Исследование 115 клиник от центральной диагностической лаборатории
Целью данного исследования является определение доли мозаичных эмбрионов, подлежащих переносу, и, таким образом, оценка влияния на случаи заболевания пациентов.
Методы:
Случаи PGT-A, которые были получены в одной лаборатории CooperGenomics, Хьюстон, штат Техас, из 115 клиник по лечению бесплодия в период с декабря 2015 года по декабрь 2017 года, были включены для ретроспективного анализа данных, было проведено в общей сложности 6748 случаев PGT-A.
Мозаичные эмбрионы разделены 3 группы: высокий, средний и низкий приоритет для переноса:
• Наивысший приоритет: анеуплоидия обнаружена в ≤40% образца биопсии и только 1 пораженная хромосома с участием хромосом 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 19 и 20.
• Средний приоритет: анеуплоидия обнаружена в> 40% образца биопсии и только 1 пораженная хромосома с участием хромосом 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 19 и 20.
• Самый низкий приоритет: мозаичный результат биопсии с участием 2 или более хромосом; или только 1 хромосома с участием хромосом 2, 7, 13, 14, 15, 16, 18, 21, 22, X и Y.
Введение
Мозаицизм, обнаруженный у преимплантационных эмбрионов, известен по литературным данным почти 30 лет и давно установлено, что он присутствует у эмбрионов, достигающих стадии бластоцисты [1-4]. Однако технологические усовершенствования с преимплантационным генетическим тестированием на анеуплоидию (PGTA) в форме секвенирования нового поколения (NGS) и его высокий уровень чувствительности выявили преобладание мозаицизма по сравнению с использованием предыдущей сравнительной геномной гибридизации (aCGH). PGT-A с помощью NGS не определяет, является ли эмбрион мозаичным как таковой (т. е. проявляет ли он мозаицизм где-либо внутри эмбриона).
Скорее, он определяет, содержит ли одна биопсия, содержащая 5–10 клеток из трофэктодермы на стадии бластоцисты, два или более различных клеточных клона.
Более высокая доля образцов биопсии трофэктодермы, которые ранее считались либо эуплоидными, либо анеуплоидными с помощью aCGH, теперь более точно выявляются как мозаичные с помощью NGS [5]. Это привело к сокращению количества эмбрионов, доступных для переноса [6]. Наличие мозаицизма также вызывает вопросы относительно точности диагностики образца трофэктодермы по сравнению с кариотипом всего эмбриона и внутренней клеточной массы. Это оставляет у клиницистов и эмбриологов некоторые сомнения относительно безопасности и эффективности переноса эмбрионов, идентифицированных как мозаичные, посредством диагностики биопсии трофэктодермы.
Мозаицизм в человеческом эмбрионе может проявляться в хаотической, анеуплоидной/анеуплоидной или диплоидной/анеуплоидной формах, причем последняя форма представляет собой тип мозаицизма, подвергающийся сомнению в отношении жизнеспособности. Мозаицизм может возникнуть из-за мейотических ошибок, за которыми следует восстановление постзиготической трисомии [7]; однако общепризнано, что большинство случаев мозаицизма возникает из-за митотических ошибок постзиготно во время первых нескольких клеточных делений после образования хромосомно нормальной зиготы [3, 8-10]. Это может происходить во время митотического деления клеток с помощью различных механизмов, включая нерасхождение, триполярный митоз из-за образования триполярного веретена и отставание в анафазе, приводящее к потере микроядер или хромосом [11-13]. Было показано, что в отличие от мейотических ошибок митотическая ошибка и впоследствии мозаицизм не связаны с возрастом матери [14-16]. Когда мозаичный эмбрион достигает стадии бластоцисты, может наблюдаться множество моделей распределения типов клеток внутри эмбриона, начиная от полного мозаицизма, когда смесь диплоидных и анеуплоидных клеток обнаруживается как в трофэктодерме, так и во внутренней клеточной массе, до закрытого плацентарного мозаицизма, при котором либо только внутренняя клеточная масса, либо трофэктодерма содержат анеуплоидные клетки. Частота мозаичных эмбрионов, обнаруженных после PGT-A, в литературе варьирует от 4 до 21% всех биопсийных эмбрионов [17-20]. Считается, что это изменение может быть связано с факторами, связанными с направлением клиник по лечению бесплодия, или с использованием метода биопсии, хотя более вероятно, что это связано с отдельными лабораториями генетического тестирования; уровни чувствительности их технологии PGT-A и пороги, установленные для учета мозаики. Более того, учитывая, что большинство результатов относятся к небольшой биопсии, а не к целому эмбриону, эти цифры почти наверняка занижены. То есть, если диагноз точен, эмбрионы, у которых обнаружен мозаицизм, являются по определению мозаичными. Однако для части эмбрионов результаты «100% эуплоид» и «100% анеуплоид» могут быть легко получены, если такова природа биопсии, несмотря на то, что эмбрион вполне может быть мозаичным. Вероятность того, что это произойдет, зависит от пропорции эуплоидных и анеуплоидных клеток и степени сопоставления каждого типа клеток.
Эмбрионы с результатами тестов, соответствующими анеуплоидному/диплоидному мозаицизму, обычно становятся проблемой для лиц, принимающих клинические решения, и пациентов только тогда, когда нет доступных эмбрионов с нормальным результатом теста (эуплоидным и предполагаемым диплоидным набором хромосом). Иногда в некоторых лабораториях используются алгоритмы (например, https://embryo-score.web.app/),в которых морфологически некачественные эмбрионы могут быть лишены приоритета по сравнению с низкомозаичными эмбрионами хорошего качества, однако принцип остается прежним. В некоторых случаях, когда есть один эуплоидный эмбрион, который не приводит к живорождению, мозаичный эмбрион впоследствии может быть подвергнут сомнению на предмет своей жизнеспособности. Во все большем числе исследований сообщается о нормальных живорождениях после переноса мозаичных эмбрионов, но, тем не менее, вопрос заведомого переноса эмбриона с выявленной аномалией вызывает некоторые опасения. Это привело к тому, что различные стороны выпустили руководящие указания, чтобы помочь клиницистам принять решение о переносе мозаичных эмбрионов [21–25]. Некоторые могут возразить, что мозаичный эмбрион, который морфологически превосходит свой эуплоидный аналог, может быть предпочтительно выбран из-за возможности того, что эуплоид более низкого морфологического качества может обладать некоторым уровнем невыявленной анеуплоидии, что анеуплоидия просто отсутствовала в образце биопсии. . Таким образом, эмбрион, диагностированный как мозаичный, может быть предпочтительным для переноса, если помнить об этом. Однако позиция авторов заключается в том, что эуплоидные эмбрионы должны быть выбраны для переноса в первую очередь, а не аналоги, у которых обнаружен мозаицизм.
Обсуждение
Результаты показывают
в 10–11% случаев для переноса доступен только мозаичный эмбрион,
еще в 10% случаев имеется только 1 эуплоидный эмбрион, а еще один мозаичный диагноз доступен для переноса вторым или последующего переноса замороженного эмбриона.
в 21% случаев будут зарегистрированы только анеуплоидные эмбрионы,
в 59% случаев будут зарегистрированы один или несколько эуплоидных эмбрионов
Несомненно, было бы обнаружено больше мозаичных диагнозов, если бы было взято больше клеток или если бы оценивался весь эмбрион.
В то время как частота общей эуплоидии по сравнению с анеуплоидией явно зависит от возраста матери как для отдельного эмбриона, так и для каждого случая, частота случаев только мозаики, по-видимому, не различается в той же степени, что и в группах с доступной эуплоидией и только анеуплоидией.
Статистическая значимость наблюдалась только в двух возрастных группах пациентов с мозаичными эмбрионами;
меньшее количество более молодых пациентов попадает в нашу категорию только с мозаикой, поскольку у них больше шансов иметь доступный эуплоидный эмбрион, и меньше наших самых старых пациентов будет включен в нашу группу только с мозаикой, поскольку эмбрионы с большей вероятностью будут иметь мейотические ошибки, ведущие к полностью анеуплоидным эмбрионам (включая анеуплоидную/анеуплоидную мозаику), оставляя меньше эмбрионов, доступных для классификации как мозаичных.
Мы заметили, что имеют мозаичное происхождение:
5% случаев живорождения с трисомией 21 имеют мозаичное происхождение,
большинство живорожденных форм трисомии 13 и трисомии 18
50% живорождений с моносомией половых хромосом
Считается, что наличие нормальной клеточной линии позволяет этим беременностям достигать срока [26].
При самом низком приоритете случаи только мозаичных эмбрионов не рассматриваются для переноса, в действительности для рассмотрения остаются только случаи с высоким приоритетом и средним приоритетом мозаичных эмбрионов, что здесь составляет только 4,5% всех наблюдаемых случаев PGT-A.
Обнаружено:
мозаичные диагнозы встречаются в 16,74% биоптатов трофэктодермы;
Однако это почти наверняка недооценка общего уровня мозаицизма у человеческих эмбрионов в целом, поскольку биопсия представляет собой просто образец ~ 5 клеток из 200 клеток эмбриона
То есть, если мы обнаружим мозаицизм почти в 17% этих образцов, доля всех ЭКО-эмбрионов с мозаицизмом будет зависеть от степени «скопления» анеуплоидных клеток в бластоцисте, но может достигать 100%. Однако представляет ли это собой истинное биологическое явление — другой вопрос.
Во-первых, это зависит от того, не вызывает ли процесс ЭКО, который практикуется в настоящее время, непреднамеренно постзиготические хромосомные ошибки. В этом случае мы можем наблюдать, как сообщаемые уровни мозаицизма со временем снижаются, и есть некоторые доказательства того, что это происходит (внутренние данные Cooper Surgical). Конечно, в некоторых клиниках показатели выше, чем в других, но будет ли это вызвано техническими или чисто биологическими причинами (например, демографическими различиями), станет предметом будущих исследований.
Второе соображение заключается в том, возникает ли искусственная потеря или набор хромосом как технический артефакт в процессе биопсии. Но по объективным данным этого не происходит.
Распределение между полнохромосомным мозаицизмом и сегментарным мозаицизмом, было примерно равномерным (50,1% против 49,9%).
Чаще встречались в мозаицизме хромосомы X, 1, 16, 5 и 2
Наименее затронутыми были Y, 12 и 17, их - 10, 12 и Y.
Решение о переносе или отказе от эмбриона, о котором сообщалось, что он мозаичный, является сложной задачей. Сообщаемый процент мозаицизма при первоначальной биопсии трофэктодермы следует принимать с осторожностью, поскольку распределение эуплоидных и анеуплоидных клеточных линий может быть неравномерным по всему эмбриону [38, 39].
Без анализа PGT-A неизвестно мозаичный эмбрион на перенос или нет, но в действительности, PGT-A лишь частично смягчает перенос мозаичных эмбрионов, поскольку образец из 5 клеток не всегда его обнаруживает. Хотя не совсем понятно, приводит ли перенос этих эмбрионов к здоровому живорождению, неудаче имплантации или неблагоприятным исходам. В литературе появляется больше сообщений об исходах переноса мозаичных эмбрионов. Хотя все они предполагают, что эмбрионы, диагностированные как мозаичные, имеют более низкий потенциал текущей беременности и живорождения, чем эмбрионы, диагностированные как эуплоидные, существует много разногласий относительно потенциала различных типов мозаичных эмбрионов. . Общей темой является оценка потенциала мозаичных эмбрионов на основе процента пораженного образца биопсии (высокий или низкий процент мозаицизма).
В ряде исследований сообщается, что между этими двумя группами нет различий в показателях продолжающейся беременности и живорождения, в то время как другие сообщают о лучших показателях продолжающейся беременности и живорождения при низком уровне мозаики.
Но более низкие показатели успеха связаны с более сложными мозаичными формами. Хотя эти сложные мозаики иногда приводят к беременности и живорождению, но с очень низкой частотой (4–9%)
Однако существуют разногласия по поводу показателей успеха, связанных с различными типами хромосомных аномалий;
не было продемонстрировано различий между полной, сегментарной, моносомией и трисомией .
но одно исследование показало, что мозаичные моносомии могут иметь преимущество перед трисомиями
В двух исследованиях сообщалось об улучшении результатов при сегментарной мозаике .
Тем не менее, имеется очень мало информации о последующем наблюдении за этими беременностями, если они действительно заканчиваются беременностью. Поэтому трудно сделать важные выводы относительно безопасности таких переводов, особенно с учетом того, что в этих исследованиях часто участвовало небольшое число людей.
Учитывая эти результаты, о которых сообщается в литературе, приоритетные категории, используемые в текущем исследовании, лучше следовать алгоритму
если есть выбор между зародышем мозаицизма высокого или низкого уровня, в первую очередь следует выбрать более низкий уровень.
Избегайте тех, у кого множественные аномалии, особенно 2 или более,
с осторожностью подходите к мозаикам с хромосомными аномалиями, связанными с неблагоприятными исходами.
Может оказаться выгодным отдать предпочтение сегментарной мозаике перед мозаикой целых хромосом, если такая возможность доступна.
Одно исследование, в котором рассматривались результаты 1000 мозаичных эмбрионов, также рекомендовало ранжировать эмбрионы на основе как морфологии, так и мозаичности [50]. Действительно, Viotti и коллеги [50] предложили приоритетный порядок переноса эмбрионов, диагностированных как мозаичные (когда для переноса доступны только они, а не эуплоиды).
При этом учитывается характер аномалии (сегментарная или целая хромосома),
степень мозаицизма (высокая = > 50 %; низкая = < 50 %)
количество вовлеченных хромосом (1, 2 или > 2 (комплекс )).
Этот список от большего к меньшему предпочтительнее выглядит следующим образом:
низкосегментарный;
высокий сегментный; низкий (1 хромосома);
низкий (2 хромосомы);
низкий комплекс; высокая (1 хромосома);
высокий (2 хромосомы);
высокий комплекс.
У них также есть алгоритм с помощью простого в использовании веб-приложения, которое учитывает морфологию эмбриона и облегчает ранжирование (https://embryoscore.web.app/).
Достижения в тестировании NGS PGT-A привели к более высокому уровню точности обнаружения при биопсии трофэктодермы. Идентификация мозаичных эмбрионов, которые могли быть классифицированы как эуплоидные с aCGH, приводила к более низкой частоте имплантации и более высокой частоте выкидышей, или, наоборот, классификация мозаичных эмбрионов как анеуплоидных, когда они могли иметь шанс на успех. Это может объяснить более высокие показатели продолжающейся беременности, связанные с NGS, по сравнению с aCGH [47]. Хотя знание того, как справляться с мозаичными диагнозами, может представлять проблему для клиницистов, эта дополнительная информация может помочь в повышении показателей успеха для PGT-A. Для тех пациентов, у которых есть только мозаичный эмбрион для переноса, потребуется клиническое и генетическое консультирование, чтобы помочь в принятии решения о переносе мозаичного эмбриона. Пациенты могут захотеть провести еще один новый цикл с PGT-A в надежде получить эуплоидный диагноз для перевода. В тех случаях, когда финансовые последствия или возраст матери ограничивают возможность проведения дополнительных свежих циклов, пациентка должна быть адекватно проинформирована о более низких показателях успеха и рисках, связанных с переносом мозаичного эмбриона, и должна быть предложена соответствующая клиническая тактика для продолжения наблюдения за текущей беременностью. например, пренатальный скрининг) и результаты живорождения.
Заключение
Мы обнаружили, что в 10,5% случаев для переноса доступен только мозаичный эмбрион и нет возможности переноса эуплоидного эмбриона Когда эти случаи будут дополнительно оценены на предмет доступного типа мозаичного эмбриона высокого и среднего приоритета , только 4,5% (всех случаев PGT-A), вероятно, будут связаны с мозаикой .
И наоборот, 89,5% всех случаев не столкнутся с этим затруднительным положением.
Представленные результаты также демонстрируют, что мозаичные диагнозы не зависят от возраста матери, но вместо этого вероятность наличия только мозаики связана с уменьшением количества эуплоидных эмбрионов с возрастом матери. Важно, чтобы мы продолжали следить за беременностями и исходами живорождений, когда передаются мозаичные диагнозы, чтобы собрать больше информации о тех, которые с большей вероятностью приведут к живорождению и низкому уровню невынашивания беременности.