Атлас ПГТ-мт

Глава 5 · Основы ПГТ-мт

Как выполняется ПГТ-мт

ПГТ-мт — не один анализ, а последовательность клинических и лабораторных шагов. Ниже описан полный путь в общих чертах; конкретные методы и критерии определяет валидация в каждой лаборатории.

Уровень изложения

Основное

ПГТ-мт технологически близко к ПГТ-М: в обоих случаях используют биоптат эмбриона для изучения последовательности ДНК. Но логика различается: ПГТ-М определяет, унаследовал ли эмбрион вариант ядерного гена, а ПГТ-мт оценивает уровень гетероплазмии мтДНК. Поэтому результат ПГТ-мт — процент, и эмбрионы ранжируют по мутационной нагрузке (Smeets et al., 2023).

  1. Семья
    • 01 Выявление патогенного варианта в семье
    • 02 Генетическое консультирование
  2. Цикл ВРТ
    • 03 Цикл ВРТ
    • 04 Биопсия эмбриона
  3. Лаборатория
    • 05 Подготовка образца
    • 06 Количественное определение гетероплазмии
    • 07 Контроль качества
  4. Решение
    • 08 Совместная оценка с ПГТ-А
    • 09 Интерпретация и решение о переносе
  5. Беременность и ребёнок
    • 10 Пренатальная диагностика и наблюдение
Пять этапов пути; номера соответствуют шагам ниже.
  1. Выявление патогенного варианта в семье

    Диагноз у пробанда, подтверждение патогенности варианта и измерение гетероплазмии в тканях носительницы (Mavraki et al., 2023).

  2. Генетическое консультирование

    Обсуждение всех репродуктивных возможностей — пренатальной диагностики, ПГТ-мт, донорских ооцитов, митохондриальной донации там, где она разрешена, — и ожидаемых шансов (Smeets et al., 2023; Castelluccio et al., 2025).

  3. Цикл ВРТ

    Стимуляция яичников, получение ооцитов, оплодотворение (обычно ИКСИ) и культивирование эмбрионов (Hyslop et al., 2025; Mayeur et al., 2023).

  4. Биопсия эмбриона

    Бластомер на 3-й день или несколько клеток ТЭ на 5–6-й день (глава 4).

  5. Подготовка образца

    Лизис клеток; анализ напрямую или после полногеномной амплификации WGA (Whole-genome amplification), если тот же образец нужен для ПГТ-А и других исследований (Spath et al., 2021).

  6. Количественное определение гетероплазмии

    Таргетная ПЦР с рестрикцией, пиросеквенирование, ARMS-qPCR, ddPCR, таргетное или полногеномное секвенирование — в зависимости от валидации лаборатории.

  7. Контроль качества

    Для верификации точности метода используют искусственно созданные смеси ДНК с точно заданным соотношением дикого и мутантного типов (например, 1%, 5%, 10% и т. д.). Это позволяет построить калибровочную кривую и убедиться, что метод правильно измеряет долю мутантной мтДНК во всём диапазоне 0–100% (Mavraki et al., 2023).

  8. Совместная оценка с ПГТ-А

    Если выполняется ПГТ-А, эмбрион оценивают одновременно по мутационной нагрузке и по хромосомному набору; подробнее — в главе 6 (Spath et al., 2021; Hanson & Seli, 2021).

  9. Интерпретация и решение о переносе

    Ранжирование эмбрионов и обсуждение с семьёй; граница выбирается и обосновывается для конкретного варианта (глава 6).

  10. Пренатальная диагностика и наблюдение

    После переноса обсуждают контрольную пренатальную диагностику и постнатальное наблюдение (Steffann et al., 2021; Rubens et al., 2025).

Это образовательное описание технологии, а не клинический протокол. Здесь не задаются параметры биопсии, лабораторные условия и критерии отбора: их определяет и валидирует каждая клиника и лаборатория.

Углублённо

1. Выявление патогенного варианта мтДНК в семье

Отправная точка — установленный молекулярный диагноз. Современная диагностика всё чаще начинается с геномного анализа ДНК крови и/или мочи; при необходимости исследуют мышцу (Mavraki et al., 2023). Для планирования ПГТ-мт важны: точное обозначение варианта, доказательства его патогенности, уровни гетероплазмии в доступных тканях носительницы и семейный анамнез по материнской линии. При варианте неопределённого клинического значения решение о ПГТ-мт требует особого обоснования.

2. Консультирование и оценка репродуктивных возможностей

Варианты включают естественное зачатие с пренатальной диагностикой, ПГТ-мт, донорские ооциты, митохондриальную донацию (перенос ядерного материала, например веретена деления ооцита или пронуклеусов зиготы) там, где она разрешена, и отказ от генетического родства (Smeets et al., 2023; Castelluccio et al., 2025; Steffann, 2025). В программе Newcastle выбор между ПГТ и митохондриальной донацией основывали на ожидаемой вероятности получить эмбрион с низкой гетероплазмией (Hyslop et al., 2025; McFarland et al., 2025; Pickett et al., 2019). Математическое моделирование позволяет оценить риск и шансы до стимуляции (Ji et al., 2023). Этические аспекты ПГТ-мт — остаточный риск, выбор приемлемого уровня гетероплазмии, информированное согласие — обсуждаются отдельно (Bredenoord et al., 2009).

3. Получение ооцитов и эмбрионов

Цикл ВРТ включает стимуляцию яичников, пункцию фолликулов, оплодотворение — в программах ПГТ обычно методом ИКСИ — и культивирование эмбрионов до стадии биопсии (Hyslop et al., 2025). Ответ яичников на стимуляцию, исходы и наблюдение у носительниц описаны во французской когорте (Mayeur et al., 2023). Число эмбрионов, доступных для анализа, — главный практический ограничитель.

4. Биопсия эмбриона

Биопсия выполняется на стадии дробления (один бластомер) или бластоцисты (несколько клеток ТЭ); преимущества и ограничения обоих подходов разобраны в главе 4. При биопсии ТЭ эмбрионы нередко криоконсервируют до получения результата и переносят после размораживания.

5. Подготовка образца и WGA

Биоптат, состоящий всего из нескольких клеток, содержит крайне малое количество исходной ДНК. Анализ можно выполнить непосредственно на лизате (таргетная амплификация участка с вариантом) или после полногеномной амплификации WGA (Whole-genome amplification), которая даёт материал для нескольких анализов, включая ПГТ-А. WGA может искажать соотношение аллелей и добавлять фоновые ошибки; поэтому линейность, предел обнаружения и уровень шума после WGA валидируют отдельно (Spath et al., 2021; Xia et al., 2024; Hu et al., 2026).

6. Количественное определение гетероплазмии

ПЦР с рестрикционным анализом
вариант создаёт или разрушает сайт рестрикции; доли оценивают по продуктам расщепления. Применялась, например, в крупной серии эмбрионов из Франции (Rubens et al., 2025).
Пиросеквенирование
количественное секвенирование короткого участка; имеет ограничения при очень низкой доле варианта (Mizuguchi et al., 2025; Hyslop et al., 2025).
ARMS-qPCR
аллель-специфичная количественная ПЦР (Mitalipov et al., 2014).
Цифровая капельная ПЦР (ddPCR)
абсолютный подсчёт молекул с вариантом и без него в тысячах капель; применялась для оценки остаточной мтДНК после переноса ядра (Tytgat et al., 2021).
Таргетное NGS
глубокое секвенирование участка мтДНК, совместимое с ПГТ-А на том же образце (Spath et al., 2021; Tofilo et al., 2026).
Полногеномное секвенирование
один анализ для ПГТ-М, ПГТ-А и мтДНК (Janssen et al., 2024; Xia et al., 2024).

Это альтернативные подходы, а не ступени одной процедуры. Ни один метод не является «лучшим» сам по себе: выбор определяется валидацией в конкретной лаборатории для конкретного варианта и типа образца (Mavraki et al., 2023).

7. Контроль качества, предел обнаружения и аналитическая точность

Лаборатория должна показать линейность во всём диапазоне 0–100% на смесях известного состава, установить предел обнаружения и количественного определения, оценить воспроизводимость на повторных измерениях и использовать положительные и отрицательные контроли (Mavraki et al., 2023). Для образцов из нескольких клеток важны контроль контаминации и выпадения аллелей. Результат «вариант не выявлен» означает «ниже предела обнаружения данного метода», а не «0%».

8. Совместная оценка с ПГТ-А

Низкая нагрузка сама по себе не делает эмбрион пригодным для переноса. В работе Spath и соавт. половина исследованных эмбрионов (16 из 33) оказалась анеуплоидной (Spath et al., 2021); частота анеуплоидий растёт с возрастом женщины (Volodyaev et al., 2025). Одновременная оценка мтДНК и анеуплоидии стала возможной с внедрением NGS и была сформулирована как самостоятельная клиническая задача (Spath et al., 2021; Hanson & Seli, 2021). Как эти два критерия совмещаются количественно, показывает раздел Совместная модель ПГТ-мт и ПГТ-А.

9. Интерпретация и обсуждение переноса

Эмбрионы ранжируют по мутационной нагрузке; при отсутствии эмбриона без выявляемого варианта рассматривают эмбрион с наименьшей доступной нагрузкой. Границу программа выбирает заранее и обосновывает: например, в Newcastle для переноса предпочитали эмбрионы с гетероплазмией ниже 30% по одному бластомеру 3-го дня (Hyslop et al., 2025). Решение принимается вместе с семьёй с учётом остаточного риска (глава 6).

10. Пренатальная диагностика и постнатальное наблюдение

После переноса рекомендуют обсуждать контрольную пренатальную диагностику (Rubens et al., 2025). Её информативность зависит от диагностируемого патогенного варианта, исследуемой ткани (ворсины хориона, амниоциты) и срока беременности. Ворсины хориона менее надёжны из-за неоднородности плаценты, анализ амниоцитов надёжен на любом сроке (Steffann et al., 2021). Постнатальные измерения сообщают с указанием ткани, возраста ребёнка и метода — иначе их нельзя сопоставить с результатом ПГТ-мт.

Описание не является клинической SOP. Универсальных параметров биопсии, лабораторных условий и критериев отбора нет; каждый элемент пути определяется локальной валидацией и регуляторными требованиями.

От понятий к данным атласа

Источники главы (22)

DOI всех источников сверены с записями PubMed; исключения отмечены у записи.

  1. Smeets HJM, Sallevelt SCEH, Herbert M (2023). Reproductive options in mitochondrial disease. Handb Clin Neurol 194:207–228. doi:10.1016/B978-0-12-821751-1.00004-X · PMID 36813314
  2. Mavraki E, Labrum R, Sergeant K, et al. (2023). Genetic testing for mitochondrial disease: the United Kingdom best practice guidelines. Eur J Hum Genet 31:148–163. doi:10.1038/s41431-022-01249-w · PMID 36513735
  3. Castelluccio N, Spath K, Li D, et al. (2025). Genetic and reproductive strategies to prevent mitochondrial diseases. Hum Reprod Update 31:269–306. doi:10.1093/humupd/dmaf004 · PMID 40085924
  4. Hyslop LA, Blakely EL, Aushev M, et al. (2025). Mitochondrial donation and preimplantation genetic testing for mtDNA disease. N Engl J Med 393:438–449. doi:10.1056/NEJMoa2415539 · PMID 40673696
  5. Mayeur A, Benaloun E, Benguigui J, et al. (2023). Preimplantation genetic testing for mitochondrial DNA mutation: ovarian response to stimulation, outcomes and follow-up. Reprod Biomed Online 47:61–69. doi:10.1016/j.rbmo.2023.02.010 · PMID 37202317
  6. Spath K, Babariya D, Konstantinidis M, et al. (2021). Clinical application of sequencing-based methods for parallel preimplantation genetic testing for mitochondrial DNA disease and aneuploidy. Fertil Steril 115:1521–1532. doi:10.1016/j.fertnstert.2021.01.026 · PMID 33745725
  7. Hanson BM, Seli E (2021). Preimplantation genetic testing to evaluate for mitochondrial deoxyribonucleic acid disease and aneuploidy: a two-birds-with-one-stone approach. Fertil Steril 115:1439–1440. doi:10.1016/j.fertnstert.2021.03.006 · PMID 33795137
  8. Steffann J, Monnot S, Magen M, et al. (2021). A retrospective study on the efficacy of prenatal diagnosis for pregnancies at risk of mitochondrial DNA disorders. Genet Med 23:720–731. doi:10.1038/s41436-020-01043-3 · PMID 33303968
  9. Rubens P, Mayeur A, Chatzovoulou K, et al. (2025). Profiling mitochondrial DNA variant segregation during human preimplantation development: a prerequisite to preimplantation genetic testing for mitochondrial DNA-related disorders. Hum Reprod 40:956–961. doi:10.1093/humrep/deaf050 · PMID 40174913
  10. Steffann J (2025). Advances in preventing transmission of mitochondrial DNA diseases. N Engl J Med 393:503–507. doi:10.1056/NEJMe2507755 · PMID 40673570
  11. McFarland R, Hyslop LA, Feeney C, et al. (2025). Mitochondrial donation in a reproductive care pathway for mtDNA disease. N Engl J Med 393:461–468. doi:10.1056/NEJMoa2503658 · PMID 40689593
  12. Pickett SJ, Blain A, Ng YS, et al. (2019). Mitochondrial donation — which women could benefit?. N Engl J Med 380:1971–1972. doi:10.1056/NEJMc1808565 · PMID 31091381
  13. Ji D, Zhang N, Zou W, et al. (2023). Modeling-based prediction tools for preimplantation genetic testing of mitochondrial DNA diseases: estimating symptomatic thresholds, risk, and chance of success. J Assist Reprod Genet 40:2185–2196. doi:10.1007/s10815-023-02880-2 · PMID 37439868
  14. Bredenoord A, Dondorp W, Pennings G, et al. (2009). Preimplantation genetic diagnosis for mitochondrial DNA disorders: ethical guidance for clinical practice. Eur J Hum Genet 17:1550–1559. doi:10.1038/ejhg.2009.88 · PMID 19471315
  15. Xia Y, Katz M, Chandramohan D, et al. (2024). The first clinical validation of whole-genome screening on standard trophectoderm biopsies of preimplantation embryos. F S Rep 5:63–71. doi:10.1016/j.xfre.2024.01.001 · PMID 38524212
  16. Hu X, Zhang Y, Wan Z, et al. (2026). Successful live birth after preimplantation genetic testing for combined nuclear RNASEH2C and mitochondrial MT-TL1 variants. J Assist Reprod Genet. doi:10.1007/s10815-026-04041-7 · PMID 42821212
  17. Mizuguchi Y, Sueoka K, Sato S, Tanaka M (2025). Successful birth after preimplantation genetic testing for rare mitochondrial DNA mutation m.10197G>A. Hum Genome Var 12:7. doi:10.1038/s41439-025-00311-5 · PMID 40164591
  18. Mitalipov S, Amato P, Parry S, Falk MJ (2014). Limitations of preimplantation genetic diagnosis for mitochondrial DNA diseases. Cell Rep 7:935–937. doi:10.1016/j.celrep.2014.05.004 · PMID 24856294
  19. Tytgat O, Tang MX, van Snippenberg W, et al. (2021). Digital polymerase chain reaction for assessment of mutant mitochondrial carry-over after nuclear transfer for in vitro fertilization. Clin Chem 67:968–976. doi:10.1093/clinchem/hvab021 · PMID 33822904
  20. Tofilo M, Volodyaev I, Tretiakov E, et al. (2026). Concordant mtDNA heteroplasmy between trophectoderm and inner cell mass supports blastocyst-stage PGT-mt for m.14487T>C. J Assist Reprod Genet. doi:10.1007/s10815-026-04012-y · PMID 42649365
  21. Janssen AEJ, Koeck RM, Essers R, et al. (2024). Clinical-grade whole genome sequencing-based haplarithmisis enables all forms of preimplantation genetic testing. Nat Commun 15:7164. doi:10.1038/s41467-024-51508-1 · PMID 39223156
  22. Volodyaev I, Ivanova A, Korchivaia E, et al. (2025). The chromosomal challenge of human embryos: prevalence of aneuploidy and mosaicism. F S Rev 6:100082. doi:10.1016/j.xfnr.2024.100082 DOI по издательскому PDF; в PubMed не найден

Библиография →