Robertsonian translocations-reproductive risks and indications for preimplantation genetic diagnosis

Abstract

BACKGROUND: Robertsonian translocations carry reproductive risks that are dependent on the chromosomes involved and the sex of the carrier. Opisujemy pięć par, które zgłosiły się do genetycznej diagnostyki preimplantacyjnej (PGD). METODY: GTP przeprowadzono przy użyciu biopsji zarodka w stadium rozszczepienia (dzień 3), hybrydyzacji fluorescencyjnej in situ (FISH) z użyciem sond specyficznych dla danego miejsca oraz transferu zarodka w dniu 4. WYNIKI: Para A (45,XX,der(14;21)(q10;q10)) miała dwie poprzednie ciąże, jedną z translokacją trisomii 21. Udana ciąża pojedyncza nastąpiła po dwóch cyklach GTP. Para B (45,XX,der(13;14)(q10;q10)) miała cztery poronienia, dwa z translokacją trisomii 14. W wyniku jednego cyklu PGD uzyskano trojaczki. Para C (45,XX,der(13;14)(q10;q10)) przez cztery lata była niepłodna; dwa cykle zakończyły się niepowodzeniem. U pary D (45,XY,der(13;14)(q10;q10)) wystąpiła oligozoospermia. Po dwóch cyklach PGD uzyskano ciążę pojedynczą. Para E (45,XY,der(13;14)(q10;q10)) miała liczbę plemników w granicach normy i niski poziom plemników aneuploidalnych. Nie zalecono zatem GTP. Nie znaleziono dowodów na wysoką częstość występowania zarodków z chaotyczną lub mozaikową kompletacją chromosomów. WNIOSKI: W przypadku par płodnych rozważenie wykonania GTP powinno być poprzedzone staranną oceną ryzyka i poradnictwem genetycznym. W przypadku, gdy pary z translokacją wymagają wspomaganego poczęcia z powodu subpłodności, GTP jest cennym badaniem przesiewowym w kierunku zaburzeń równowagi, nawet gdy ryzyko wystąpienia realnej nieprawidłowości chromosomowej jest niskie.

Wprowadzenie

Translokacje robertsonowskie (centryczne połączenie dwóch chromosomów akrocentrycznych) występują z częstością ∼1 na 1000 w populacji ogólnej (Gardner i Sutherland, 1996). Zdecydowanie najczęstsze są formy niehomologiczne, tj. takie, w których występują dwa różne chromosomy akrocentryczne – albo dwa różne chromosomy grupy D (chromosomy 13, 14 i 15), dwa różne chromosomy grupy G (21 i 22), albo chromosom grupy D i chromosom grupy G. W mejozie rearanżacje te są bardzo częste. W mejozie te rearanżacje tworzą triwalenty, których segregacja może prowadzić do powstania gamet nullisomicznych lub disomicznych dla jednego z chromosomów biorących udział w rearanżacji, a w konsekwencji do powstania zygoty z trisomią lub monosomią dla jednego z chromosomów biorących udział w rearanżacji. Zygota z monosomią nie nadaje się do życia i oczekuje się, że większość poczęć z trisomią translokacji spowoduje utratę ciąży w pierwszym trymestrze lub wcześniej; jednak niektóre z nich przeżywają poza drugim trymestrem i do terminu.

Najczęstsza translokacja Robertsona występuje między chromosomami 13 i 14. Ta translokacja D/D stanowi ~75% wszystkich translokacji Robertsona (Gardner i Sutherland, 1996). Potencjalnym wynikiem niezrównoważenia chromosomalnego jest trisomia translokacji 13 (zespół Patau); empiryczne ryzyko jej wystąpienia w drugim trymestrze diagnostyki prenatalnej wynosi <0,4% (Boué i Gallano, 1984; Gardner i Sutherland, 1996). Istnieje również możliwość wystąpienia disomii jednorodzicielskiej (UPD) dla chromosomu 14 w następstwie trisomii ratunkowej, z szacunkowym ryzykiem ~0,1-0,5% (Gardner i Sutherland, 1996). Oczekuje się, że trisomia translokacyjna 14 spowoduje utratę ciąży w pierwszym trymestrze. W przypadku nosicieli der(13;14) ogólne ryzyko poronienia nie powinno znacząco różnić się od ryzyka tła wynoszącego 15% (Harris et al., 1979) (do dwóch poronień); jednakże u niektórych osób z der(13;14) występuje niepłodność lub nawracające poronienia samoistne. Inne D/D Robertsoniany występują znacznie rzadziej i nie określono specyficznego ryzyka; jednakże można oczekiwać, że der(13;15) i der(14;15) będą miały podobne ryzyko jak der(13;14) (Gardner i Sutherland, 1996).

Najczęstszą odmianą Robertsona po der(13;14) jest der(14;21). Potencjalnym niezrównoważonym wynikiem tej D/G Robertsonian jest trisomia 21 translokacji skutkująca zespołem Downa; dla kobiet nosicielek empiryczne ryzyko wystąpienia w drugim trymestrze diagnostyki prenatalnej wynosi 15%, z 10% ryzykiem żywo urodzonej trisomii 21 plus niewielkie ryzyko UPD 14, jak poprzednio. Dla męskich nosicieli, ryzyko wystąpienia trisomii 21 w drugim trymestrze ciąży wynosi <0,5% (Boué i Gallano, 1984; Gardner i Sutherland, 1996), prawdopodobnie z powodu selektywnego upośledzenia plemników niosących dodatkowy homolog chromosomu 21.

Inne translokacje D/G Robertsona obejmujące chromosom 21 mogą mieć podobne ryzyko reprodukcyjne jak der(14;21); te obejmujące chromosom 22 mają niższe ryzyko, ponieważ trisomia 22 ma bardzo ograniczony potencjał żywotności.

Diagnostyka prenatalna jest dostępna dla nosicieli translokacji Robertsona od wielu lat. Jednak przerwanie ciąży w przypadku trisomii translokacji nie jest akceptowalną opcją dla niektórych par, a w przypadku nosicieli tych translokacji rośnie zainteresowanie genetyczną diagnostyką preimplantacyjną (PGD) w połączeniu z poczęciem wspomaganym przy użyciu IVF lub wewnątrzcytoplazmatycznej iniekcji plemników (ICSI).

PGD jest obecnie oferowana przez około 40 ośrodków na całym świecie, w tym pięć w Wielkiej Brytanii. Hybrydyzacja fluorescencyjna in situ (FISH) jest stosowana do określania płci w przypadku chorób sprzężonych z chromosomem X (Handyside i Delhanty, 1997; Kuo et al., 1998; Staessen et al., 1999; Pettigrew et al., 2000) oraz do badania statusu zarodków pochodzących od par, w których jeden z partnerów jest nosicielem rearanżacji chromosomowej. PGD dla rearanżacji chromosomowych rozpoczęto od opracowania specyficznych sond dla każdej translokacji wzajemnej lub Robertsonowskiej (Munné i wsp., 1998a), co pozwoliło na odróżnienie zarodków prawidłowych od zarodków będących nosicielami zrównoważonej formy translokacji. Bardziej ogólne podejście do translokacji wzajemnych stało się możliwe (Handyside et al., 1998; Scriven et al., 1998) wraz z rozwojem sond subtelomerycznych specyficznych dla każdego chromosomu (National Institutes of Health and Institute of Molecular Medicine Collaboration, 1996). To podejście doprowadziło do udanych ciąż u nosicieli translokacji wzajemnych (Van Assche i in., 1999; Munné i in., 2000; Scriven i in., 2000), ale nie pozwala na rozróżnienie pomiędzy zarodkami “normalnymi” i “zrównoważonymi”. Odsetek ciąż wynoszący 19% na transfer zarodka został odnotowany w przypadku PGD w kierunku rearanżacji chromosomowych (ESHRE PGD Consortium Steering Committee, 2000).

PGD w kierunku translokacji Robertsona została podjęta z powodzeniem przez kilka ośrodków na świecie, zarówno poprzez biopsję ciała biegunowego (Munné et al., 1998a,b), jak i przez biopsję blastomerów, gdzie jeden lub dwa blastomery są usuwane z embrionu w stadium 6-10 komórek (dzień 3 po zapłodnieniu) (Escudero i in., 2000; Munné i in., 2000). Jednakże, w niektórych ośrodkach odnotowano wysoki poziom mozaicyzmu i chaosu w zarodkach pochodzących od nosicieli translokacji Robertsona (Conn i in., 1998, 1999), co skutkuje obniżonym wskaźnikiem powodzenia ciąży. Obserwacje te doprowadziły do sugestii, że translokacje Robertsona mogą w jakiś sposób predysponować do malsegregacji i/lub braku normalnego rozwoju zarodka.

W naszym własnym ośrodku oceniliśmy pewną liczbę par z translokacją Robertsona i do tej pory przeprowadziliśmy siedem cykli dla czterech par, w wyniku których powstały trzy ciąże i urodziło się czworo dzieci. Niniejsza praca przedstawia nasze doświadczenia z parami Robertsonowskimi badającymi możliwości PGD oraz szczegóły przeprowadzonych cykli, w tym dane wskazujące, że wcześniejsze doniesienia o wysokim poziomie nieprawidłowych zarodków u tych nosicieli translokacji mogą być przynajmniej częściowo artefaktyczne.

Materiały i metody

Karyotypowanie i cytogenetyczne opracowanie dla PGD

Karyotypowanie przez analizę chromosomów metafazowych z pasmem G hodowanych limfocytów krwi obwodowej przeprowadzono przy użyciu standardowych technik. W badaniach FISH na jądrach metafazowych i interfazowych stosowano kombinacje sond i metody opisane poniżej. Obaj partnerzy byli oceniani w celu zapewnienia, że sondy hybrydyzowały zgodnie z oczekiwaniami; 10 rozproszonych metafaz zostało zbadanych z każdego partnera, a 200 jąder interfazowych zostało ocenionych. Wzorce sygnału sond w jądrach interfazowych były oceniane przy użyciu konwencjonalnych kryteriów punktacji (Munné i in., 1998b). Kombinacje sond zostały ocenione jakościowo w odniesieniu do dyskretności i jasności sygnału, a dane ilościowe zostały wykorzystane do oszacowania skuteczności każdej sondy niezależnie oraz specyficzności każdego oznaczenia. Jak jest to wymagane w Wielkiej Brytanii, uzyskano licencję od Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA) na podjęcie PGD dla każdej różnej kombinacji sond.

Badania FISH plemników przeprowadzono na dojrzałych główkach plemników zdekondensowanych przy użyciu 10 mmol/l ditiotreitolu (DTT), stosując kombinacje sond i metodę opisaną poniżej.

Stymulacja jajników, hodowla zarodków i biopsja

Badania te są takie, jak opisano wcześniej (Scriven i in., 2000). W skrócie, po stymulacji fazy lutealnej za pomocą donosowego agonisty hormonu uwalniającego gonadotropinę – octanu busereliny (Suprefact; Hoechst), następowała stymulacja jajników za pomocą 225 i.u. dziennie rekombinowanego FSH (Gonal-F, Serono). Ludzką gonadotropinę kosmówkową (HCG; Profasi, Serono) podawano, gdy co najmniej trzy pęcherzyki miały średnicę >18 mm. Pobieranie oocytów przeprowadzono metodą nakłucia pod kontrolą USG 36 h po podaniu HCG. Oocyty i zarodki hodowano w podłożu sekwencyjnym IVF (Science Scandinavia, Gothenberg, Szwecja) pod olejem w 5% CO2 w powietrzu. Do pobierania oocytów i zapłodnienia w nocy stosowano podłoże IVF. Normalnie zapłodnione zarodki przenoszono do mikrokroplówek G1.2 w dniu 1. i mikrokroplówek G2.2 w południe dnia 2. do hodowli nocnej. W 3. dniu wykonywano biopsję zarodka po dekompresji w wolnym od Ca/Mg Scandinavian Embryo Biopsy Medium (Science Scandinavia) i zakwaszonym roztworze Tyrode’a do nawiercania zony. Blastomery oceniano na obecność jąder przed biopsją, a jeden blastomer z wyraźnym jądrem był identyfikowany do usunięcia z każdego zarodka. Zarodki następnie przemywano i umieszczano w mikrokroplach G2.2 do czasu transferu zarodków następnego dnia.

Rozrzucanie jąder interfazowych blastomerów

Każdy pojedynczy blastomer przenoszono do kropli 1-2 μl 0,2% Tween 20 w 0,01N roztworze HCl na szkiełko silanizowane. Blastomer był obserwowany pod stereomikroskopem podczas rozprzestrzeniania, aby upewnić się, że jądro było obecne. Szkiełka pozostawiano do wyschnięcia na powietrzu przez ~20 min, przemywano w PBS przez 5 min i odwadniano przez serię etanolową.

FISH

Biopsyjne blastomery hybrydyzowano z sondami w następujący sposób: Para A: locus-specific indicator (LSI) 21 (SpectrumOrange; Vysis, Inc., USA) oraz biotynylowana sonda do subtelomerów 14q (niekomercyjna); Pary B, C i D: QuintEssential 13 (znakowany digoksygeniną, Appligene Oncor Lifescreen) i TelVysion 14q (SpectrumOrange; Vysis Inc., USA). Materiał docelowy i sonda ulegały ko-denaturacji w 75°C przez 5 min, a następnie hybrydyzowały przez minimum 14 h w 37°C. Rygorystyczne płukanie w celu usunięcia niezwiązanej sondy przeprowadzono w 2× standardowym roztworze cytrynianu soli (SSC) w temp. 70-72°C przez 5 min. Biotynowana sonda była wykrywana za pomocą izotiocyjanianu fluoresceiny (FITC)-Awidyny (Vector Labs, Burlingame, CA); sonda znakowana digoksygeniną była wykrywana za pomocą FITC-antydigoksygeniny (Boehringer Mannheim, UK). Preparaty były barwione 4,6-diamino-2-fenylo-indolem (DAPI)/ Vectashield (Vector Labs) i wizualizowane przy użyciu mikroskopu fluorescencyjnego Olympus, wyposażonego w zestaw filtrów Pinkela 83 000. Obrazy uzyskano przy użyciu oprogramowania do obrazowania Quips (Vysis, Wielka Brytania).

Nieprzeniesione zarodki dezagregowano i rozprowadzano w 4 lub 5 dniu, a uzyskane jądra hybrydyzowano z tymi samymi mieszankami sond, jak powyżej.

Klasyfikacja wyników FISH

Stopy błędów FISH obliczano w sposób opisany powyżej. Komórkom biopsyjnym przypisano status “normalny/zrównoważony”, jeżeli FISH wyraźnie wykazał dwa sygnały dla każdego badanego chromosomu, zgodnie z opublikowanymi kryteriami punktacji (Munné et al., 1998b). Całym zarodkom przypisywano status “normalny/zrównoważony”, jeżeli następcza FISH wykazywała jednolity “normalny/zrównoważony” wzór sygnału w ramach ograniczeń oznaczenia FISH (95% przedział ufności (CI) swoistości oparty na badaniu limfocytów). Na przykład, jeżeli badanie FISH ma swoistość 88%, zarodkowi poddanemu obserwacji można by przypisać status “normalny/zrównoważony”, jeżeli do 3 z 12 jąder miałoby odbiegający od normy wzór sygnału, zakładając, że nie można powołać się na żaden wiarygodny mechanizm nieprawidłowego wzoru sygnału (na przykład wyraźne wskazanie drugiej linii komórkowej).

Komórkom biopsyjnym i całym zarodkom przypisywano status “niezrównoważony”, jeżeli jądra wykazywały wyraźne i spójne odchylenie od “normalnego/zrównoważonego” wzorca sygnału.

Komórkom biopsyjnym przypisywano status “niejednoznaczny”, jeżeli wzorzec sygnału nie był jednoznacznie normalnym wynikiem, zwykle dlatego, że dwa sygnały leżały blisko siebie, co mogło być albo ocenione jako dwa sygnały, albo jako jeden “rozszczepiony” sygnał. Całym embrionom przypisywano status “niejednoznaczny”, jeżeli jakość uzyskanych jąder skutkowała słabą hybrydyzacją, co oznaczało, że rozstrzygająca diagnoza nie była możliwa.

Całym embrionom przypisywano status “mozaikowy”, jeżeli istniały dowody na istnienie dwóch linii komórkowych, w oparciu o ≥2 jądra dla każdej linii komórkowej.

Całym zarodkom przypisywano status “chaotyczny”, jeśli odsetek (tj. poza 95% CI, jak wyżej) jąder o jednolitym wzorze sygnału był niewystarczający, aby przypisać zarodek do jednej z pozostałych kategorii.

Wyniki

Przypadek A:

Kariotyp 39-letniej partnerki wynosił 45,XX,der(14;21)(q10;q10). Para ta miała jedno fenotypowo normalne dziecko (kariotyp nieznany), a w poprzedniej ciąży stwierdzono translokację trisomii 21 (zespół Downa). Badanie FISH dla tej pary wykazało, że skuteczność sondy LSI 21 i sondy 14q wynosiła odpowiednio 97,4 i 90,7%. Swoistość testu wyniosła 88,3%. Przeprowadzono dwa cykle PGD.

W pierwszym cyklu pobrano 11 oocytów, z których siedem zapłodniło się prawidłowo, a w 3. dniu wykonano biopsję pięciu zarodków. Spośród nich, cztery dały normalny/zrównoważony wzór sygnału w bioptowanej komórce, a trzy wykazujące najlepszą morfologię w dniu 4 zostały przeniesione. Nie uzyskano ciąży. Piąty zarodek wykazywał wzór sygnału +14, +21. Nieprzeniesione zarodki i dwa nieprawidłowo zapłodnione zarodki zostały rozrzucone w 4. dniu. Dalsze badania FISH potwierdziły diagnozę u nieprzeniesionego, normalnego/zrównoważonego zarodka, podczas gdy piąty zarodek wykazywał chaotyczny, triploidalny dopełniacz. Wyniki są szczegółowo opisane w tabeli I.

W drugim cyklu pobrano 15 oocytów, 10 zapłodniło się normalnie, a dziewięć zarodków poddano biopsji w dniu 3. Spośród nich, trzy wykazały normalny/zrównoważony wzór sygnału; Wszystkie trzy zostały przeniesione, w wyniku czego powstała ciąża pojedyncza. Para zdecydowała się na pobranie próbek kosmówki w 12 tygodniu ciąży i okazało się, że płód ma zrównoważoną formę translokacji: 45,XX,der(14;21)(q10;q10). Fenotypowo prawidłowa dziewczynka urodziła się w 38 tygodniu ciąży. Spośród nieprzeniesionych zarodków biopsja wykazała po jednym zarodku +21, -21, +14 i -14 oraz dwa, których wynik nie był jednoznaczny. Follow-up FISH po rozprzestrzenieniu się zarodków potwierdził diagnozy trisomii 21 i monosomii 21, ale pozostałe jądra z zarodków zdiagnozowanych jako aneuploidalne dla chromosomu 14 były zgodne z normalnym/zrównoważonym uzupełnieniem chromosomów. Ponadto, jeden z zarodków z niejednoznaczną diagnozą biopsyjną był również zgodny z diagnozą prawidłowy/zrównoważony, podczas gdy drugi uległ degeneracji i znaleziono tylko jedno jądro po rozsianiu i nie uzyskano diagnozy. Nieprawidłowo zapłodniony zarodek okazał się być mozaikowo triploidalny.

W związku z tym dla tej pary, gdzie możliwe było osiągnięcie diagnozy i wyłączenie nieprawidłowo zapłodnionych zarodków, ogólny odsetek zarodków zgodnych z segregacją naprzemienną (prawidłowy/zrównoważony) wynosił 77%, z 15% zgodnych z segregacją przyległą (trisomia lub monosomia translokacyjna). Dwa zarodki prawidłowe/zrównoważone zostały zdiagnozowane jako niezrównoważone podczas biopsji, prawdopodobnie w wyniku błędu w technice FISH. Wyniki te przedstawiono szczegółowo w Tabeli I.

Przypadek B

34-letnia partnerka miała kariotyp 45,XX,der(13;14)(q10;q10) i przedstawiła historię czterech poronień, z których dwa zostały poddane kariotypowaniu i wykazały trisomię 14. Badanie metodą FISH wykazało, że skuteczność sondy QuintEssential 13 i TelVysion 14q wynosiła odpowiednio 97,2 i 91,0%. Swoistość testu wyniosła 88,5%. Przeprowadzono jeden cykl PGD.

Pobrano dziesięć oocytów, z których osiem zapłodniło się normalnie metodą IVF. W 3. dobie wykonano biopsję ośmiu zarodków, z których pięć wykazywało prawidłowy/zrównoważony wzorzec sygnału (Tabela I). Trzy z nich zostały przeniesione, w wyniku czego powstała ciąża trojacza, a następnie urodzili się dwaj chłopcy i dziewczynka, wszyscy fenotypowo normalni i nosiciele translokacji. Z pozostałych zarodków, dwa zostały zdiagnozowane podczas biopsji jako +13 i jeden jako +14. Trisomia 14 i jedna z trisomii 13 zostały potwierdzone w dalszych badaniach; u trzeciego nieprawidłowego zarodka stwierdzono chaotyczne uzupełnienie chromosomów. Dwa nieprawidłowo zapłodnione zarodki również zostały rozprzestrzenione; jeden był triploidalną mozaiką, a drugi był haploidalny.

Of the embryos, 63% było zatem zgodne z segregacją naprzemienną, a 25% było zgodne z segregacją przyległą. Wyniki te przedstawiono szczegółowo w Tabeli I.

Przypadek C

37-letnia partnerka miała kariotyp 45,XX,der(13;14)(q10;q10). Po czterech latach bez antykoncepcji nie udało się zajść w ciążę. Przeprowadzono dwa cykle PGD.

W pierwszym cyklu pobrano sześć oocytów, z których dwa zostały zapłodnione metodą IVF. Jeden zarodek nadawał się do biopsji i został zdiagnozowany jako normalny/zrównoważony i przeniesiony. Ciąża nie wystąpiła. Nieprawidłowo zapłodniony zarodek został rozłożony i uznany za haploidalny.

W drugim cyklu pobrano pięć oocytów, z których dwa nadawały się do iniekcji metodą ICSI. W obu przypadkach uzyskano zarodki nadające się do biopsji, zdiagnozowano je jako normalne/zrównoważone i przeniesiono. Nie uzyskano ciąży (patrz Tabela I).

Przypadek D

35-letni mężczyzna (partnerka 34 lata) miał kariotyp 45,XY,der(13;14)(q10;q10) i prezentował oligozoospermię (0,2-2×106/ml). Para nie była wcześniej w ciąży. FISH plemników wykazał, że 14% gamet było aneuploidalnych dla chromosomu 13 lub 14. Przeprowadzono dwa cykle PGD.

W pierwszym cyklu pobrano pięć oocytów, z których cztery zapłodniły się prawidłowo po ICSI. W 3. dobie wykonano biopsję czterech zarodków; trzy z nich zdiagnozowano jako prawidłowe/zrównoważone, a dwa przeniesiono, ale nie doszło do ciąży. Trzeci prawidłowy/zrównoważony zarodek został rozprzestrzeniony i uznany za prawidłowy/zrównoważony podczas dalszych badań. Czwarty zarodek był niejednoznaczny w biopsji i okazał się mieć monosomię 14 w obserwacji.

W drugim cyklu pobrano pięć oocytów i wszystkie zapłodniły się normalnie po ICSI. Pięć zarodków poddano biopsji w 3. dobie, z których trzy uznano za prawidłowe/zrównoważone i przeniesiono w 5. dobie. Z dwóch nieprzeniesionych zarodków, jeden został zdiagnozowany jako +13, a drugi jako -14. Jednak w obu przypadkach dalsze postępowanie było niejednoznaczne. Spośród embrionów 67% było zatem zgodnych z normalnym/zrównoważonym dopełnieniem chromosomów translokacji. Powstała ciąża pojedyncza, a para zrezygnowała z diagnostyki prenatalnej. Szczegółowe badanie anomalii płodu w 20 tygodniu ciąży wykazało istotne nieprawidłowości płodu, w tym agenezję ciała modzelowatego, wadę cewy nerwowej i wadę serca w przegrodzie międzykomorowej. W wyniku amniopunkcji kariotyp płodu okazał się być pierwotną trisomią 18. Ta nieprawidłowość prawdopodobnie nie była związana z translokacją, ale nie można wykluczyć efektu interchromosomalnego (Blanco i in., 2000).

Przypadek E:

41-letni mężczyzna (partnerka 37 lat) (kariotyp 45,XY,der(13;14)(q10;q10)) miał liczbę plemników w normalnym zakresie. Translokacja była przypadkowym znaleziskiem, a płodność pary nie była ustalona. Badania nasienia wykazały, że 1,5% plemników miało dysomię 13 lub 14; PGD nie było zalecane, ponieważ para miała duże szanse na uzyskanie zdolnej do życia, chromosomalnie prawidłowej ciąży bez PGD.

Wyniki te są podsumowane w Tabelach I i II. Rycina 1 przedstawia dwie różne biopsje zarodków i ich dalsze wyniki.

Dyskusja

Wśród opisanych tutaj normalnie zapłodnionych zarodków, 20% było wynikiem nieprawidłowej segregacji translokacji. Jest to znacznie wyższe niż teoretyczne ryzyko przy diagnostyce prenatalnej, prawdopodobnie dlatego, że in vivo większość nieprawidłowych embrionów nie zdołałaby założyć ciąży. Oczekuje się, że odsiewanie embrionów z niezrównoważonym produktem translokacji Robertsona przed transferem zwiększy szansę na udaną ciążę. Ponieważ ogólne wskaźniki ciąż po GTP są tego samego rzędu co po IVF/ICSI wykonanym w celu leczenia niepłodności, GTP może być postrzegane jako użyteczny dodatek do wspomaganego poczęcia dla par z translokacją Robertsona, które również mają problemy z płodnością. Jest to niezależne od natury translokacji Robertsona lub empirycznego ryzyka reprodukcyjnego z nią związanego.

Jednakże doradztwo jest konieczne dla par z udowodnioną płodnością. Historia nawracających strat ciąż może nie być związana z translokacją, szczególnie w przypadku translokacji Robertsona 13;14; związek ten można ustalić jedynie poprzez kariotypowanie produktów poczęcia, jak w przypadku B powyżej, gdzie dwa z czterech poronień okazały się trisomią 14. Jeżeli PGD jest wnioskowane dla par, u których nie ustalono powiązania, należy rozważyć, czy właściwe jest poddanie płodnej kobiety procedurom IVF, gdy rola translokacji nie jest znana. Należy dokładnie zbadać możliwość wystąpienia innych czynników, takich jak zespół antyfosfolipidowy, i odpowiednio doradzić parze.

Empiryczne ryzyko reprodukcyjne dla męskich nosicieli translokacji Robertsona 13;14 jest niewielkie. FISH nasienia z użyciem sond do chromosomów translokacji może być użyty do ustalenia poziomu aneuploidii, a w przypadku prawidłowej liczby plemników i niskiego poziomu aneuploidii, PGD może nie być wskazane, jak w przypadku E. W przypadku niektórych mężczyzn, u których występuje oligozoospermia i translokacja Robertsona, jak w przypadku D, ICSI może być konieczne do pokonania niepłodności, w którym to przypadku PGD byłoby użytecznym uzupełnieniem, jak omówiono powyżej.

Zgłaszano wysokie poziomy mozaicyzmu i chaosu w zarodkach pochodzących od nosicieli translokacji Robertsona (Conn et al., 1998, 1999). Autorzy ci stwierdzili, że tylko 13% badanych zarodków było prawidłowych lub zrównoważonych pod względem chromosomów translokacji. W opisywanych tu cyklach, wyłączając nieprawidłowo zapłodnione zarodki, 70% zarodków było prawidłowych lub zrównoważonych pod względem chromosomów translokacji. Tylko dwa zarodki (6%) były chaotyczne, a prawdziwy mozaicyzm zaobserwowano tylko w nieprawidłowo zapłodnionych zarodkach (Tabela I). Niektóre zarodki miały komórki tetraploidalne, wskazujące na niepowodzenie kariokinezy i/lub cytokinezy w pobranej komórce i traktowane jako normalna obserwacja. Zarodki te nie zostały zatem sklasyfikowane jako mozaikowe. Nasze wyniki różnią się od opublikowanej liczby 51% zarodków sklasyfikowanych jako mozaikowe lub chaotyczne; te wysokie poziomy mogą być odzwierciedleniem warunków hodowli zarodków (Scriven et al., 2000). Stwierdzamy, że translokacje Robertsona nie predysponują do nieprawidłowych podziałów komórkowych w zarodkach w fazie rozszczepienia, chociaż pozostaje możliwe, że niektóre pary mogą produkować wysoki odsetek chromosomalnie nieprawidłowych zarodków (Munné i in., 1996; Delhanty i in., 1997), być może z powodu defektów w mechanizmach kontroli cyklu komórkowego, niezwiązanych z żadnymi rearanżacjami chromosomowymi.

W podsumowaniu, niniejsza praca nie potwierdza tezy, że translokacje Robertsona predysponują do powstawania zarodków z nieprawidłowymi podziałami rozszczepialnymi. Dlatego też można rozważyć PGD, która okazała się skuteczną strategią dla nosicieli tych rearanżacji chromosomowych. Brak pomyślnego wyniku u jednej z opisanych par jest prawdopodobnie spowodowany nadrzędnymi problemami z płodnością, niezwiązanymi z translokacją. Mamy nadzieję, że w przyszłym cyklu uda się tej parze uzyskać udaną ciążę. W każdym przypadku subpłodności, GTP może być postrzegane jako cenne badanie przesiewowe w kierunku zaburzeń równowagi, nawet jeśli ryzyko wystąpienia nieprawidłowości chromosomowych jest niskie. Poradnictwo dla par noszących te translokacje powinno uwzględniać wcześniejszą historię położniczą pary i innych nosicieli w rodzinie, w połączeniu z ustalonymi danymi dotyczącymi ryzyka poronienia i nieprawidłowości chromosomowych przy urodzeniu; GTP może nie zawsze być wskazane.

Tabela I.

Wyniki z siedmiu cykli PGD przeprowadzonych dla par A-D.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Przypadek . Karyotyp . Cykl . Oocyty . Diagnoza biopsyjna . Transfer . Diagnoza następcza .
. . . zebrane . zapłodniony . biopsja . . . .
*Zarodki, których nie poddano biopsji, były nieprawidłowo zapłodnione.
A 45,XX,der(14;21)(q10; normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14,+21) nie chaotyczny
nie biopsja* inconconclusive
not biopsied* normal/balanced
2 15 10 9 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+21) nie niezrównoważony (+21)
niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21)
niezrównoważony (-14) nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14) nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie rozstrzygający
not biopsied* triploidalna (+21) mozaika
B 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 10 8 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie none
2 × (normalny/zrównoważony) nie . normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+13) nie niezrównoważony (+13)
niezrównoważony (+13) no chaotyczny
niezrównoważony (+14) nie zrównoważony (+14)
nie poddany biopsji* triploidalna mozaika
nie badano* haploidalna mozaika
C 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 6 2 1 normalny/zrównoważony tak nie
nie biopsja* ?haploidalny
2 5 2 2 2 × (normalny/zrównoważony) tak nie
D 45,XY,der(13;14)(q10;q10) 1 5 4 4 2 × (normalny/równoważny) tak nie
normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
nierozstrzygający nie niezrównoważony (-14)
2 5 5 5 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+13) nie rozstrzygający
. niezrównoważony (-14) nie nierozstrzygający

.

.

.

.

.

.

.

.

Sprawa . Karyotyp . Cykl . Oocyty . Diagnoza biopsyjna . Transfer . Diagnoza następcza .
. . . zebrane . zapłodniony . biopsja . . . .
*Zarodki, których nie poddano biopsji, były nieprawidłowo zapłodnione.
A 45,XX,der(14;21)(q10; normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14,+21) nie chaotyczny
nie biopsja* inconconclusive
not biopsied* normal/balanced
2 15 10 9 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+21) nie niezrównoważony (+21)
niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21)
niezrównoważony (-14) nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14) nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie rozstrzygający
not biopsied* triploidalna (+21) mozaika
B 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 10 8 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie none
2 × (normalny/zrównoważony) nie . normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+13) nie niezrównoważony (+13)
niezrównoważony (+13) no chaotyczny
niezrównoważony (+14) nie zrównoważony (+14)
nie poddany biopsji* triploidalna mozaika
nie badano* haploidalna mozaika
C 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 6 2 1 normalny/zrównoważony tak nie
nie biopsja* ?haploidalny
2 5 2 2 2 × (normalny/zrównoważony) tak nie
D 45,XY,der(13;14)(q10;q10) 1 5 4 4 2 × (normalny/zrównoważony) tak none
. normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
nierozstrzygający nie niezrównoważony (-14)
2 5 5 5 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+13) nie rozstrzygający
. niezrównoważony (-14) nie nierozstrzygający

Tabela I.

Wyniki z siedmiu cykli PGD przeprowadzonych dla par A-D.

.

.

.

.

.

.

.

.

Przypadek . Karyotyp . Cykl . Oocyty . Diagnoza biopsyjna . Transfer . Diagnoza następcza .
. . . zebrane . zapłodniony . biopsja . . . .
*Zarodki, których nie poddano biopsji, były nieprawidłowo zapłodnione.
A 45,XX,der(14;21)(q10; normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14,+21) nie chaotyczny
nie biopsja* inconconclusive
not biopsied* normal/balanced
2 15 10 9 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+21) nie niezrównoważony (+21)
niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21)
niezrównoważony (-14) nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14) nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie rozstrzygający
nie biopsja* triploidalna (+21) mozaika
B 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 10 8 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie none
2 × (normalny/zrównoważony) nie . normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+13) nie niezrównoważony (+13)
niezrównoważony (+13) no chaotyczny
niezrównoważony (+14) nie zrównoważony (+14)
nie poddany biopsji* triploidalna mozaika
nie badano* haploidalna mozaika
C 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 6 2 1 normalny/zrównoważony tak nie
nie biopsja* ?haploidalny
2 5 2 2 2 × (normalny/zrównoważony) tak nie
D 45,XY,der(13;14)(q10;q10) 1 5 4 4 2 × (normalny/zrównoważony) tak none
. normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
nierozstrzygający nie niezrównoważony (-14)
2 5 5 5 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+13) nie rozstrzygający
. niezrównoważony (-14) nie nierozstrzygający

.

.

.

.

.

.

.

.

Sprawa . Karyotyp . Cykl . Oocyty . Diagnoza biopsyjna . Transfer . Diagnoza następcza .
. . . zebrane . zapłodniony . biopsja . . . .
*Zarodki, których nie poddano biopsji, były nieprawidłowo zapłodnione.
A 45,XX,der(14;21)(q10;q10) 1 11 7 5 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
. normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14,+21) nie chaotyczny
nie biopsja* inconconclusive
not biopsied* normal/balanced
2 15 10 9 3 × (normalne/zrównoważone) tak nie
niezrównoważone (+21) nie niezrównoważony (+21)
niezrównoważony (-21) nie niezrównoważony (-21) niezrównoważony (-21)
niezrównoważony (-14) nie normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+14) nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie normalny/zrównoważony
rozstrzygający nie rozstrzygający
not biopsied* triploidalna (+21) mozaika
B 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 10 8 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie none
2 × (normalny/zrównoważony) nie . normalny/zrównoważony
niezrównoważony (+13) nie niezrównoważony (+13)
niezrównoważony (+13) no chaotyczny
niezrównoważony (+14) nie zrównoważony (+14)
nie poddany biopsji* triploidalna mozaika
nie badano* haploidalna mozaika
C 45,XX,der(13;14)(q10;q10) 1 6 2 1 normalny/zrównoważony tak nie
nie biopsja* ?haploidalny
2 5 2 2 2 × (normalny/zrównoważony) tak nie
D 45,XY,der(13;14)(q10;q10) 1 5 4 4 2 × (normalny/zrównoważony) tak none
. normalny/zrównoważony nie normalny/zrównoważony
nierozstrzygający nie niezrównoważony (-14)
2 5 5 5 3 × (normalny/zrównoważony) tak nie
niezrównoważony (+13) nie rozstrzygający
. niezrównoważony (-14) nie nierozstrzygający
Tabela II.

Podsumowanie czynników branych pod uwagę podczas poradnictwa w zakresie PGD oraz wynik dla pięciu par opisanych w niniejszej pracy

.

Przypadek . Płodność . Ryzyko teoretyczne . Historia położnicza . PGD . Ciąża ustalona .
A płodna znacząca 1 nieprawidłowa ciąża będąca wynikiem translokacji tak tak
B płodna niska 2 nieprawidłowe ciąże wynikające z translokacji tak tak
C czynnik żeński niepłodność niski nie tak nie
D czynnik męski niepłodność niski nie tak tak tak tak tak
E nienormalna liczba plemników low none nie
.

przypadek . Płodność . Ryzyko teoretyczne . Historia położnicza . PGD . Ciąża ustalona .
A płodna znacząca 1 nieprawidłowa ciąża będąca wynikiem translokacji tak tak
B płodna niska 2 nieprawidłowe ciąże wynikające z translokacji tak tak
C czynnik żeński niepłodność niski nie tak nie
D czynnik męski niepłodność niski nie tak tak tak tak tak
E normalna liczba plemników low none nie
Tabela II.

Podsumowanie czynników branych pod uwagę podczas poradnictwa w zakresie PGD oraz wynik dla pięciu par opisanych w niniejszej pracy

.

Przypadek . Płodność . Ryzyko teoretyczne . Historia położnicza . PGD . Ciąża ustalona .
A płodna znacząca 1 nieprawidłowa ciąża będąca wynikiem translokacji tak tak
B płodna niska 2 nieprawidłowe ciąże wynikające z translokacji tak tak
C czynnik żeński niepłodność niski nie tak nie
D czynnik męski niepłodność niski nie tak tak tak tak tak
E normalna liczba plemników low none nie
.

przypadek . Płodność . Ryzyko teoretyczne . Historia położnicza . PGD . Ciąża ustalona .
A płodna znacząca 1 nieprawidłowa ciąża będąca wynikiem translokacji tak tak
B płodna niska 2 nieprawidłowe ciąże wynikające z translokacji tak tak
C czynnik żeński niepłodność niski nie tak nie
D czynnik męski niepłodność niski nie tak tak tak tak tak
E nieprawidłowa liczba plemników low none nie
Figura 1.

Biopsja embrionu i jądra następcze z dwóch embrionów. Jądro z komórki poddanej biopsji znajduje się w białej ramce; pozostałe jądra uzyskano po lizie całego zarodka w 4. dniu życia. (a) Zarodek zgodny z monosomią 21 z cyklu der (14;21) ilustrujący, że niezrównoważona kompletacja chromosomów, która nie powinna przetrwać do diagnostyki prenatalnej, jest znajdowana w zarodkach w stadium rozszczepienia. Dymorficzne jądra zawarte w czerwonej ramce sugerują post-zygotyczną nondysjunkcję chromosomu 21. Jednakże dalsze badania z użyciem sond do dodatkowych chromosomów wykazały losowe tetraploidalne rozmieszczenie chromosomów pomiędzy dwoma jądrami i jest wysoce prawdopodobne, że oba jądra pochodzą z jednego binukleowanego blastomeru. (b) Zarodek zgodny z trisomią translokacyjną 13 z cyklu der(13;14).

Rysunek 1.

Biopsja zarodka i jądra następcze z dwóch zarodków. Jądro z komórki poddanej biopsji znajduje się w białej ramce; pozostałe jądra uzyskano po lizie całego zarodka w 4. dniu życia. (a) Zarodek zgodny z monosomią 21 z cyklu der (14;21) ilustrujący, że niezrównoważona kompletacja chromosomów, która nie powinna przetrwać do diagnostyki prenatalnej, jest znajdowana w zarodkach w stadium rozszczepienia. Dymorficzne jądra zawarte w czerwonej ramce sugerują post-zygotyczną nondysjunkcję chromosomu 21. Jednakże dalsze badania z użyciem sond do dodatkowych chromosomów wykazały losowe tetraploidalne rozmieszczenie chromosomów pomiędzy dwoma jądrami i jest wysoce prawdopodobne, że oba jądra pochodzą z jednego binukleowanego blastomeru. (b) Zarodek zgodny z trisomią translokacyjną 13 z cyklu der(13;14).

4

Do kogo należy kierować korespondencję? E-mail: [email protected]

Autorzy pragną wyrazić uznanie dla wkładu innych członków Guy’s and St Thomas’ Centre for PGD.

Blanco, J., Egozcue, J. and Vidal, F. (

2000

) Interchromosomal effects for chromosome 21 in carriers of structural chromosome reorganizations determined by fluorescence in situ hybridization on sperm nuclei.

Hum. Genet.

,

106

,

500

-505.

Boue, A. and Gallano, P. (

1984

) A collaborative study of the segregation of inherited chromosome structural rearrangements in 1356 prenatal diagnoses.

Prenat. Diagn.

,

4

,

45

-67.

Conn, C.M., Harper, J.C., Winston, R.M.L. and Delhanty, J.D.A. (

1998

) Infertile couples with Robertsonian translocation: preimplantation genetic analysis of embryos reveals chaotic cleavage divisions.

Hum. Genet.

,

102

,

117

-123.

Conn, C.M., Cozzi, J., Harper, J.C. et al. (

1999

) Preimplantacyjna diagnostyka genetyczna dla par z wysokim ryzykiem ciąży z zespołem Downa z powodu translokacji rodzicielskiej lub mozaicyzmu.

J. Med. Genet.

,

36

,

45

-50.

Delhanty, J.D.A., Harper, J.C., Ao, A. et al. (

1997

) Multicolour FISH detectes frequent chromosomal mosaicism and chaotic division in normal preimplantation embryos from fertile patients.

Hum. Genet.

,

99

,

755

-760.

Escudero, T., Lee, M., Carrel, D. et al. (

2000

) Analysis of chromosome abnormalities in sperm and embryos from two 45,XY,t(13;14)(q10;q10) carriers.

Prenat. Diagn.

,

20

,

599

-602.

ESHRE PGD Consortium Steering Committee (

2000

) ESHRE Preimplantation Genetic Diagnosis (PGD) Consortium: data collection II (May 2000).

Hum. Reprod.

,

15

,

2673

-2683.

Gardner, R.J.M. and Sutherland, G.R. (1996) Chromosome Abnormalities and Genetic Counselling. 2nd edn, Oxford University Press, Oxford.

Handyside, A.H. and Delhanty, J.D.A. (

1997

) Preimplantacyjna diagnostyka genetyczna: strategie i niespodzianki.

Trends Genet.

,

13

,

270

-275.

Handyside, A.H., Scriven, P.N. and Mackie Ogilvie, C. (

1998

) The future of preimplantation genetic diagnosis.

Hum. Reprod.

,

13

,

249

-255.

Harris, D.J., Hankins, L. and Begleiter, M.L. (

1979

) Reproductive risk of t(13q14q)carriers: case report and review.

Am. J. Med. Genet.

,

3

,

175

-181.

Kuo. H.C., Mackie Ogilvie, C. and Handyside, A.H. (

1998

) Chromosomal mosaicism in cleavage-stage human embryos and the accuracy of single-cell genetic analysis.

J. Ass. Reprod. Genet.

,

15

,

275

-279.

Munné, S., Alonso, M.L. and Grifo, J. (

1996

) Case report: Niezwykle wysoki odsetek aneuploidalnych zarodków u 28-letniej kobiety z incontinentia pigmenti.

Cytogenet. Cell Genet.

,

72

,

43

-45.

Munné, S., Fung, J., Cassel, M.J. et al. (

1998

) Preimplantacyjna analiza genetyczna translokacji: sondy specyficzne dla danego przypadku do analizy komórek interfazowych.

Hum. Genet.

,

102

,

663

-674.

Munné, S., Maquez, C., Magli, C. et al. (

1998

) Kryteria punktowe dla przedimplantacyjnej diagnostyki genetycznej nieprawidłowości liczbowych dla chromosomów X, Y, 12, 16, 18 i 21.

Mol. Hum. Reprod.

,

4

,

863

-870.

Munné, S., Morrison, L., Fung, J. et al. (

1998

) Spontaneous abortions are reduced after preconception diagnosis of translocations.

J. Assis. Reprod. Genet.

,

15

,

290

-296.

Munné, S., Sandalinas, M., Escudero, T. et al. (

2000

) Outcome of preimplantation genetic diagnosis of translocations.

Fertil. Steril.

,

73

,

1209

-1218.

National Institutes of Health and Institute of Molecular Medicine Collaboration (

1996

) A complete set of human telomeric probes and their clinical application.

Nature Genet.

,

14

,

86

-89.

Pettigrew, R., Kuo, H.C., Scriven, P. et al. (

2000

) A pregnancy following PGD for X-linked incontinentia pigmenti (Bloch-sulzberger syndrome): case report.

Hum. Reprod.

,

15

,

2650

-2652.

Scriven, P.N., Handyside, A.H. and Mackie Ogilvie, C. (

1998

) Chromosome translocations: segregation modes and strategies for preimplantation genetic diagnosis.

Prenat. Diag.

,

18

,

1437

-1449.

Scriven, P.N., O’Mahony, F., Bickerstaff, H. et al. (

2000

) Clinical pregnancy following blastomere biopsy and PGD for a reciprocal translocation carrier: analysis of meiotic outcomes and embryo quality in two IVF cycles.

Prenat. Diag.

,

20

,

587

-592.

Staessen, C., Van Assche, E., Joris, H. et al. (

1999

) Clinical experience of sex determination by fluorescent in-situ hybridization for preimplantation genetic diagnosis.

Mol. Hum. Reprod.

,

5

,

382

-389.

Van Assche, E., Staessen, C., Vegetti, W. et al. (

1999

) Preimplantacyjna diagnostyka genetyczna i analiza nasienia metodą fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ dla najczęstszej wzajemnej translokacji t(11;22).

Mol. Hum. Reprod.

,

5

,

682

-690.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.