) с возможностью анализа всех хромосом, высокопроизводительное секвенирование нового поколения (next generation sequencing, NGS) [12].

Метод aCGH основан на сравнении исследуемого генетического материала c эталонным образцом, что позволяет обнаружить наличие несбалансированных хромосомных перестроек и аномальное количество хромосом в исследуемых клетках. На первом этапе проводится полногеномная амплификация, далее продукты амплификации метят флуоресцентными зондами и наносят на ДНК-микрочип. С помощью лазерного сканера и специализированного программного обеспечения проводится оценка интенсивности флюоресценции. Сравнение интенсивности флуоресценции исследуемого и референсного образцов позволяет идентифицировать крупные несбалансированные хромосомные нарушения [13]. Метод aCGH стал революционным в области анализа плоидности эмбрионов; с его помощью стал возможен анализ всего хромосомного набора и выявление анеуплоидий с высокой точностью [14]. Среди недостатков метода выделяют его высокую стоимость [15].

ПГТ-А с использованием кПЦР в реальном времени позволяет определить количество копий каждой хромосомы на основании анализа ее отдельных участков, что в ряде случаев может приводить к ошибочным результатам. Для этого проводится сравнительный анализ амплификации трех или четырех специфичных локусов каждой хромосомы с этало...

Савостина Г.В., Перминова С.Г., Екимов А.Н., Веюкова М.А.