近期，附屬九院輔助生殖科匡延平/呂祁峰團(tuán)隊(duì)先后于國際著名科研雜志《醫(yī)學(xué)通訊》（Medcomm, IF=9.9）和《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》（PLOS Biology, IF=9.8）發(fā)表最新科研成果，創(chuàng)新突破試管嬰兒世界前沿技術(shù)——核質(zhì)置換技術(shù)（又稱線粒體替換技術(shù)，MRT）中關(guān)鍵瓶頸問題，分別為第二極體核質(zhì)置換技術(shù)和紡錘體核質(zhì)置換技術(shù)臨床應(yīng)用國際難題的解決提出了上海九院方案。
自上世紀(jì)70年代末開展臨床應(yīng)用以來，試管嬰兒技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)幫助數(shù)以千萬計(jì)的不孕不育患者獲得了屬于自己的健康寶寶。近年來，一種通過核質(zhì)置換進(jìn)行試管嬰兒治療的方案被提出。該技術(shù)通過將母親卵子的核遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到健康志愿者捐贈(zèng)的去核卵子中，實(shí)現(xiàn)在不改變卵子核遺傳基因的情況下改善卵子胞漿質(zhì)量或替換卵子線粒體，以提高受精發(fā)育質(zhì)量或降低致病線粒體遺傳給后代的風(fēng)險(xiǎn)。
核質(zhì)置換研究已有二十多年，但國內(nèi)外對(duì)該技術(shù)的安全性仍然存在廣泛的擔(dān)憂，其中最主要包括兩方面的遺傳性風(fēng)險(xiǎn)：一是核遺傳異常，即目前技術(shù)的操作干擾可能導(dǎo)致核基因組DNA的斷裂或染色體的異常；二是線粒體遺傳異常，即目前技術(shù)的操作仍會(huì)隨帶較多的母源線粒體，這種隨帶而來的母源線粒體DNA的量（殘留率）在后續(xù)發(fā)育中可發(fā)生不確定的改變，當(dāng)有顯著增加時(shí)，可能導(dǎo)致致病線粒體超過一定閾值而發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)。雖然近年來已有2起臨床應(yīng)用報(bào)道，共出生了7例經(jīng)核質(zhì)置換技術(shù)誕生的嬰兒，但仍然存在染色體整倍體率偏低和母源線粒體殘留偏高的技術(shù)瓶頸。
匡延平/呂祁峰團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《醫(yī)學(xué)通訊》的“具有潛力的線粒體置換治療方案: 早期第二極體置換和進(jìn)一步的母源線粒體去除” （“Earlier second polar body transfer and further mitochondrial carryover removal for potential mitochondrial replacement therapy”）文章中，闡述了第二極體隨時(shí)間延長而DNA斷裂顯著增加的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)明并利用“胞漿甩脫”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了早期第二極體核質(zhì)置換，有效保護(hù)第二極體DNA完整，從而降低了這一技術(shù)的核遺傳風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)還發(fā)明并利用“管壓促融”技術(shù)成倍降低了操作干擾，實(shí)現(xiàn)了操作的穩(wěn)定高效及便捷。更巧妙的是，這一技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了一種融合點(diǎn)定位標(biāo)志及對(duì)其附近融入胞漿的吸除，從而成倍降低了母源線粒體殘留率及其潛在的線粒體遺傳風(fēng)險(xiǎn)。
隨后，匡延平/呂祁峰研究團(tuán)隊(duì)在《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》進(jìn)一步發(fā)表了題為“優(yōu)化的紡錘體-染色體復(fù)合物置換法顯著下降母源線粒體攜帶”（“Significant decrease of maternal mitochondria carryover using optimized spindle-chromosomal complex transfer”）的文章，發(fā)現(xiàn)提前進(jìn)行顯微受精可以避免紡錘體核質(zhì)置換中的染色體不穩(wěn)定性，從而避免了這一技術(shù)的核遺傳風(fēng)險(xiǎn)；并首次利用更細(xì)管徑操作管，結(jié)合前述“胞漿甩脫”技術(shù)無損傷地將紡錘體兩端大部分胞漿脫除，在可實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)盡可能去除隨帶線粒體，隨即以“管促融合法”將幾乎沒有胞漿的紡錘體胞體迅速植入去紡錘體的卵子中，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)成倍甚至數(shù)量級(jí)降低母源線粒體殘留率及其潛在的線粒體遺傳風(fēng)險(xiǎn)。
研究者通過對(duì)小鼠的卵子、胚胎、胚胎干細(xì)胞和胚胎移植出生子代的實(shí)驗(yàn)，以及通過對(duì)人類志愿者捐贈(zèng)卵子在著床前胚胎階段的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)，該兩項(xiàng)新技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)不但更安全更穩(wěn)定，更關(guān)鍵的是，成功實(shí)現(xiàn)了初始的母源線粒體殘留率成倍甚至數(shù)量級(jí)的降低。研究采用了更精準(zhǔn)的數(shù)字PCR技術(shù)以及核胞體、全卵甚至全胚胎取樣技術(shù)進(jìn)行核質(zhì)置換后初始的隨帶線粒體殘留率檢測(cè)，以避免常規(guī)檢測(cè)措施存在的檢測(cè)低靈敏度及取樣偏差，使得這些檢測(cè)數(shù)據(jù)更可靠。
據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)已完成研究中“胞漿甩脫”“管壓促融”等系列技術(shù)的發(fā)明專利申請(qǐng)。附屬九院輔助生殖科胚胎實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人呂祁峰研究員表示，這些新方案極大地提高了核質(zhì)置換技術(shù)臨床應(yīng)用的安全性，為大量不孕不育疑難患者或線粒體遺傳病攜帶者婦女生育自己血緣的健康后代帶來了曙光，但核質(zhì)置換技術(shù)在我國尚未得以臨床應(yīng)用，其推廣還有待法律和倫理的進(jìn)一步論證及完善。
附屬九院輔助生殖科李文治、廖筱雨、林開波、蔡任飛、郭海燕為“具有潛力的線粒體置換治療方案: 早期第二極體置換和進(jìn)一步的母源線粒體去除”（《醫(yī)學(xué)通訊》）文章的共同第一作者；廖筱雨、李文治、林開波、金煒、張韶珍、王瑤為“優(yōu)化的紡錘體-染色體復(fù)合物置換法顯著下降母源線粒體攜帶”（《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》）文章共同第一作者。附屬九院輔助生殖科匡延平主任和呂祁峰研究員為以上兩篇文章的共同通訊作者。
