
广泛性染色体筛检(Comprehensive Chromosome Screening, CCS)蓬勃发展,从早期的萤光染色体原位杂交(fluorescent in situ hybridization, FISH)到全染色体晶片检测(array CGH)。然而萤光染色体原位杂交仅能侦测几对染色体,全染色体晶片检测虽能侦测23对染色体,应用于著床前染色体筛检发现对于低比例镶嵌侦测能力不佳。而当次世代定序(Next Generation Sequencing, NGS)发展出来,其优点為速度快,成本低,侦测镶嵌的能力较佳,进而成為市场上的主流。其中被广泛使用的定序方法学有合成化定序和电位差定序。
PGT-A双平台比较
本篇主要探讨PGT-A检测平台中,双平台分别利用自动判读跟手动判读结果的一致性為何? 以下列出两个平台中通量、手做时间、1 run (回) 所需时间以及判读方法的比较。
| 通量 | 手作时间 | 1 run所需时间 | 判读 | |
| Ion S5Ⓡ (Thermo) | 16/24/96 | WGA+Library(1 step)约5小时 | 约1.5天 | 自动 |
| MiseqⓇ (Illumina) | 24 | WGA+Library(2 steps)约8小时 | 约1.5天 | 手动 |
实验设计与流程
实验设计分為两个阶段,第一阶段利用细胞株模拟不同比例的镶嵌进行敏感性跟特异性的评估,第二阶段為临床检体测试。
实验流程如下图所示:
- 检体收取后,一同进行前端的Lysis跟Pre-Amplification,接著进行检体分流。
- 在自动判读的平台中,接续著Amplification跟barcode结合,放入拥有机械手臂的Chef进行自动化Templating,然后定序,利用软体进行实验结果分析,图中的表格為分析后结果,标示所有染色体CNV与其异常区间。
- 而在手动判读平台,手做製备Library,放到仪器中进行定序,再利用人為手动判读。

(灰底為两者共同,黄底為自动判读平台,紫底為手动判读平台。粗框代表自动化)
实验结果1:细胞株敏感性和特异性评估
第一阶段:利用细胞株模拟不同比例的镶嵌,观察Copy Number Variation是否有為预期中的趋势?
(图1-a)自动化判读

(图1-b)手动判读

接下来利用细胞株评估双平台的敏感性 (Sensitivity)与特异性(Specificity)。敏感性的定义:侦测到异常的检体/所有异常检体 (图2-a);特异性的定义:侦测到正常的检体/所有正常检体 (图 2-b)。

结果显示,双平台中皆有得到符合预期的趋势。不管是自动化判读或是手动判读,两者敏感度与特异性相差不大,均没有达到统计上的差异。
实验结果2:临床检体一致性评估
第二阶段為临床检体的一致性评估,总共收集了40位受试者,平均年龄37.2 ± 4.3岁,共取到589颗卵子,成熟MII数有514颗,后续受精形成386个受精卵 (2PN)。共送检108颗囊胚,有1颗未顺利放大。首先,利用囊胚的结果比对,再更深入的分析每对染色体的结果,结果如下:
| 自动判读 | 手动判读 | |
| 测试胚胎数 | 107 | 107 |
| 有确定结论的胚胎数 | 104 | 104 |
| 无确定结论的胚胎数 | 3 | 3 |
| 胚胎检验结果 | ||
| 正常 | 50 | 49 |
| 低比例镶嵌 | 6 | 11 |
| 高比例镶嵌 | 8 | 9 |
| 异常 | 40 | 35 |
| 结果一致胚胎数 | 103 | |
| 一致率 | 99.04%(103/104) | |
| 自动判读 | 手动判读 | |
| 染色体对数 | 2392 | 2392 |
| 有结果的染色体对数 | 2277 | 2277 |
| 无结果的染色体对数 | 115 | 115 |
| 染色体检验结果 | ||
| 二倍体 | 2170 | 2182 |
| 低比例镶嵌 | 27 | 22 |
| 高比例镶嵌 | 15 | 15 |
| 异常 | 65 | 58 |
| 结果一致染色体对数 | 2265 | |
| 一致率 | 99.5%(2265/2277) | |
结果显示,利用囊胚结果比对其一致性為99.0%;若是每对染色体结果分析,一致率為99.5%。
双平台一致性评估,总结如下:
1. 利用细胞株进行的敏感性跟特异性评估都是差不多,没有统计上的差异。
2. 不管是分析囊胚结果或是深入探究染色体结果,一致率都是很高的。
3. 也就是说,在PGT-A检测平台中,不管是自动判读或是手动判读都具有高度准确率跟一致性。
藉由PGT-A检测双平台的比对,不管是用哪个平台检测都可得到一致性高的检测结果。生殖医学的进步,让我们利用著床前染色体筛检加上对的著床时间,排除免疫、血栓因素,怀孕率可高达八成呢!







