КЛЮЧЕВОЕ СООБЩЕНИЕ
На сегрегацию влияли тип перестройки и пол носителя, тогда как возраст женщины был доминирующим фактором, связанным с анеуплоидией de novo. У носителей сбалансированных хромосомных перестроек не было более высоких показателей анеуплоидии для хромосом, не вовлеченных в перестройку, и результаты не выявили признаков межхромосомного эффекта.
Введение:
Сбалансированные хромосомные структурные перестройки составляют значительную долю циклов ЭКО, с целью проведения ПГТ-А(Harper et al., 2012; Ogur and Griffin, 2020). ПГТ хромосомных структурных перестроек (PGT-SR) предлагает парам-носителям уникальную возможность максимизировать свои шансы на успешную имплантацию и сводит к минимуму риск потери беременности за счет выбора и переноса нормальных или сбалансированных (нормальных/сбалансированных) эмбрионов (Scriven и др., 2013). Пары, которые выбирают PGT-SR, в основном включают носителей реципрокных транслокаций (RECT), робертсоновских транслокаций (ROBT), инверсий (INV) и сложных хромосомных перестроек (CCR). Оценочная частота структурных перестроек находится в диапазоне 0,1–1,0% в общей популяции (De Braekeleer and Dao, 1991; Jacobs et al., 1992; Pettenati et al., 1995), и встречается гораздо чаще (5,7 %) среди пар, у которых были повторные выкидыши (De Braekeleer and Dao, 1990). Так же у пар с хромосомными перестройка выше риск бесплодия, частоты мертворождения и рождения детей с хромосомными аномалиями.
Для оценки репродуктивных рисков каждой структурной перестройки были изучены различные параметры и факторы, такие как тип перестройки, задействованные хромосомы, точки разрыва, а также некоторые клинические факторы, такие как пол носителя, женский возраст и овариальный резерв (обзор в Ogur and Griffin, 2020). Тем не менее, лишь немногие из них обладают достаточной статистической мощностью, чтобы предоставить всесторонний обзор как генетических, так и клинических параметров.
Особый вопрос, вызывающий значительные дискуссии, заключается в том, увеличивают ли структурные перестройки вероятность числовых или сегментарных аномалий других хромосом, которые не участвуют в перестройке, это явление известно как межхромосомный эффект (ICE) (Lejeune, 1963). Оно широко изучалось на образцах спермы и реже на эмбрионах пар-носителей; однако результаты сильно различаются и противоречивы (Alfarawati et al., 2012; Anton et al., 2011; Martin, 2006; Mateu-Brull et al., 2019; Xie et al., 2019). В большинстве исследований, изучающих наличие межхромосомного эффекта, либо отсутствует контрольная группа, либо, по мнению некоторых авторов, требуется более глубокий анализ их данных (обзор в Scriven, 2021).
Вопрос исследования: Какие факторы влияют на долю сбалансированных эмбрионов среди носителей структурной перестройки? Есть ли доказательства межхромосомного эффекта ?
Дизайн исследования: ретроспективно оценены результаты ПГТ-А у 300 пар, прошедших 443 цикла ЭКО (198 носителей реципрокных транслокаций (RECT), 60 - робертсоновских транслокация (ROBT), 31 -инверсий (INV) и 11 носителей сложной структурной перестройки (CRR). Бластоцисты анализировали либо с помощью сравнительной геномной гибридизации (aCGH), либо с помощью методов секвенирования следующего поколения (NGS). Межхромосомный эффект (ICE) исследовали с использованием подобранной контрольной группы и сложного статистического измерения величины эффекта.
Результаты:
- Было проанализировано 1835 эмбрионов, и 23,8% были диагностированы как нормальные/сбалансированные, так и эуплоидные.
- Из 1835 эмбрионов, отправленных на анализ, 1156 эмбрионов были проанализированы с помощью aCGH и 679 эмбрионов были проанализированы с помощью NGS; амплификация не удалась или результат оказался неинформативным у 58 (3,2%).
- Все эмбрионы после PGT были разделены на 5 групп. Из 1777 эмбрионов, прошедших PGT-SR, 423 (23,8%) были диагностированы как нормальные/сбалансированные по структурным перестройкам и эуплоидные по не-перестроенным хромосомам (группа а), 543 (30,6%) были диагностированы как несбалансированные по структурным перестройкам, но эуплоидные по не-перестроенным хромосомам (группа b), 362 (20,4%) были диагностированы как несбалансированные по структурным перестройкам, так и анеуплоидные по не-перестроенным хромосомам (группа c), 385 (21,6%) были диагностированы как нормальные/сбалансированные по структурным перестройкам, но анеуплоидные по не-перестроенным хромосомам (группа d), а 64 (3,6%) были хаотичными (группа е).
- У пар-носителей RECT был более низкий шанс иметь категорию a, то есть нормальный/сбалансированный и эуплоидный эмбрион (19,4%), по сравнению с группами носителей ROBT (33,2%) и INV (35,8%). В небольшой группе CCR 25,0% эмбрионов были сбалансированными/эуплоидными. Доля, для которой хотя бы один эмбрион был доступен для переноса за цикл стимуляции яичников, была самой высокой для носителей INV (77,5%) и самой низкой для носителей CCR (33,3%).
- В 41 цикле были перенесены дополнительные нормальные/сбалансированные и эуплоидные эмбрионы, когда предыдущий перенос эмбрионов не привел к живорождению. Из 290 циклов с переносом эмбрионов в 88 случаях переносили свежие эмбрионы на стадии бластоцисты (70 переносов 1-го эмбриона, 18 переносов 2-х эмбрионов) и было выполнено 202 криопереноса (186 переноса 1-го эмбриона, 16 переносов 2-х эмбрионов). В целом, частота наступления беременности при первом переносе эмбриона за цикл стимуляции яичников и кумулятивная частота наступления беременности составили 61,0% (152/249) и 69,5% (173/249) соответственно. Частота живорождения на первый перенос эмбриона за цикл стимуляции яичников и кумулятивная частота живорождения составили 49,4% (123/249) и 55,8% (139/249). Параметры клинического исхода не показали каких-либо различий между различными группами носителей перестройки. В результате такого лечения родилось 153 здоровых ребенка, и ни о каких клинических ошибочных диагнозах не сообщалось.
- Было обнаружено, что сложные транслокации и возраст женщины (более 35 лет) являются факторами риска, связанными с меньшей вероятностью наличия эмбриона на перенос.
- Основываясь на анализе 5237 эмбрионов, кумулятивная частота анеуплоидии de novo была ниже у носителей структурных перестроек по сравнению с контролем (45,6% против 53,4%, P <0,001), но это была «незначительная» ассоциация.
- Для носительниц RECT и ROBT поздний репродуктивный возраст (≥35 лет) оказал негативное влияние на долю переносимых эмбрионов и долю циклов, достигших переноса эмбрионов; это не относится к носителям INV. Пол носителя структурной перестройки оказывал влияние только на долю переносимых эмбрионов для носителей ROBT. При этом доля сбалансированных/нормальных эмбрионов у мужчин-носителей составляет 73,8% по сравнению с 63,0% у женщин-носителей. Однако после переноса эмбрионов частота наступления беременности и частота живорождения были одинаковыми, независимо от возраста и пола в одних и тех же группах перестройки.
- Для того, чтобы понять степень связи: тип перестройки, возраст женщина и пол также оценивали с помощью прямого пошагового бинарного логистического регрессионного анализа с двумя моделями. В соответствии с этими моделями было обнаружено, что пол (мужской в качестве эталона, P = 0,014) и тип транслокации (инверсия в качестве эталона, P <0,001) связаны с сегрегационными аномалиями. У женщин-носителей в 1,29 раза больше шансов получить несбалансированные эмбрионы по сравнению с мужчинами-носителями. Было обнаружено, что CCR оказывает наихудшее влияние на сегрегацию среди других групп. У носителей ROBT, RECT и CCR вероятность образования несбалансированных эмбрионов была в 2,17, 8,34 и 12,51 раз выше, чем у носителей INV, соответственно. Не было обнаружено связи между возрастом женщин и сегрегационными аномалиями (P = 0,524).
- У пациенток с INV было выявлена особенность - чем длиннее инвертированная область, тем выше вероятность несбалансированности эмбриона (P < 0,001). Средний размер инверсии составил 39,1 Мб среди зародышей со сбалансированными сегрегациями и 87,5 Мб среди зародышей с несбалансированными сегрегациями (P < 0,001).
- Дальнейшая оценка 117 033 хромосомных пар выявила более высокую частоту индивидуальных хромосомных ошибок у эмбрионов носителей по сравнению с контролем (5,3% по сравнению с 4,9%), что также было «незначительной» ассоциацией (<0,1), несмотря на значение P 0,007.
- При сравнении отдельных хромосомных пар с точки зрения частоты ошибок не было никаких различий, кроме хромосомы 17 (4,7% в случаях против 3,1% в контроле, P = 0,006). Однако измерение размера эффекта (φ = 0,006) показало, что эта разница в лучшем случае незначительна (<0,1). Наибольшая частота аномалий наблюдалась для хромосом 16 и 22 как у пациентов, так и в группе контроля (chr 16: 8,5% в случаях против 9,1% в контроле, chr 22: 6,5% в случаях против 7,7% в контроле).
Выводы. Эти данные свидетельствуют о том, что тип перестройки, женский возраст и пол носителя оказывают существенное влияние на долю эмбрионов, пригодных к переносу. Тщательное изучение носителей структурной перестройки и контролей показало мало или совсем не свидетельствовало о межхромосомном эффекте. Это исследование помогает предоставить статистику для исследования межхромосомного эффекта и улучшенную персонализированную оценку репродуктивной генетики для носителей структурной перестройки.