ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

ПРЕИМПЛАНТАЦИОННОЙ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

ГЕННЫХ И ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Международная научная конференция Научного парка СПбГУ «Трансляционная биомедицина: современные методы междисциплинарных

исследований в аспекте внедрения в практическую медицину»СПб, 10-12 ноябрь, 2015

Логинова Ю.А.Международный Центр Репродуктивной Медицины МЦРМ), СПб, РФ http//www.mcrm.ru

2,5% новорожденных имеют различные пороки развития

1,5 % - экзогенные факторы: биологические (инфекционные заболевания: краснуха, герпес, токсоплазмоз, хламидийная инфекция, цитомегаловирусная инфекция), физические (все виды ионизирующего излучения, радионуклиды), химические (все противоопухолевые препараты, гормональные препараты, наркотические вещества)

1% – генетические факторы

данные ВОЗ:

Цифры:

общепопуляционный генетический груз проявляется более чем у 5% населения планеты.

1% генетического груза приходится на генные мутации, 0,5% - на хромосомные мутации, 3-3,5% соответствует болезням с выраженным наследственным компонентом (диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, некоторые опухоли и.т.д.).

около 40-50% ранней младенческой (перинатальной) смертности и инвалидности с детства обусловлены наследственными факторами

Цифры:данные ВОЗ:

Предупреждение рождения детей с генетической патологией – важная задача современной мировой медицины

методы для решения задачи:

• отказ от деторождения.

• методы Пренатальной (инвазивные и неинвазивные) Диагностики, позволяющие выявлять, генетические аномалии при прогрессирующей беременности.

• методы Преимплантационной Генетической Диагностики (ПГД/ПГС), позволяющие исследовать геном эмбриона до его переноса в полость матки.

Преимплантационная генетическая диагностика – самая ранняя форма пренатальной диагностики.

Преимущества: • нет необходимости прерывать беременность в

случае патологии или неблагоприятного полиморфизма у эмбриона

• расширение возможностей (новые показания) генетической диагностики

ПГДЦель – отбор эмбрионов свободных от исследованной патологии

Средство – маркировка определенных хромосомных локусов/последовательностей ДНК, позволяющая по анализу числа или качественным характеристикам маркеров отличить аномальные ядра от нормальных

1968: Определение пола эмбрионов кролика на стадии бластоцисты

1978: Рождение первого ребенка после ЭКО

1990: ПГД методом ПЦР - определение пола эмбриона человека Рождение первого ребенок после ПГД

1993: ПГД методом FISH - определения пола эмбриона, ПГС

1996: ПГД при носительстве хромосомной транслокации

1999: ПГД при генетической болезни с поздней манифестацией

2000: ПГД с HLA типированием эмбрионов

2002: Рождение тысячного ребенка после ПГД

2009: ПГC методом array-CGH (сравнительная геномная гибридизация на микро-матрицах)

2013: ПГC методом NGS (следующее поколение секвенирования) https://www.illumina.com/

Роберт Эдвардс

Santiago Munne

Alan Handyside

Юрий Верлинский

Dagan Wells Leeanda Wilton

Историческая справка:

Оплодотворение in vitro

(IVF или ICSI)

Диагностика бластомеров методами: FISH

Биопсия полярныхтел и/илибластомеров

Перенос эмбрионов

Генетическое заключение

Схема проведения ПГД:

5 день4 день

Control DNA(normal)

Test DNA(e.g. blastomere)

Decreased number of copies

Equal copy

number

Increased number of

copies

Microarray -CGH

3 день

PCR

NGS

Показания к генетической диагностике ПД ПГД

• Установленное семейное носительство хромосомной аномалии или генной мутации

• Повышенный риск анеуплоидий в половых клетках: возраст женщины старше 35 (38) лет привычное невынашивание (при

нормальном кариотипе), тяжелое нарушения сперматогенеза,

повторяющееся отсутствие имплантации)• Выявление УЗ или б/х маркеров

хромосомной патологии• Наследственное/спорадическое

гематологическое заболевание у имеющегося ребенка (рождение HLA-совместимого сибса-донора)

• заболевания с поздней манифестацией (семейные формы онкологических заболеваний, многофакторные болезни)

• Высокий риск передачи потомству митохондриальной патологии

ESHRE PGD Consortium-Best Practice Guidelines for Organization of a PGD Center for Preimplantation Genetic Diagnosis/Screening (PGD/PGS), 2010, Harton G, Braude P, Lashwood, A, Schmutzler, A, Traeger-Synodinos, J, Wilton, L, and Harper, JC Министерство Здравоохранения РФ. Приказ N 457. 28 декабря 2000 г.,

распоряжение комитета здравоохранения по СПБ№496, 28.09.2007

Рождение HLA-совместимого сибса с помощью ЭКО с ПГД

В 2000г родился Адам Нэш, первый ребенок, зачатый как HLA-совместимый донор для лечения его старшей сестры Молли,имеющей мутацию приводящую к анемии Фанкони (тип С). Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток Адама спасла жизнь шестилетней девочке.

На сегодняшний день в мире родилось несколько сотен детей – доноров для старших сибсов, больных наследственной и ненаследственной гематологической патологией.

JAMA Verlinsky et al,2001,V.285,N24,p.3130-3133

Сейчас Молли 20 лет, она студентка колледжа, PGDIS 2015 , Чикаго

Кто и как может оценить эффективность ПГД/ПГС при ЭКО?

Количество предотвращенных рождений детей с генетической патологией.

Вероятность наступления беременности/рождения здорового ребенка (“taking home baby rate”) после ЭКО с ПГД.

Здоровье детей после ЭКО с ПГД по сравнению с детьми, зачатыми естественным путем.

Средства, сэкономленные (полученные) вследствие не рождения больного ребенка (или рождения полноценного налогоплательщика в будущем).

Факторы, влияющие на эффективность ПГД/ПГС:

• Генетический статус и состояние репродуктивной функции супружеской пары (вероятность получения эмбрионов с «нужным» генотипом и наступления беременности)

• Особенности цикла ВРТ

• Микроманипуляции на эмбрионе до имплантации (биопсия полярных телец, бластомеров, клеток трофоэктодермы)

• Ограничения методов и вероятность диагностических ошибок

HumanReproduction,Vol.30,No.8pp.1763–1789,2015 AdvancedAccesspublication onJune 12, 2015 doi:10.1093/humrep/dev122

ЭКО с ПГД/ПГС по данным ПГД-консорциума ESHRE (European Society of Human Reproduction and Embriology )за период 1997-2011гг.

ПГД при хромосомных нарушениях1997- 2010г/ 2011г

ПГД при моногенной патологии1997- 2010г/ 2011г

ПГС

1997- 2010г/ 2011г

Циклы ЭКО+ПГД/ПГС: 5 561 / 1 031 7 400 / 1 543 23 277/ 2 978

Средний возраст женщин (лет) 34 33 38

Эмбрионов, пригодных для переноса %

26 / 24 56 / 43 34 / 31

ЧНБ на перенос эмбрионов % 28 / 31 29 / 36 28 / 30

Родов на перенос эмбрионов % 25 31 21

Родов на цикл % 15 24 14

Родов всего – 6 152Детей – 7 591

ЭКО с ПГД в РоссииНациональный регистр ВРТ РАРЧ 2003-2012гг

Год Пункций Переносов Беременностей

Родов % родов на ПЭ

2003 51 36 9 5 14%

2004 87 71 18 10 14%

2005-2010 … … … …

2011 762 582 215 132 23%

2012 820 635 229 148 24%

Всего: 4373 3498 1181 692 20%

Всего детей с учетом многоплодных беременностей: 829 Исход беременности неизвестен: 233

http://www.rahr.ru/registr_otchet.php

ЭКО с ПГД при моногенной патологии(ПГД-консорциум ESHRE, 2008г)

Х-сцепл.

Аутос.рецес.

Аутос.домин.

HLA HLA + моног.

Всего

N (циклов ЭКО с ПГД) 325 415 575 32 106 1363

Пригодных эмбрионов 49% 61% 42% 22% 15% 46%

Пригодных эмбрионов на цикл (n)

1,8 3,5 2,2 1,6 1,0 2,5

Циклов с переносом 76% 90% 80% 75% 51% 79%

Беременностей на переносна цикл

30%22%

33%29%

27%20%

29%22%

58%28%

31%23%

Родов на переносна цикл

25%18%

27%24%

23%17%

25%19%

38%24%

26%18%

Исходы ЭКО с ПГД для носителей хромосомных перестроек (ПГД-консорциум ESHRE, 2008г.)

Робертсоновская транслокацияМуж-а Жен-а

Реципрокная транслокацияМуж-а Жен-а

Анеупл. пол. хр.

делеция

инверсия

Всего

Возраст женщины, лет 35 34 35 38 36 32 33 36

Циклов (n) 163 64 238 220 33 10 27 755

Норм. эмбрионов 38% 34% 21% 21% 42% 26% 42% 27%

Циклов с переносом эмбрионов (ET)

72% 77% 57% 56% 72% 60% 66% 63%

Частота наступления беременности (на ET)

37% 29% 27% 32% 17% 50% 16% 31%

родов на перенос 35% 29% 24% 25% 17% 50% 16% 27%

родов на цикл 25% 22% 19% 14% 12% 30% 11% 17%

Исходы ЭКО с ПГД для носителей хромосомных аномалий

(МЦРМ 2009-2014)% n

Всего циклов ЭКО с ПГД при ХП (ср. возраст – 33 года) 72 (55 семей)

Эмбрионов, пригодных для переноса 19 110/585

Циклов с переносом эмбрионов 60 43/72

Клинических беременностей – на перенос 49 21/43

Роды – на перенос 42 18/43

Родов на цикл 25 18/72

Итого: на 55 семей носителей ХП – 18 родов (23 ребенка)На 11 вторых попыток – 5 беременностей, окончившихся родамиНа 3 третьих попытки – 1 беременность, окончившаяся родами

Высокий риск анеуплоидных гамет при нормальном кариотипе пары.

Привычное невынашивание беременности (ПНБ)• Встречается у 1% популяции. Может быть связано с различными

проблемами, но… в > 50% случаев причина не выявляется.• Все контролируемые ПГД-исследования при идеопатическом

ПНБ показывают снижение частоты выкидышей• От ожидаемых 35-40% до 5-15%Munne et al. (2005); Garrisi et al. (2009); Grifo et al. (ASRM 2011); Hodes-Wertz et al. (2012)

Старший репродуктивный возраст женщины• «Возрастной эффект исчезает при полном хромосомном анализе

эмбрионов» - S. Munne, (2014)

• Имплантационная частота и процент наступления беременности на перенос после a-CGH PGS практически не меняются с возрастом Harton, Grifo, Munne, Wells et al. (2013) Fertil Steril

• Частота выкидышей при наступлении беременности после a-CGH PGS не увеличивается с возрастом Harton et al. (2013) Fertil Steril

Влияние возраста женщины на исход ЭКО с ПГС

Santiago Munné, Prevention of genetic disease before pregnancy www.reprogenetics.com, Oct 2014

Эффективность ПГС методом FISH на 9-12 хромосом у женщин разных возрастных групп (МЦРМ 2009-2014)

Возраст, лет < 35 35-39 40 и >

Циклов ЭКО/ПГС, N 104 86 148

Переносов эмбр. 88 67 78

Отмена переноса 15% 22% 49%

Эмбрионов на перенос

1,7 1,7 1,3

Имплантационная частота, %

39% 29% 26%

Беременностей, n% на перенос

4551%

2740%

2532%

Родов (+бер. 3 тр.)% на перенос

3439%

1827%

1722%

Родов на цикл, % 33% 21% 11%

Детей, n 41 21 17

< 35 лет 35-39 лет 40 лет и>0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Исходы ЭКО с ПГС для разных возрастных групп

Имплантационная частотаПроцент отмены переносаРодов на цикл

Ошибки ПГД/ПГС• FISH - PGD: 3 случая на 2731 эмбриоперенос (0,11%)или на 719 беременностей (0,4%)- PGS: 10 случаевНа 12 071 эмбриоперенос (<0,1%)или на 3 214 беременностей (0,4%)• PCR (моногенная патология)10 случаев на 4 733 цикла (0,5%)или на 1 067 беременностей (1%)

Данные по 57 центрам 1997-2007гг (J.C. Harper et al. 2011)

• a-CGH>18 000 циклов PGS, >150 центров29 хромосомных аномалий выявлено - 6 не диагностируемые a-CGH (poly-n, <6Mb) - 4 перенесен те тот эмбрион/ест. зачатие ? - 19 – подтвержденная ошибка диагностикиИз этих 19: - 16 нормальные после повторной диагностики (мозаики ?) - 2 ошибки программного обеспечения - 1 человеческий фактор

(S. Munné, 2015)

• NGS - ?

- ПГД не исключает необходимости проведения пренатальной диагностики

- При спонтанном прерывании беременности после ПГД генетическийанализ абортного материла обязателен!

Здоровье детей после ЭКО с ПГДноворожденные

Эмбриобиопсия сама по себе не вызывает задержки в/у развития и низкий вес при рождении.

Состояние здоровья детей, рожденных после ЭКО с ПГД не отличаются от детей после ЭКО/ИКСИ.

1. Eldar-Geva et al. Fertil Steril. 2014 Oct; Neonatal outcome after preimplantation genetic diagnosis.2. J.C. Harper et al. Human Reproduction Update, 2012 The ESHRE PGD Consortium: 10 years of data collection

Исследуемые параметры

ПГД/ПГС,

n

Контроль,n

Результаты

1. Вес при рождении,% детей с гипотрофией и недоношенностью,Срок родов

242ЭКО/ИКСИ:

242Ест.

Зачатие: 733

Не выявлено увеличения % детей с низким весом и в/у развития после ЭКО с ПГД

2. Вес при рожденииДоля детей с ВПРНеонатальные осложнения

4021ЭКО/ИКСИ Крупные ВПР – у 84

новорожденных (2%) Неонатальные осложнения у 402 (10%)

Здоровье детей после ЭКО с ПГД

Возраст Исследуемые параметры ПГД/ПГС, n

Контрольn

Результаты

1. 2 года Вес, рост, окружность головы, ВПР, частота госпитализаций

n = 70 ИКСИ – 70Е.З. - 70

Достоверных отличий не выявлено.

2. 4 года Неврологическое, умственное, психомоторное развитие

n = 49 ЭКО - 64 Достоверных отличий не выявлено.3. 4-5 лет n = 27 Возрастны

е нормы4. 5-6 лет n = 47 ИКСИ – 49

Е.З. - 48

Постнатальное здоровье и развитие

• К 2-м годам у детей после ЭКО с ПГС/ПГД нет отклонений в показателях роста• Не отмечено повышенного риска ВПР и необходимости в хирургическом лечении• Неврологическое, умственное, психомоторное развитие детей после ПГД/ПГС в 4-5-6 лет

не отличалось от развития детей после ЭКО без ПГД и естественного зачатия1. Sonja Desmyttere et al. Hum Reprod. 2009 Feb 2. P. Schendelaar et al. Hum Reprod. 20133. Sacks GC et al. Child Neuropsychol. 2015 Mar4. Winter C et al. Hum Reprod. 2014 Sep

Выводы:

ПГД является эффективным методом профилактики врожденной патологии у потомства

ПГД может являться тактикой выбора при низкой вероятности наступления естественной беременности здоровым плодом (повышенный риск анеуплоидий гамет) и неприемлемости прерывания беременности плодом с «нежелательным» генотипом (болезни с поздней манифестацией, HLA- и др.)

Выводы:

Проведение ПГД не исключает необходимости пренатальной диагностики

На сегодняшний день не показано отрицательного влияния ПГД на здоровье новорожденных и развитие детей дошкольного возраста. Состояние здоровья и развитие детей, рожденных после ЭКО с ПГД, требует дальнейшего изучения.