PGT-mt图谱

第4章 · PGT-mt基础知识

胚胎发育与活检

PGT-mt分析胚胎活检所得细胞。结果解读取决于胚胎发育阶段、活检位置，以及样本异质性对胚胎其余部分的反映程度。

阅读层次

基础

从合子到囊胚

受精后胚胎经历多个阶段。PGT项目通常采用卵胞浆内单精子注射（ICSI），将单个精子注入卵母细胞(Hyslop et al., 2025)。第1天为合子，第2–3天为含多个细胞（卵裂球）的卵裂期胚胎，第4天为致密化桑椹胚，第5–6天为囊胚(Rubens et al., 2025)。下方“植入前发育阶段”图展示顺序及活检时间。

囊胚含两个细胞谱系。滋养外胚层（TE）为围绕囊胚腔的外层细胞，形成胎盘及胚外膜。内细胞团（ICM）为一极细胞群，形成胚体。

两种活检方式

卵裂球活检（第3天）
从六至八细胞胚胎取一个（有时两个）卵裂球。例如纽卡斯尔项目采用此方法(Hyslop et al., 2025)；m.3243A>G携带者胚胎研究支持单卵裂球方案(Sallevelt et al., 2017a)。
滋养外胚层活检（第5–6天）
从囊胚取数个TE细胞，不接触ICM。同一样本可用于PGT-A(Spath et al., 2021; Hu et al., 2026)。TE活检已成为PGT总体主流方式；PGT-mt中部分中心仍检测第3天单个卵裂球(Hyslop et al., 2025)。

活检是否有代表性？

囊胚阶段前mtDNA几乎不复制，来自卵母细胞的分子在胚胎细胞间分配(Rubens et al., 2025)。比较同一胚胎不同部分的研究表明，胚胎内异质性差异小于同周期胚胎间差异(Monnot et al., 2011; Treff et al., 2012; Rubens et al., 2025; Tofilo et al., 2026)。结果接近筛选界值时，即使小差异也影响解读。一项研究中部分对照胚胎单个TE细胞差异显著，作者认为可靠估计需5–10个细胞(Rubens et al., 2025)。

此外，TE活检取未来胎盘谱系细胞，而非胎儿细胞。多项研究测得TE与ICM水平一致，是支持TE活检的主要依据，但不保证未来儿童各组织水平相同（第6章）。

临床活检与研究解剖

活检取数个胚胎细胞作植入前检测，目标是保持其余胚胎完整与存活。研究中，患者捐赠、不宜移植的胚胎被分为ICM、剩余TE或单细胞等部分，再与原始活检数据比较(Rubens et al., 2025; Tofilo et al., 2026)。比较评估活检代表性，但数据来自未移植胚胎。

活检是胚胎细胞的一份样本。同一胚胎样本间比较支持其检测价值，并不意味着全部细胞相同。

进阶

植入前胚胎中的mtDNA

胚胎从卵母细胞继承mtDNA群体。囊胚阶段前复制受抑，每次细胞分裂已有mtDNA分配至子细胞，每细胞含量约减半(Rubens et al., 2025)。细胞谱系分化时复制恢复及拷贝数调节与多能性密切相关(Facucho-Oliveira & St John, 2009)。若分配极不均，胚胎本身将有一个“瓶颈”；因此必须实验检验活检代表性(Rubens et al., 2025)。

卵裂期证据

  • Monnot等研究两名m.3243A>G携带者胚胎的70个单卵裂球：同胚胎卵裂球最大差6个百分点，组内相关系数0.994；第3天两个卵裂球与第5天全胚水平比较，16个胚胎中13个差值<7个百分点，其余3个差10–15个百分点(Monnot et al., 2011)。
  • Sallevelt等在9名m.3243A>G携带者73个胚胎的294个卵裂球中（15%界值）仅发现一个潜在的假阴性结果（0.34%），无假阳性；建议单卵裂球方案，指出取两个卵裂球降低活产率(Sallevelt et al., 2017a)。
  • m.14487T>C中，Sallevelt等发现19个胚胎中2个的卵裂球差19.4及30.6个百分点(Sallevelt et al., 2017b)。
  • Mertens等显示，中性及罕见mtDNA变异在第3天各卵裂球间已有差异（早期嵌合），而潜在致病性变异比例在第3至5天下降(Mertens et al., 2022)。
  • Tajima等研究无已知变异夫妇的3PN胚胎：其方法检出4–22%的m.8993T>G，卵裂球间差2–11个百分点，处于方法误差（−5至+6个百分点）范围内；这些数据不能用于估计生物学上的真实差异(Tajima et al., 2007)。

囊胚期证据

  • Treff等：m.3243A>G的TE水平可预测ICM水平（r² = 0.97）(Treff et al., 2012)。
  • Rubens等：112个致病性变异胚胎及28个对照；变异在第4天卵裂球及囊胚各部分均匀分布，卵裂至囊胚水平稳定；但8个对照胚胎中1个的单个TE细胞差异较大(Rubens et al., 2025)。
  • Tofilo等：一名m.14487T>C携带者的六个囊胚呈双峰分布；复温并分割后，剩余TE及ICM数值与原活检高度一致(Tofilo et al., 2026)。
  • Hu等：活检m.3250T>C为17.8%的囊胚被分为16份、每份3–5细胞；水平14.7–21.9%，均值18.2%。小型细胞样本结果变异更大，但均值与活检一致(Hu et al., 2026)。
  • 全基因组方法允许在同一活检样本开展包括mtDNA评估的不同PGT检测(Janssen et al., 2024)。

胚胎内差异的大小

单个胚胎内部栏目汇集TE活检、ICM及剩余TE配对测量，以及卵裂球配对。胚胎内离散程度通常比胚胎间小一个数量级。实际意义：数个百分点差异不改变极端值胚胎的决定，但测量接近界值时，可使胚胎跨越所选界值。

胚胎显微解剖方法的局限

细胞材料在解冻后分离，通常来自不适合临床使用的胚胎。残留细胞、碎片及透明带下材料不能等同于形成胎儿组织的细胞谱系；囊胚ICM尚非上胚层(Tofilo et al., 2026)。因此TE与ICM、TE与剩余TE比较应分别考虑，且研究样本仍小，各mtDNA变异的记录数分布不均。

活检是一种干预

活检是侵入性操作，阶段、细胞数、透明带开口方式、培养及冷冻保存等参数由各诊所及实验室确定并验证。PGT-mt无通用方案；已发表建议涉及可靠估计异质性的最少TE细胞数(Rubens et al., 2025)，及一个或两个卵裂球的选择(Sallevelt et al., 2017a)。

本阶段与活检说明仅供教学，并非实验室操作规程，也不界定活检参数。

图解与模型

示意图

植入前发育阶段

人类植入前发育及PGT-mt活检阶段：第3天取一个卵裂球，或第5–6天取数个滋养外胚层细胞。大小仅为示意。

交互图解

探索囊胚与活检样本

滋养外胚层（TE）

来源
胚胎外层细胞，在囊胚形成时（第5–6天）构成围绕囊胚腔的上皮层。
发育去向
形成胎盘及胚外膜；TE细胞不参与胎儿组织形成。
诊断意义
囊胚期活检取样TE细胞。多项研究中，TE异质性水平与ICM高度一致(Treff et al., 2012; Rubens et al., 2025; Tofilo et al., 2026)。
注意事项
一致不等于完全相同。单个TE细胞可有差异，因此活检细胞数很重要(Rubens et al., 2025)。
第5–6天囊胚：左侧为内细胞团，外围为滋养外胚层，中间为囊胚腔；数个滋养外胚层细胞经透明带开口取出进行活检。

从概念到图谱数据

  • 单个胚胎内部 →

    TE活检、ICM与剩余TE配对值及卵裂球配对——胚胎内差异的观测数据。

  • 病例 →

    已发表PGT-mt病例，注明活检阶段（第3天卵裂球或囊胚TE）。

本章参考文献 (13)

全部DOI已与PubMed核对；例外在条目旁标注。

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