孫方臻在上海生殖論壇表示生育力保護及ART需要更安全高效技術(shù)體系，揭秘表觀遺傳與健康

　　近日,“2023第六屆上�！の錆h統(tǒng)計生殖醫(yī)學論壇”于2023年7月22日-23日在上海中星鉑爾曼大酒店隆重召開;本次論壇的主題是“生殖與遺傳”,當前,生殖醫(yī)學實踐已經(jīng)進入了基因組醫(yī)學時代,生殖醫(yī)學服務范圍從“不孕不育助孕”,向“阻斷遺傳病代際傳遞”和“預防性基因組篩選/干預”的方向拓展。

　　本次會議邀請了會議邀請了我國著名分子胚胎學家,中國科學院專家孫方臻教授,分享了“表觀突變與疾病:試管嬰兒表觀突變的復雜性”的認知。孫教授從表觀遺傳的角度,闡述了生殖醫(yī)學所面臨的表觀遺傳學挑戰(zhàn),介紹了輔助生殖技術(shù)(簡稱ART)對配子/胚胎表觀遺傳突變的影響以及解決方案。

　　孫方臻教授早年留學英國劍橋大學,獲得博士學位,因原創(chuàng)突破被選為劍橋大學院士,應時任中國科學院院長、全國人大副委員長周光召院士的邀請回國工作,出任發(fā)育生物學研究所所長、創(chuàng)建中國科學院分子發(fā)育生物學重點實驗室(現(xiàn)在是國家重點實驗室),創(chuàng)立了發(fā)育生物學博士后工作站、博士生培養(yǎng)基地任博士生導師。為國家培養(yǎng)了52位博士和博士后,其中20余位現(xiàn)已成為國內(nèi)外知名大學或中科院的教授或研究員、多位成為國家重點項目首席科學家、國自然“杰青”獲得者、一位成為中國科學院院士。

　　在發(fā)育與生殖基礎研究領(lǐng)域,孫教授回國后取得了多項原始發(fā)現(xiàn),包括受精卵鈣振蕩母源裝置及發(fā)現(xiàn)細胞生死命運決定的新機制與新靶點。他領(lǐng)導中國科學院、教育部、衛(wèi)計委多個研究機構(gòu)及中國20余家知名三甲醫(yī)院生殖醫(yī)學中心共同完成了中國首個關(guān)于輔助生殖技術(shù)安全性的國家級中長期重大科學計劃項目;完成了多項國家級關(guān)于受精機理及胚胎發(fā)育調(diào)控、干細胞重編程等重點科研項目;是我國異種移植基礎研究國家自然科學基金委重大項目負責人;監(jiān)理中科院先導專項100個實驗室、上千位科研人員開展的未來生物制造的創(chuàng)新研究;在國內(nèi)著名三甲醫(yī)院創(chuàng)建并領(lǐng)導生殖醫(yī)學中心發(fā)展15年,是“基礎科學+臨床結(jié)合”稀有型科學家。

　　人類已知的疾病,大約25%與基因變異有關(guān),約75%則與表觀遺傳變異相關(guān)。人的生命始于受精卵這個全能細胞,經(jīng)細胞分裂、分化與增殖,發(fā)育成為擁有200多種細胞類型的復雜個體。受精卵的發(fā)育命運乃至生命全生命周期的健康,不僅依賴精子和卵子的基因構(gòu)成,更高度依賴父母源性的表觀遺傳調(diào)控。受精卵的胚胎細胞分化成為那種細胞類型與器官,是表觀遺傳調(diào)控的結(jié)果。表觀遺傳決定著基因的“關(guān)與開”、表達水平的“高與低”。

　　人類在解密了基因組的結(jié)構(gòu)后,DNA測序技術(shù)突破并應用于臨床后,人類大健康領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)在于表觀遺傳學,揭密表觀遺傳變異與疾病的關(guān)系,防控表觀遺傳失衡的發(fā)生發(fā)展,通過表觀遺傳重編程逆轉(zhuǎn)表觀遺傳失衡及其相關(guān)的疾病。健康人正常情況下,從出生到死亡組織器官的DNA構(gòu)成保持不變,改變的是表觀遺傳譜。表觀遺傳變異是重大成年慢病發(fā)生發(fā)展的機制,也是器官乃至人體衰老的機制。不同于基因突變,表觀突變具有可逆性、可塑性。表觀遺傳調(diào)控健康與疾病的這種特質(zhì),為人類通過表觀遺傳重編程逆轉(zhuǎn)疾病、抗衰老/延緩衰老、通過早發(fā)現(xiàn)表觀變異、早干預修復,提供了大有作為的新醫(yī)學發(fā)展空間。

　　在生育領(lǐng)域,自全球首例“試管嬰兒”誕生以來,ART安全性一直備受關(guān)注。近20多年來,隨著表觀遺傳學研究的深入和對表觀遺傳調(diào)控復雜性的認識,科學家發(fā)現(xiàn)有些表觀突變,例如重要印記基因印跡改變(表觀突變的一種)與重大疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。ART治療發(fā)生在配子尤其是早期胚胎動態(tài)表觀遺傳重編程調(diào)控的關(guān)鍵窗口期。這個時期,若ART治療干擾了胚胎正常的表觀遺傳重編程,對胚胎發(fā)育、乃至一個人全生命周期的影響將是令人擔憂且很可能是重大的。由于存在著ART源性的表觀突變風險,且缺乏有效防控表觀突變風險的手段,最近歐洲多國科學家和醫(yī)學家聯(lián)名發(fā)文呼吁:為了下一代的健康,如能自然生育,要盡可能不使用ART;若必須使用ART,越自然、越簡單越好。

　　國內(nèi)外已有大量研究證據(jù)表明,ART可影響配子與胚胎的表觀遺傳譜。ART大劑量激素注射促排卵可導致表觀遺傳變異,因促排卵導致的體內(nèi)激素水平紊亂可導致表觀遺傳突變,患者自身高糖等病理因素,均可獨立或協(xié)同作用導致表觀遺傳變異。早期胚胎表觀遺傳重編程易受環(huán)境因素影響,包括非生理條件,包括體外受精、配子與胚胎凍存、體外培養(yǎng)、囊胚活檢等操作,可獨立或協(xié)同導致胚胎發(fā)生表觀遺傳失調(diào)。

　　孫教授作為首席科學家開展的國家重大科學研究計劃項目“胚胎操作安全性評估研究”以及國外的同類ART安全性評估研究,均發(fā)現(xiàn)ART可造成醫(yī)源性表觀遺傳突變,伴隨多種母嬰健康風險,動物模型研究表明ART源性的表觀突變可跨代傳遞。國內(nèi)外的流行病學研究發(fā)現(xiàn),ART新生兒低體重風險升高2.6倍、早產(chǎn)風險升高超過2倍、自閉癥升高約2倍、表觀遺傳疾病BW綜合征發(fā)生率升高9倍。

　　出生低體重是成年病發(fā)生發(fā)展重大風險因素,動物模型的研究表明:ART技術(shù)本身可導致胎盤發(fā)育與功能異常,伴隨胎兒宮內(nèi)發(fā)育受限;ART致胎盤中父源印記基因表達水平下調(diào)(IGF2是其中之一),IGF2 是胎盤/胎兒生長的重要促進因子:調(diào)控器官發(fā)育與正常功能;而H19被證實參與許多腫瘤發(fā)生和惡性進展,促進癌細胞生長、侵襲、遷移等,對ART高度敏感;ART胎盤缺陷是值得關(guān)注的健康風險;

　　ART流程覆蓋配子/受精/胚胎DNA甲基化動態(tài)變化關(guān)鍵期。配子/胚胎冷凍液/解凍液、ART流程所用到的IVF液、IVC培養(yǎng)液、IVM液、ICSI操作液、AOA液、囊胚活檢操作,不合適的技術(shù)產(chǎn)品與操作流程,均是表觀遺傳突變風險點。大量證據(jù)表明當前國際上使用的卵子凍存技術(shù)存在安全性風險。高濃度DMSO為保護劑的卵子冷凍液產(chǎn)品,可導致DNA甲基化及組蛋白修飾改變、致表觀遺傳調(diào)控重要基因表達水平異常。

　　基于表觀遺傳突變發(fā)生的機制,孫教授與瑞之美團隊研發(fā)了一類不含DMSO為冷凍保存劑的凍存新技術(shù)體系,進而避免了DMSO誘發(fā)的表觀遺傳突變風險。動物模型和人卵實驗表明:凍卵存活率可達到95%至100%,凍卵與鮮卵的受精率、卵裂率、囊胚形成率接近、凍卵胚胎表觀遺傳譜與鮮卵胚胎相似。

　　我國每年有眾多年輕未育女性接受腫瘤治療,隨著治愈率越來越高,生育力保護成為重大需求。孫方臻教授團隊基于30多年從事卵母細胞研究的工作積累,研發(fā)了有效利用小卵泡卵制備優(yōu)質(zhì)胚胎的技術(shù)體系,因為新技術(shù)的應用,38位難治患者單個取卵周期的活產(chǎn)率由傳統(tǒng)療法的24%,提升到累積活產(chǎn)率為53%。對因腫瘤治療需要緊急取卵的患者而言,卵巢上發(fā)育的大部分是小卵泡。孫教授的小卵泡卵有效利用并獲得健康活產(chǎn)的先進技術(shù),是腫瘤患者生育力保護的福音和關(guān)鍵技術(shù)支撐。對卵泡發(fā)育同步性差的患者(尤其大齡和高齡女性)而言,增加每個治療周期的可用卵子數(shù)和可移植胚胎數(shù),意味著單個治療周期更高成功率并大幅度降低治愈的綜合成本。

　　瑞之美團隊建立了對腫瘤女性更友好、自然周期、便捷、極少用藥、能用得起的生育力保存技術(shù)體系,實現(xiàn)了讓先進生育力保護核心關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品牢牢把握在我們中國人自己手中這一目標。

（責任編輯：華康）