Cell Res：我国新一代试管婴儿技术PIMS将活产率提升至72%！全球领先

2023 年 5 月 8 日，山东大学生殖医学研究中心陈子江院士、高媛研究员课题组与中国科学院北京基因组研究所刘江教授合作，在 Cell Research 杂志（中科院一区，IF: 46.297）在线发表了题为“A clinical study of preimplantation DNA methylation screening in assisted reproductive technology”的原创性研究成果。

试管婴儿最早发明于1978年，最初的技术被称为第一代技术；之后使用了单精注射被称为第二代试管婴儿；上世纪九十年代染色体DNA序列的检测被称为第三代试管婴儿技术。

国家统计局数据显示，我国不孕不育率已达18%，近5000万个家庭存在生殖障碍。解决出生障碍的最佳方式是辅助生殖技术（试管婴儿），然而当前全球辅助生殖的活产率不足30% (Lancet, 2021)。同时，根据《中国出生缺陷防治报告》统计，我国出生缺陷发生率为5.6%，每年国家要消耗巨额财富来应对出生缺陷。因此，提高试管婴儿的活产率和降低出生缺陷是临床上亟需解决的问题。

为解决上述问题，中科院北京基因组研究所刘江研究员团队从2013年开始与北京大学第三医院、广州医科大学附属第三医院合作研发使用表观遗传信息即DNA甲基化指标来优选胚胎的方法（PIMS），获得多个国外专利，之后与山东大学等单位合作，在国际上首次报道PIMS技术的临床应用结果。

PIMS方法涉及的DNA甲基化是胞嘧啶上的甲基化修饰，其对基因的表达起开关作用。使用DNA甲基化筛选胚胎用于临床是新一代试管婴儿技术，该技术使生殖医学进入表观遗传时代，有望使我国在辅助生殖领域处于国际领跑的地位。

DNA甲基化状态的正确与否决定婴儿能否顺利出生以及健康成长。利用该技术对182个家庭的800个胚胎进行优良胚胎（DNA甲基化水平在0.25-0.27之间的胚胎）的筛选，活产率达到72%。

PIMS技术改变了过去依靠经验根据胚胎形态选择胚胎的方法，大大提升了试管婴儿活产率，减少了移植周期次数，既减轻了患者痛苦，又节省了家庭和社会经济负担。

据悉，中国每年有超百万家庭使用试管婴儿技术，据有关专家推测PIMS技术的推广可以使我国每年多生10万以上婴儿、减少近万的出生缺陷、节省临床费用上百亿，会使更多的家庭受益，也有助于缓解我国因人口减少带来的压力。

唐氏综合征是较为常见的出生缺陷，PIMS可以筛查唐氏综合征等遗传学疾病。印记基因疾病在试管婴儿中出现的比例高，是唐氏综合征的3倍以上，但原来的方法无法检测印记基因疾病。PIMS还可以筛查印记基因疾病等表观遗传疾病，因此可以大大降低出生缺陷的比例。

小知识：

试管婴儿是体外受精－胚胎移植技术的俗称，是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精，并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。最初由英国产科医生帕特里克·斯特普托和生理学家罗伯特·爱德华兹合作研究成功，该技术引起了世界科学界的轰动。1978年7月25日，全球首位试管婴儿在英国诞生。2011年11月27日，上海首例“第三代试管婴儿”诞生；12月，广州一富商借助试管婴儿技术孕出八胞胎。

第一代

1978年英国专家steptoe和E·dowrds定制了世界上第一个试管婴儿，被称为人类医学史上的奇迹。试管婴儿技术是体外受精———胚胎移植等人工助孕技术的俗称，是一项结合胚胎学、内分泌、遗传学以及显微操作的综合技术，在治疗不孕不育症的方法中最为有效。它是将精子和卵子置于体外利用各种技术使卵子受精，培养几天后移入子宫，使女性受孕生子。

第一代试管婴儿技术，解决的是因女性因素引致的不孕。

第二代

1992年由比利时Palermo医师及刘家恩博士等首次在人体成功应用卵浆内单精子注射（ICSI），使试管婴儿技术的成功率得到很大的提高。国内医学界将ICSI称为第二代试管婴儿技术。ICSI不仅提高了成功率，而且使试管婴儿技术适应症大为扩大，适于男性和女性不孕不育症。第二代技术发明后，世界各地诞生的试管婴儿迅速增长，每年美国出生的试管婴儿有5万名。

第二代试管婴儿技术， 解决因男性因素引致的不育问题。

第二代试管婴儿技术又称卵母细胞胞浆内单精子显微注射（ICSI），是在体外受精-胚胎移植（IVF-ET）基础上发展起来的显微受精技术，通过直接将精子注射入卵母细胞胞浆内，来达到助孕目的，在治疗男性不育症上有着十分美好的前景。

第三代

试管婴儿的技术也称胚胎植入前遗传学诊断/筛查（PGD/PGS），指在IVF-ET的胚胎移植前，取胚胎的遗传物质进行分析，诊断是否有异常，筛选健康胚胎移植，防止遗传病传递的方法。第三代试管婴儿技术所取得的突破是革命性的，它从生物遗传学的角度，帮助人类选择生育最健康的后代，为有遗传病的未来父母提供生育健康孩子的机会。

PIMS技术可以归入第三代试管婴儿技术，当然，其高活产率，也可以将其归为第四代。

原始出处：

Gao, Y., Yi, L., Zhan, J. et al. A clinical study of preimplantation DNA methylation screening in assisted reproductive technology. Cell Res (2023). https://doi.org/10.1038/s41422-023-00809-z