آزمایش PGD

تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی یا PGD چیست؟

یک تکنیک پیشگیری است که در کمک تولید مثل به منظور تشخیص ناهنجاری در مواد ژنتیکی جنین استفاده می شود. بنابراین، این یک تکنیک مکمل است که به انتخاب بهترین جنین برای انتقال در درمان لقاح آزمایشگاهی (IVF) کمک می کند. به لطف PGD می توان از انتقال جنین هایی با تغییرات ژنتیکی یا کروموزومی جلوگیری کرد و به این ترتیب احتمال داشتن فرزند سالم را افزایش داد. این تکنیک را می توان برای همه بیمارانی که تحت درمان IVF قرار گرفته اند و جنین به دست آورده اند اعمال کرد. با این حال، شرایطی وجود دارد که در آن PGD بیشتر توصیه می شود تا پیش آگهی بهتری از درمان تولید مثل به دست آید.

PGD چیست؟

اگرچه به طور کلی اصطلاح تشخیص ژنتیکی پیش از لانه گزینی یا PGD برای اشاره به استفاده از این تکنیک استفاده میشود، اما بسته به اینکه تغییرات ژنتیکی یا کروموزومی باید شناسایی شوند، تکنیک های تجزیه و تحلیل DNA هم متفاوت خواهد بود. لذا بدین منظور، دو مفهوم مجزا به کار برده می شود :

• تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی یا PGD :

امکان تشخیص زودهنگام بیماری های ژنتیکی جدی را فراهم می کند که در صورت ناقل یا بیمار بودن والدین، می تواند به فرزندان منتقل شود. به طور کلی، این بیماری های ارثی تک ژنی مانند سندرم X شکننده، بیماری هانتینگتون و دیستروفی عضلانی هستند.

• غربالگری ژنتیکی قبل از لانه گزینی یا PGS :

غربالگری آنوپلوئیدی نیز نامیده می شود. در این مورد، تغییراتی در تعداد یا ساختار کروموزوم ها شناسایی می شود. شناخته شده ترین بیماری کروموزومی سندرم داون است.

چه زمانی از PGD استفاده می شود؟

به طور کلی PGD بعنوان یک روش سودمند در موارد زیر استفاده می شود:

• هنگامی که والدین مورد نظر، یا حداقل یکی از آنها، ناقل برخی از بیماری های ژنتیکی ارثی هستند، و تصمیم می گیرند به یک متخصص ژنتیک مراجعه کنند.
• هنگامی که والدین مورد نظر، یا حداقل یکی از آنها، به دلیل وجود یک ناهنجاری کروموزومی، مانند جابجایی یا وارونگی کروموزوم، کاریوتیپ خود را تغییر دهند (آزمایش کروموزومی).
• پس از شکست مکرر IVF یا ICSI معمولی.
• نشانه هایی برای .PGD
• پس از شکست مکرر لانه گزینی جنین .(RIF)
• از دست دادن مکرر بارداری.
• سن مادر (به ویژه برای زنان بالای ۳۸-۴۰ سال).
• سابقه آنیوپلوئیدی جنین (تعداد غیر طبیعی کروموزوم در یک سلول) در بارداری های قبلی.
• موارد خاصی از عقیمی مردان، مانند مواردی که نمونه مایع منی مستقیماً از اپیدیدیم یا بیضه جمع آوری می شود.

مانند هر درمان دیگری، استفاده از PGD دارای محدودیت های قانونی است که از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. به عنوان مثال، در اروپا، مقاصد اصلی IVF مانند اسپانیا، PGD  را فقط در موارد زیر اعمال می کنند:

1. پیشگیری از بیماری های ارثی شدید و زودرس که هیچ درمانی پس از زایمان برای آنها وجود ندارد.
2. پیشگیری از ناهنجاری هایی که ممکن است زنده ماندن جنین را به خطر بیندازد.
3. به عنوان یک روش درمانی برای شفا یا درمان یک کودک بیمار (کودک ناجی یا خواهر و برادر ناجی): با انتخاب آنتی ژن های لکوسیت انسانی (HLA) فرزندان آینده، نوزاد تازه متولد شده می تواند به درمان بیماری ژنتیکی خواهر و برادر کمک کند.

روش عمل PGD جنین:

برای انجام PGD روی جنین، زن و شوهر باید تحت درمان IVF باشند. بنابراین، اولین مرحله انجام تحریک تخمدان است که اجازه می دهد تا تعداد زیادی تخمک برای بارور شدن به دست آید. پس از سوراخ شدن تخمدان، تخمک ها با استفاده از تکنیک ICSI (ریز تزریق داخل سیتوپلاسمی اسپرم) برای به دست آوردن جنین بارور می شوند. PGD را می توان هم روی جنین های ۳ روزه در کشت و هم بر روی بلاستوسیست های ۵ روزه انجام داد. در مورد دوم، امکان استخراج تعداد بیشتری سلول از تروفکتودرم برای انجام مطالعه ژنتیکی وجود دارد.

مراحل انجام PGD در هر یک از جنین ها به شرح زیر است:

1. بیوپسی جنین: یک سوراخ به وسیله لیزر یا مواد شیمیایی در زونا پلوسیدا جنین برای استخراج یک یا دو سلول ساخته می شود، اگر جنین ۳ روزه باشد (یا چندین سلول از تروفکتودرم در مورد بلاستوسیست ها).
2. لوله کشی یا لوله گذاری شده: سلول های استخراج شده در یک لوله با ظرافت بسیار قرار می گیرند. متعاقباً، ماده ژنتیکی که هر سلول در داخل آن قرار دارد استخراج خواهد شد.
3. تجزیه و تحلیل DNA استخراج شده: چندین تکنیک مانند FISH، آرایه CGH، PCR یا توالی یابی وجود دارد.
4. ارزیابی نتایج: جنین های سالم ژنتیکی و آنهایی که در مواد ژنتیکی خود تغییراتی دارند شناسایی می شوند که دور ریخته خواهند شد.
5. در نهایت، کیفیت جنین هایی که از نظر ژنتیکی زنده هستند به منظور انتقال آنها به رحم مادر ارزیابی می شود. از سوی دیگر، جنین های باقی مانده برای تلاش های آینده ذخیره خواهند شد.

مزایای PGDچیست :

 PGD اعمال شده برای پیشگیری از بیماری های ارثی جدی، مزایای واضحی دارد. از آنجایی که زوجین مجبور به تصمیم گیری در مورد خاتمه یا عدم خاتمه بارداری به دلیل حمل نوزاد بیمار نیستند. از سوی دیگر، PGD برای درمان ناباروری و افزایش میزان موفقیت باعث ایجاد بحث بین طرفداران و مخالفان این تکنیک به دلیل ملاحظات اخلاقی می شود.

افرادی که تصمیم به انجام PGD در حین تلاش برای باردار شدن دارند، می توانند به مزایای زیر دست یابند:

• بهترین انتخاب جنین:

بدیهی است که هدف اصلی PGD شناسایی جنین های سالم ژنتیکی است. بنابراین، کسانی که دارای جهش یا آنیوپلوئیدی هستند که بدون این تجزیه و تحلیل ژنتیکی، می توانند اشتباه گرفته شوند و به مادر منتقل شوند، که منجر به شکست لانه گزینی، سقط جنین یا تولد یک کودک بیمار می شود، می توان به طور مستقیم رد کرد.

• خطر کمتر سقط جنین:

برخی از تغییرات کروموزومی به جنین اجازه کاشت می دهد، اما پس از چند هفته رشد به دلیل نداشتن ساختار ژنتیکی صحیح، به سقط خود به خودی ختم می شود.

• نرخ بارداری بالاتر:

از آنجایی که از جنین هایی که منجر به شکست های مکرر لانه گزینی می شوند اجتناب می شود.

• تعداد کمتر درمان IVF:

  PGD اجازه می دهد تا در انتخاب جنین با ظرفیت لانه گزینی بیشتر “درست شود” و این می تواند باعث ایجاد یک نوزاد سالم شود. بنابراین، تعداد نقل و انتقالات ناموفق کاهش می یابد، همانطور که زمان رسیدن به بارداری است.

• آرامش ذهنی بیشتر برای بیماران:

 PGD موفق می شود عدم اطمینان در مورد خوب بودن یا نبودن جنین را از بین ببرد. علاوه بر این، هنگامی که مثبت به دست می آید، زن نیز احساس آرامش بیشتری می کند زیرا می داند که جنین زنده است و خطر سقط جنین بسیار کمتر است.

دیگر مزایای PGD :

همانطور که قبلا ذکر شد، استفاده از تکنیک PGD تعداد درمان های IVF را کاهش می دهد. علاوه بر این، این مزیت کاهش هزینه مالی درگیر را نیز دارد. درست است که PGD به معنای نیاز به پرداخت مقدار اضافی پول است، اما همچنین ممکن است بارداری زودتر از زمانی که تجزیه و تحلیل ژنتیکی اعمال نشده باشد رخ دهد. بنابراین، در این مورد، هزینه انتقال جنین در آینده کاهش می یابد یا از آن اجتناب می شود.

اشکالات PGD:

استفاده از PGD نیز مانند بقیه تکنیک های تولید مثل کمکی دارای اشکالاتی است:

• رسیدگی به جنین:

بیوپسی جنین یک روش تهاجمی است که شامل ایجاد سوراخ در زونا پلوسیدا و علاوه بر این، اجازه می دهد زمان بیشتری را خارج از انکوباتور بگذراند. برخی از جنین ها از این روند حمایت نمی کنند و رشد آنها را متوقف می کنند.

• لغو چرخه:

 PGD به معنای دور انداختن چندین جنین به دلیل نتیجه غیرعادی است. اگر زوجین پس از لقاح جنین زیادی نداشتند، خطر لغو انتقال بیشتر است.

• موزائیسم:

برخی از جنین ها مخلوطی از سلول های طبیعی و سلول های تغییر یافته را نشان می دهند. بنابراین، هنگامی که تنها یک سلول از جنین بیوپسی می شود، ممکن است یک جنین موزاییکی غیرقابل زنده به عنوان سالم در نظر گرفته شود یا بالعکس.

 PGD برای انتخاب جنسیت:

استفاده از PGD به عنوان روشی برای انتخاب جنسیت، مشمول تعدادی محدودیت قانونی و بحث و جدل است و به همین دلیل در همه جای دنیا مجاز نیست. در حال حاضر، انتخاب جنسیت فقط در مواردی که یک بیماری ژنتیکی مرتبط با جنسیت باشد، مانند دیستروفی عضلانی دوشن(بیماری که مردان را درگیر می کند)، در انگلستان مجاز می باشد.

در این موارد فقط جنین های جنس ( در مورد بیماری دوشن، جنین مونث) غیر مبتلا برای انتقال، انتخاب می شوند. به این ترتیب، ما کودکان را از داشتن شرایط پزشکی جدی محافظت می کنیم.

فرآیند PGD برای انتخاب جنسیت به شرح زیر عمل می کند:

• بیماران برای ایجاد جنین تحت درمان طبیعی IVF قرار می گیرند.
• جنین ها به مدت چند روز در آزمایشگاه کشت می شوند.
• برخی از سلول ها از جنین (های) انتخاب شده حذف می شوند.
• کروموزوم ها مورد بررسی قرار می گیرند تا مشخص شود کدام یک مرد و کدام یک زن هستند.
• جنینهای جنس مورد نظر به رحم بیمار منتقل میشوند.

فرآیند PGD برای انتخاب جنسیت:

در ایالات متحده، مقررات حاکم بر PGD انتخاب جنسیت را به دلایل اجتماعی (پدیده ای که توسط بسیاری به عنوان “نوزادان طراح” شناخته می شود) مجاز می داند، و به همین دلیل است که بیش از همه مقصد اصلی گردشگران باروری از بریتانیا، استرالیا و کانادا است.

جنین های استفاده نشده از جنس مناسب را می توان برای استفاده بعدی در انجماد (یخ زدن جنین) نگه داشت، اگرچه همه جنین های بیوپسی شده ممکن است برای انجماد مناسب نباشند. آنهایی که از جنس های مختلف هستند را می توان از بین برد یا به مراکز علمی اهدا کرد.

واضح است که این آزمایش ۱۰۰% قابل اعتماد نیست. همچنین این خطر وجود دارد که هیچ جنینی برای انتقال مناسب نباشد زیرا تمام جنین های به دست آمده از جنس مخالف هستند.

مسائل اخلاقی و جنجال:

با PGD، برخی از جنینها “قابل دوام” در نظر گرفته می شوند، یعنی آنهایی که سالم هستند، در حالی که برخی دیگر منتفی هستند و به عنوان “غیر قابل دوام” در نظر گرفته می شوند، زیرا آنها حامل یک ناهنجاری ژنتیکی هستند. این مساله بحثی را ایجاد کرده است که در آن مخالفان از خود می پرسند که تا چه حد به اخلاقیات و اخلاق پزشکی این فرآیند احترام گذاشته می شود. استدلالهای اصلی عبارتند از:

• انتخاب جنین در شرایط آزمایشگاهی چقدر اخلاقی است تا پس از تولد تبدیل به یک نوزاد ناجی شود؟
• آیا انتخاب جنسیت کودک برای اهداف اجتماعی (ویژگی های فیزیکی مانند رنگ چشم) اخلاقی است؟
• اگر فقط جنین های زنده را انتخاب کنم و اجازه دهم جنین های آسیب دیده از بین بروند، تا چه حد اخلاقی عمل می کنم؟
• اگر زوجی دچار IVF شوند، آیا حق دارند ژنوم جنین خود را دریابند؟
• استفاده از PGD در مورد بیماری های دیررس چقدر اخلاقی است؟
• محدودیت های انتخاب جنین از طریق آزمایش ژنتیک کجا باید تعیین شود؟

نتایج PGD چقدر طول می کشد؟

زمانی که نتایج PGD ارائه می شود معمولاً بین ۲ تا ۴ هفته است، اگرچه ممکن است بسته به تکنیک، آزمایشگاه ژنتیک و غیره متفاوت باشد. همچنین برخی از آزمایشگاه ها امکان تشخیص را در ۲۴ ساعت ارائه می دهند، اگرچه این موارد معمولا، به دلیل هزینه و هم خطرات مرتبط مورد مطالعه قرار می گیرند.

زمان به دست آوردن نتایج PGD:

یک جنبه مهم موردی است که در آن یک مطالعه ژنتیکی قبلی برای تجزیه و تحلیل بیماری های ارثی مورد نیاز است. این موارد شامل یک مطالعه قبلی متغیر بسته به آسیب شناسی و دانش بیماری است که می تواند تا ۲ ماه طول بکشد. پس از این مدت زمان، درمان کمک باروری باید انجام شود که با تشخیص ژنتیکی به پایان می رسد. به عبارت دیگر، این روند می تواند تا ۴ ماه طول بکشد.

کاربرد PGD در زنانی که تصمیم می گیرند در سنین بالا مادر شوند تا چه حد مهم است؟

از نقطه نظر تولید مثل، در سنین بالای بارداری (از ۴۰-۴۱ سال)، داده های بالینی واضح نشان می دهد که خطر تغییرات کروموزومی، به ویژه تریزومی هایی مانند کروموزوم ۲۱ یا سندرم داون افزایش می یابد. داده های بالینی از پزشکانی که PGD را اعمال می کنند نشان می دهد که استفاده از آن این روش  برای این گروه از زنان به نفع موفقیت بارداری است و میزان سقط جنین را کاهش می دهد.

حال و آینده PGD چیست؟

امروزه PGD به بخشی مهمی از پزشکی باروری تبدیل شده است و به گزینه های پیشگیرانه ارائه شده به زوج هایی با سابقه شخصی یا خانوادگی بیماری های ارثی شدید، افزوده شده است. همچنین به عنوان ابزاری برای بهبود گزینه های تولید مثل در گروه های خاصی از زوج های مبتلا به ناباروری یا افزایش خطر برای جنین های تغییر یافته کروموزومی مفید است.

آینده PGD به دنبال ادغام دانش و پیشرفت های جدید در روش های ژنتیکی با توان بالا، مانند پلتفرم های اولتراسکوئنسینگ نسل بعدی است، همراه با پیشرفت در تکنیک های کمک باروری (ART) برای بهبود گزینه های تولید مثل برای همه زوج هایی که در کلینیک های کمک باروری شرکت می کنند.

چه زمانی PGD توصیه می شود؟

• تکنیک PGD در موارد زیر نشان داده شده است:
• زوج هایی که ناقل یک بیماری ژنتیکی هستند، مانند فیبروز کیستیک یا استخوان زایی ناکامل
• تغییرات در کاریوتایپ یکی از اعضای زوج
• مردان مبتلا به FISH در اسپرم های تغییر یافته یا فاکتور شدید مردانه
• خرابی کاشت در IVF
• سن بالای مادر
• تکرار سقط جنین

توصیه هایی برای تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی:

در مورد زوج هایی که حامل یک تغییر ژنتیکی یا بیماری تک ژنی هستند، قبل از PGD یک مطالعه برای تعیین محل جهش و توانایی جستجوی آن در سلول های جنین مورد تجزیه و تحلیل مورد نیاز است

خطرات اصلی PGD چیست؟

همانطور که در بالا توضیح داده شد، جنین را در معرض خطر آسیب جدی پس از بیوپسی قرار دادیم تا جایی که انتقال جنین باید لغو شود، حتی اگر جنین سالمی بود. همچنین، نتیجه غربالگری ژنتیکی ممکن است نشان دهد که همه جنین ها از نظر ژنتیکی تغییر کرده اند، در این صورت انتقال نیز لغو می شود و چرخه جدید IVF-ICSI دوباره شروع می شود. انتقال به تخمک و یا اسپرم اهدا کننده یکی دیگر از گزینه های امکان پذیر است.

چرا PGD برای زنان ۴۰ سال یا بیشتر استفاده می شود؟

تخمک های این زنان کیفیت خوبی ندارند و خطر ابتلا به ناهنجاری های کروموزومی را افزایش می دهند. بنابراین، PGD می تواند میزان بارداری را افزایش و میزان سقط جنین را کاهش دهد. همچنین از ابتلا به یک بیماری ژنتیکی مانند سندرم داون جلوگیری کند.

آیا انتخاب جنسی با PGD امکان پذیر است؟

بله، از آنجا که کروموزوم های جنسی برای هر گونه تغییر مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند، می توان فهمید که جنین مرد است یا زن. این مساله در مورد بیماری های ژنتیکی مرتبط با جنسیت بسیار مفید است، زیرا فقط جنین های که مرتبط با جنسیت سالم هستند، می توانند برای انتقال انتخاب شوند.

References:

Bick, D.P. y Lau, E.C. (2006). Diagnóstico genético preimplantacional. Pediatr. Clin. N. Am., 53: 559 – ۵۷۷.

Delhanty, J.D.A. and Handyside, A.H. (1995) The origin of genetic defects in the human and their detection in the preimplantation embryo. Hum. Reprod. Update, 1, 201–۲۱۵.

Dokras, A., Sargent, I.L., Ross, C. et al. (1990) Trophectoderm biopsy in human blastocysts. Hum. Reprod., 5, 821–۸۲۵.

Ermanno Greco, Katarzyna Litwicka, Maria Giulia Minas, Elisabetta Cursio, Pier Francesco Greco, Paolo Barillari. Preimplantation Genetic Testing: Where We Are Today. Int J Mol Sci. 2020 Jun 19;21(12):4381. doi: 10.3390/ijms21124381.

Gleicher, N., Kushnir, V.A. & Barad, D.H. (2014). Preimplantation genetic screening (PGS) still in search of a clinical application: a systematic review. Reproductive Biology and Endocrinology, 12:22.

Ilana Löwy. ART with PGD: Risky heredity and stratified reproduction. Reprod Biomed Soc Online. 2020 Nov 5; 11:48-55. doi: 10.1016/j.rbms.2020.09.007.

Manuel Viotti. Preimplantation Genetic Testing for Chromosomal Abnormalities: Aneuploidy, Mosaicism, and Structural Rearrangements. Genes (Basel). 2020 May 29;11(6):602. doi: 10.3390/genes11060602.

Martine De Rycke, Veerle Berckmoes. Preimplantation Genetic Testing for Monogenic Disorders. Genes (Basel). 2020 Jul 31;11(8):871. doi: 10.3390/genes11080871.

Mastenbroek S, Twisk M, van Echten-Arends J, Sikkema-Raddatz B, Korevaar JC, Verhoeve HR, Vogel NE, Arts EG, de Vries JW, Bossuyt PM et al. (2007). In vitro fertilization with preimplantation genetic screening. N Engl J Med; 357: 9– ۱۷.

Moreno, J.M. (2007). Biopsia embrionaria. Aspectos técnicos. ASEBIR, 12: 17-21.

Rodrigo, L.; Rubio, C.; Mateu, E. y Buendía, P., 2014. Capítulo 14: El laboratorio de diagnóstico genético preimplantacional. Instituto Universitario IVI Valencia. Máster en Biotecnología de la Reproducción Humana Asistida. 9ª Edición (2014-2016). 1213-1277.