The Scientist:人类胚胎在发育早期自我校正遗传错误？

小丫

新证据支持一种旧有的观点，即带有遗传异常的胚胎在发育早期能够一定程度上自我纠正

胚胎，图片来自LabCorp公司胚胎植入前遗传学中心

原文来自Amy Maxmen, The Scientist, "Embryos Right Genetic Wrongs?", July 8, 2011
如果胚胎细胞获得太多或太少的染色体，那么这样的胚胎到产妇怀孕足月(full term)时存活的概率会降低。如果它们确实存活下来，这种染色体数目异常可能会导致唐氏综合症(Down syndrome)或另一种染色体疾病。但是根据2011年7月初在瑞典首都斯德哥尔摩召开的欧洲人类生殖与胚胎学会年会上报告的一份研究，这些有缺陷的胚胎当中有一些实际上能够修复它们自己的遗传错误。
( j, a2 N0 K% K& _9 C3 s这种观点最初在20世纪九十年代就有人提出，但是因为缺乏证据和遭受大量怀疑，很快被人们搁置在一旁。该新研究对这种争议的话题提供支持，如果是正确的话，肯定会给参与到不育症治疗---体外受精(in vitro fertilization, IVF)的病人和医生带来影响。
7 R/ Q! R+ A# ~+ d9 F% q位于美国莫里斯敦市的新泽西生殖医学协会的一名生殖遗传学者Nathan Treff说，“我认为这是需要人们研究的一种重要的现象”。他补充道，“但是，如果我们想要帮助人们怀上健康小孩的话，就必须要有更加强有力的证据”。在妇女的卵子在培养时受精后三天，很多IVF诊所会检查一下，看看胚胎中5到8个细胞是否拥有正确数目的染色体。如果一些细胞拥有太少或太多的染色体，妇女可能会流产，诊所可能会建议不要植入这种胚胎。
位于美国马里兰州罗克维尔市的沙迪格·罗夫胚胎植入前遗传学中心(Shady Grove Center for Preimplantation Genetics)主任William Kearns和他的研究小组决定充分利用实践的机会来观察胚胎发育时它们是否会维持它们的遗传缺陷。采用单核苷酸多态性(SNP)芯片技术，他们两天之后再评估了异常的3天大的IVF胚胎---病人已同意捐献这些胚胎用于科学研究。尽管这些异常胚胎当中仅有一部分在那两天后存活了下来，但是许多存活下来的胚胎确实表现正常。
Kearns说，“这确实改变我们对胚胎进行的遗传测试和IVF方面的常规看法，因为大多数诊所在三天之后进行活组织检查，然后决定是否抛弃胚胎”，“这项研究可能说明我们应当冻存这些异常的胚胎，以便它们仍然保持有活力的状态，直到我们知道我们的发现的确切意义”。
) Z8 n* a) Y  @- a' C" `# h# e但是，这种染色体校正可能怎样发生依然是一个谜团。Kearns猜测当正常的细胞分裂形成三个胚层(germ layer)从而产生婴儿时，异常的细胞要么死亡，要么被推向活力较弱的区域，如胎盘。Kearns说，胎盘中的异常细胞不一定会杀死胎儿。伦敦大学学院(University College London)的一名生殖遗传学者Joyce Harper说，确实，1983年，研究人员就报道[1]，一小部分胎盘细胞存在着错误的染色体数目，就使得其他人提出这种观点。
/ m, f, G6 \0 |4 l5 a% B& \+ L胚胎能够识别遗传异常以及要么要死这些异常细胞要么将它们搁置在一边，然而，位于夏威夷火奴鲁鲁市的科瓦罗海洋实验室(Kewalo Marine Laboratory)的一名胚胎学者Mark Martindale说，这其中的机制还是有些让人难以想象，“我猜想遗传异常将会在细胞表面上被检测到，不过我不知道在如此早期的阶段那种情况如何发生”。
% p6 S! T9 Y- W2 m2 N) d* _2 a& L+ sTreff质疑这些结果的有效性。他指出实验缺乏对照，且注意到没有方法知道Kearns的芯片技术如何准确地评估染色体数目。Kearns对此反驳道，他以前就已经证实了他的技术，并补充道，研究人员实在“不应该奢侈地拿人类胚胎作为对照。”
但是Harper认为这种发现很可能是真实的。她说，在这点上，她已经听了足够多的关于在第三天时胚胎出现的问题，而且在第五天时，这些问题一定程度上会有所下降，因此，临床医生应该开始接受这些发现的暗示。在指出最近一项临床测试[2]表明在这个阶段(即第三天)筛选胚胎妊娠率(pregnancy rate)没有增加的结果，她说，“Kearns的研究恰好证实这些年我们说过的话。不要在第三天进行遗传上测试胚胎”。她说，只有存在临床测试上有益的证据，在胚胎植入之前，临床医生才不需要[在第三天]对胚胎染色体进行计数。“无缘无故地开展这种耗时的和昂贵的检测程序对病人或IVF技术小组而言是极其不公平的。对我而言，这确实是有点异常天开。”
1.D.K. Kalousek, et al., “Chromosomal mosaicism confined to the placenta in human conceptions”, Science, August 12, 1983: 221(4611),665-667, doi: 10.1126/science.6867735.
5 j5 J# N( n, S$ \( t7 y2.Joyce Harper, et al., “What next for preimplantation genetic screening (PGS)? A position statement from the ESHRE PGD Consortium steering committee”, Human Production, (2010) 25 (4): 821-823, doi: 10.1093/humrep/dep476.