Наши статьи

Легенды о мозаицизме и рыцарях круглого стола: №1

Легенды о мозаицизме и рыцарях круглого стола: №1

Слово «мозаицизм» стало настолько популярно, что навязло в зубах – почти как «нанотехнологии». И также как с нанотехнологиями, содержательного во всем этом потоке – отдельные капли.
Попробуем пройтись тезисно: по отдельным легендам – и фактам, стоящим за ними (или вместо них – там, где это вернее).

Легенда №1: Мозаицизма очень много

Оценки уровня мозаицизма в разных работах отличаются на порядок: от менее 3%, стабильно регистрируемых в Колорадском центре репродуктивной медицине CCRM (CCRM, 2017), 16% в (Armstrong et al., 2023) до 30% в (Escudero et al., 2016; Munné et al., 1994), 70% в (Coonen, 2004) и даже 90% в (Bielanska, 2002). Здесь, для точности, приведены оценки уровня мозаицизма только среди бластоцист.
Очевидно, реальный % мозаицизма не может отличаться настолько сильно – ни вследствие разных популяций пациентов, ни вследствие лабораторных факторов. В противном случае результативность ВРТ в этих клиниках также была бы драматически разной. Это не так: все приведенные клиники известны достаточно хорошими результатами и более-менее сопоставимы.
Первой причиной таких различий оказывается применение разных методов. Так, FISH дает значительно более высокие оценки уровня мозаицизма, чем NGS (см., например: (Treff et al., 2010; Velilla et al., 2002)), с преимущественным появлением моносомий. При чем ошибки FISH тем выше, чем больше клеток идет на анализ: риск «потерять хромосому» при FISH, не очень высокий для одной клетки, экспоненциально растет с увеличением их числа. В случае NGS, наоборот, чем больше клеток, тем ровнее профиль и ниже риск ошибок.
Вторая причина – в различной интерпретации результатов в рамках одного метода. Так, в работах, использующих NGS, при чем на одной и той же платформе, оценки мозаицизма также разительно отличаются: 2,5% в (Katz-Jaffe et al., 2017), 13% в (Tiegs et al., 2021), 22% в (Ai et al., 2022) и т.д. Эти различия также невозможно списать на популяцию пациентов или лабораторные факторы. Так, в работе (Kullyev et al., 2023) переход на обслуживание в другой генетической лаборатории привел к падению % диагностированных мозаицичных эмбрионов от 27% до 9% (обе лаборатории использовали одну и ту же платформу NGS), при неизменности всей клинической и эмбриологической части работы.
Таким образом, оценка мозаицизма требует стандартизации как метода проведения ПГТ (золотым стандартом на сегодня принято считать NGS), так и молекулярных методик в рамках выбранной платформы.
Однако, и этого недостаточно. В отличие от FISH, точность метода NGS растет с увеличением числа клеток в биоптате, что и определило рекомендации всех ведущих организаций (ESHRE (ESHRE Working Group on Chromosomal Mosaicism et al., 2022), ASRM (Practice Committee and Genetic Counseling Professional Group (GCPG) of the American Society for Reproductive Medicine, 2020), PGDIS (Leigh et al., 2022)) биопсировать не менее 5 клеток. Необходимость биопсировать бластоцисты низкого качества, с которой нередко сталкиваются эмбриологи, заставляет их брать минимально возможное количество клеток, часть из которых еще и дегенерирует в процессе биопсии. Таким образом, биоптат может в итоге содержать не 5—10 копий ДНК, а 1—2, что в разы повышает риск получения «шумных профилей» NGS и, соответственно, риск гипердиагностики мозаицизма.
Таким образом, биопсия эмбрионов низкого качества или взятие малого числа клеток повышает риск ложноположительного мозаицизма (т.е. ситуаций, когда при отсутствии мозаицизма, он все-таки диагностируется).
Последний пункт в анализе этого мифа – это очередное внимание к деталям. Мозаицизм сам по себе требует именно митотических ошибок – т.е. неправильного расхождения хромосом при делении клеток эмбриона. Эти ошибки могут «наслаиваться» на мейотические ошибки, возникшие ранее в ходе оогенеза или сперматогенеза (тогда эмбрион может быть и анэуплоидным, и мозаичным одновременно), а могут возникнуть и в исходно эуплоидном эмбрионе (тогда эмбрион только мозаичен). С точки зрения биологии правильно оценивать эти события отдельно, т.е. для каждого эмбриона сообщать обе характеристики: (1) есть ли в нем полная анэуплоидия и (2) есть ли в нем мозаицизм. Однако с клинической точки зрения анэуплоидно-мозаичные эмбрионы, в общем-то, не отличаются от чисто анэуплоидных: и те, и другие переносить нельзя. Поэтому в клинике нередко все эмбрионы классифицируют на (1) эуплоидные, (2) анэуплоидные и (3) мозаичные, где в последнюю группу попадают только эуплоидно-мозаичные, а анэуплоидно-мозаичные попадают в группу (2).
Таким образом, при этом реальный уровень мозаицизма как биологического явления занижается. Именно таковы данные CCRM (CCRM, 2017; Katz-Jaffe et al., 2017): пересчет % мозаицизма в их отчетах на все эмбрионы, независимо от полных анэуплоидий, дает ~5%, что уже ближе к оценкам других авторов.
Таким образом, на данный момент можно сделать следующие выводы:
  • Истинный мозаицизм встречается в ~5—15% эмбрионов (точнее определить невозможно, и дальнейшие различия могут действительно зависеть от популяции пациентов или лабораторных факторов);
  • Более высокие % мозаицизма (в среднем по данным клиники или лаборатории) свидетельствуют, скорее всего, о технических артефактах, завышающих уровень мозаицизма;
  • Золотой стандарт в оценке мозаицизма на сегодня – метод NGS, однако и он требует технической отработки и стандартизации.

Литература

  • Ai, X., Shi, Y., Liu, L.-W., Xu, Y., Zhang, H., Liu, Y., Wang, J., Ding, C., Cai, B., Zhou, C., & Xu, Y. (2022). Risk factors related to chromosomal mosaicism in human blastocysts. Reproductive BioMedicine Online, 45(1), 54-62. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2022.02.016
  • Armstrong, A., Kroener, L., Miller, J., Nguyen, A., Kwan, L., & Quinn, M. (2023). The nature of embryonic mosaicism across female age spectrum: an analysis of 21,345 preimplantation genetic testing for aneuploidy cycles. F&S Reports, 4(3), 256-261. https://doi.org/10.1016/j.xfre.2023.03.008
  • Bielanska, M. (2002). Chromosomal mosaicism throughout human preimplantation development in vitro: incidence, type, and relevance to embryo outcome. Human Reproduction, 17(2), 413-419. https://doi.org/10.1093/humrep/17.2.413
  • Escudero, T., Ribustello, L., Sumarroca, M., & Munne, S. (2016). Next generation sequencing (NGS) and the rate of partial aneuploidy in preimplantation genetic screening (PGS). Fertility and Sterility, 105(2), e20-e21. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2015.12.068
  • Katz-Jaffe, M., McReynolds, S., Klerk, K., Henry, L. N., Schweitz, M., Swain, J., & Schoolcraft, W. B. (2017). Extremely low incidence of mosaicism in human blastocysts mimics occurrence in natural and IVF clincial pregnancies. Fertility and Sterility, 108, e87-e88. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2017.07.271
  • Leigh, D., Cram, D. S., Rechitsky, S., Handyside, A., Wells, D., Munne, S., Kahraman, S., Grifo, J., Katz-Jaffe, M., Rubio, C., Viotti, M., Forman, E., Xu, K., Gordon, T., Madjunkova, S., Qiao, J., Chen, Z. J., Harton, G., Gianaroli, L., . . . Kuliev, A. (2022). PGDIS position statement on the transfer of mosaic embryos 2021. Reprod Biomed Online, 45(1), 19-25. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2022.03.013
  • ESHRE Working Group on Chromosomal Mosaicism, Martine De Rycke, Antonio Capalbo, Edith Coonen, Giovanni Coticchio, Francesco Fiorentino, Veerle Goossens, Saria Mcheik, Carmen Rubio, Karen Sermon, Ioannis Sfontouris, Claudia Spits, Joris Robert Vermeesch, Nathalie Vermeulen, Dagan Wells, Filippo Zambelli, Georgia Kakourou (2022). ESHRE survey results and good practice recommendations on managing chromosomal mosaicism. https://doi.org/10.1093/hropen/hoac044
  • Tiegs, A. W., Tao, X., Zhan, Y., Whitehead, C., Kim, J., Hanson, B., Osman, E., Kim, T. J., Patounakis, G., Gutmann, J., Castelbaum, A., Seli, E., Jalas, C., & Scott, R. T., Jr. (2021). A multicenter, prospective, blinded, nonselection study evaluating the predictive value of an aneuploid diagnosis using a targeted next-generation sequencing-based preimplantation genetic testing for aneuploidy assay and impact of biopsy. Fertil Steril, 115(3), 627-637. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2020.07.052
  • Treff, R. N., Levy, B., Su, J., Northrop, E. L., Tao, X., & Scott, T. R. (2010). SNP microarray-based 24 chromosome aneuploidy screening is significantly more consistent than FISH. Molecular Human Reproduction, 16(8), 583-589. https://doi.org/10.1093/molehr/gaq039
  • Velilla, E., Escudero, T., & Munné, S. (2002). Blastomere fixation techniques and risk of misdiagnosis for preimplantation genetic diagnosis of aneuploidy. Reproductive BioMedicine Online, 4(3), 210-217. https://doi.org/10.1016/S1472-6483(10)61808-1
Наука и медицина