CN106929595B - 一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统和方法，所述系统包括如下单元：(1)取样单元；(2)测序单元；(3)拷贝数分析单元；(4)SNP分析单元和(5)比对单元。所述系统和方法采用的单精子扩增方式与靶向PCR的方式来寻找断裂位点，操作相对简单易行，可以有效降低PCR扩增偏倚，灵敏度高，还可以同时提供胚胎非整倍体筛查与平衡易位携带状态的信息，且本发明系统和方法操作相对简单易行，成本低，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，涉及基因组序列分析领域，具体涉及一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的方法。
背景技术
医学遗传学是目前医学中最前沿的学科，也是新兴学科。是生命科学主要研究的课题。医学遗传学主要利用DNA技术来研究疾病与基因的关系。开展新型的诊断技术和治疗方法。可以从分子水平为疾病的早期诊断，预防出生缺陷、以及疑难杂症的诊断和治疗提供更高效的新型医学服务。医学遗传学的发展离不开各种技术的快速进步，尤其是近年来高通量测序技术的发展。
高通量测序技术的诞生可以说是基因组学研究领域一个具有里程碑意义的事件。该技术使得核酸测序的单碱基成本与第一代测序技术相比急剧下降，以人类基因组测序为例，上世纪末进行的人类基因组计划花费30亿美元解码了人类生命密码，而第二代测序使得人类基因组测序已进入万(美)元基因组时代。如此低廉的单碱基测序成本使得我们可以实施更多物种的基因组计划从而解密更多生物物种的基因组遗传密码。同时在已完成基因组序列测序的物种中，对该物种的其他品种进行大规模地全基因组重测序也成为可能。
高通量测序技术的发展也响应了精准医疗时代的到来，精准医疗是以个人基因组信息为基础，结合蛋白质组、代谢组等相关内环境信息，为人们量身设计出健康管理和疾病治疗方案，以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的定制医疗方式。可以确定的是，精准医学是在医学临床试验的交汇融合应用，是医学科技发展的前沿方向。在国家“精准医学研究”重点专项中强调：要系统加强精准医学研究布局，加快重大疾病防控技术突破，占据未来医学及相关产业发展主导权，重点打造我国生命健康产业发展的新驱动力。
染色体异常又分为结构异常和数目异常，染色体数目异常一般会造成明显的表型，经B超等筛查可以有效检出。而染色体结构异常的患者一般不会有表型，通常在生育下一代时因反复流产或不孕筛查而确诊。染色体结构性异常主要分为：平衡易位、罗氏易位与染色体倒位。染色体平衡易位是指两条染色体发生断裂后相互交换，仅有位置的改变，没有可见的染色体片段的增减，在人群中的发病率为0.1％-0.2％。
辅助生殖胚胎植入前遗传学诊断(PGD)是染色体结构性异常有效的治疗手段。PGD诊疗是染色体结构性异常患者临床治疗较好策略，对于平衡易位的患者，无法检测患者胚胎是否携带了遗传自亲代的平衡易位，这就导致了平衡易位携带者的患者经PGD助孕后子代中仍有平衡易位的携带者，成年后仍将面临反复流产或者原发不孕等问题。我中心PGD随访数据显示：PGD助孕后染色体平衡易位患者出生后代中约10％仍为平衡易位携带者。如何在胚胎植入前分辨患者胚胎是否携带平衡易位，阻断平衡易位垂直传递，是PGD技术面临的重大科学问题。
FISH技术应用与胚胎植入前遗传学诊断有效排查了胚胎的不平衡性，提高了染色体结构异常患者的妊娠率，但FISH操作过程比较复杂，检测位点少，只能检测几条染色体的非整倍体；每种平衡易位都需要设计专门的探针来区分平衡易位携带者与正常；该方法检测周期长，无法检测微缺失、微重复，无法进行全基因染色体非整倍性筛查，无法开展单基因遗传病胚胎植入前遗传学诊断等限制在临床的应用，每个平衡易位都需要设计特殊探针、操作方法繁琐以及检测范围受限，多中心随机对照研究发现FISH技术应用于PGS并没有有效提高患者的妊娠率。FISH技术无法对全基因组染色体进行筛查，因此对胚胎进行全基因组筛查就十分必要。
目前在胚胎植入前遗传学诊断领域内CGH可以对胚胎进行非整倍体筛查，ArrayCGH,SNP array,NGS能够覆盖整个基因组范围、操作流程较为简单，检测通量高在临床广泛采用，但这些高通量筛查方法仅能检测染色体的非平衡易位：即染色体片段的缺失或重复；SNP array的方法较CGH位点多，覆盖度好，可以较好的进行胚胎非整倍体的筛查，亦有少量报道采用SNP array进行连锁分析进行胚胎携带状态诊断，但是无法确定易位位点，在没有易位胚胎不平衡胚胎形成的情况下，无法进行胚胎携带状态的诊断。因此CGH与SNP array临床应用于胚胎易位携带状态筛查具有一定局限性。
目前有报道对平衡易位携带者进行区分采用的方式为Mate-pair文库的策略来获得断裂点，此方法建库难度相对更高，在获得具体的断裂点位置时还要经过大量的PCR后采用一代测序验证，费用高、耗时长。亦有报道采用显微切割的方式来进行平衡易位断裂点的获得，该方法操作需要显微切割仪器，显微切割的片段还要进行纯化后才可进行后续扩增实验，该法技术难度较大，过程较为繁琐，成功率相对较低。
除上述技术上的缺陷，以上检测技术都不能精准的确定胚胎平衡易位携带/不携带的状态。因此，本领域迫切需要开发一种能够更有效综合鉴定胚胎平衡易位携带/不携带的方法，提高判断平衡易位的精准性。
发明内容
针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统和方法，所述系统和方法采用的单精子扩增方式与靶向PCR的方式来寻找断裂位点，操作相对简单易行，可以有效降低PCR扩增偏倚，灵敏度高，还可以同时提供胚胎非整倍体筛查与平衡易位携带状态的信息。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统，包括如下单元：
(1)取样单元：获取胚胎待测样本、父方精液和母方DNA；
(2)测序单元：从父方获得的精液中挑选单精子，进行扩增，构建文库后测序；
(3)拷贝数分析单元：对测序结果进行染色体拷贝数(CNV)分析，初步确定染色体易位位置；
(4)SNP分析单元：对染色体易位位置及周围位置进行SNP分析，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型；
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析；
(6)比对单元：对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态。
根据本发明，步骤(1)所述的待测样本为胚胎的活检细胞，所述活检细胞为胚胎发育到卵裂球时期或囊胚时期取下的外胚层细胞，所述外胚层细胞可以是1个也可以是多个滋养外胚层细胞。
根据本发明，所述母方DNA为能够提取DNA的任何人源样本都是可行的，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实验需要进行提取，本发明的母方DNA选取来自外周血、淋巴液或口腔黏膜细胞中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明，步骤(2)所述挑选单精子的数量为15-30个，例如可以是15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个或30个，优选为18-25个，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(2)所述的扩增为单细胞扩增，通过单细胞扩增对活检细胞中的微量核酸进行扩增，以获得更多的核酸用于后续分析。
根据本发明，所述单细胞扩增为能够进行单细胞扩增的方法都是可行的，在此不做特性限定，本领域技术人员可以根据实验需要进行选择，本发明采用扩增前引物延伸PCR(Primer extension preamplification PCR,PEP-PCR)、退变寡核苷酸引物PCR(Degenerate oligonucleotide primer-PCR,DOP-PCR)、多重置换扩增技术(MultipleDisplacement Amplification,MDA)或多次退火环状循环扩增技术(Multiple Annealingand Looping Based Amplification Cycles,MALBAC)中的任意一种或至少两种的组合，优选为多次退火环状循环扩增技术。
根据本发明，步骤(2)所述的测序将扩增后的样本进行文库构建后，采用高通量测序平台进行测序，所述高通量测序平台为第二代测序平台，本领域的第二代测序平台都是可行的，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择，本发明可采用Illumina公司的GA、GAII、GAIIx、HiSeq1000/2000/2500/3000/4000、X Ten、X Five、NextSeq500/550、MiSeq、MiSeqDx、MiSeq FGx、MiniSeq、NovaSeq 5000/6000；AppliedBiosystems的SOLiD，Roche的454 FLX，Thermo Fisher Scientific(Life Technologies)的Ion Torrent、Ion PGM、Ion Proton I/II，华大基因的BGISEQ1000、BGISEQ500、BGISEQ100、BGISEQ50，博奥生物集团的BioelectronSeq 4000，中山大学达安基因股份有限公司的DA8600，贝瑞和康的NextSeq CN500，紫鑫药业旗下子公司中科紫鑫的BIGIS，华因康基因HYK-PSTAR-IIA中的任意一种，本发明优选采用Illumina公司的HiSeq2500高通量测序平台。
优选地，所述测序类型为单端测序和/或双端测序，优选为单端测序。
根据本发明，所述测序的长度为不小于30bp，例如可以是是30bp、40bp、50bp、80bp、100bp、150bp、300bp、500bp，优选为50bp，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述测序的深度为不小于基因组的0.1倍，例如可以是是0.1倍、0.5倍、1倍、2倍、5倍、10倍、30倍、50倍、100倍，优选为基因组的0.1倍，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，本发明中测序采用MALBAC单细胞扩增方法，Illumina公司的HiSeq2500高通量测序平台，测序类型为单端测序，测序长度50bp，测序深度为基因组的0.1倍。
根据本发明，步骤(4)所述的周围位置为染色体易位位置1-5M内的位点，例如可以是1M、2M、3M、4M或5M，优选为染色体易位位置1-3M内的位点，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述周围位置的SNP数量一般检测30个以上，每个胚胎上的可用位点约占1/3，10个以上可用位点就可以确定单倍型连锁关系，本发明中所述SNP的数量为10-500，例如可以是10、20、30、40、50、60、80、100、120、130、150、200、250、300、350、400、450、500，优选为30-100，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述SNP分析的方法为本领域公知的方法，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择，本发明采用设计探针芯片捕获测序、设计引物对扩增子进行一代测序或设计引物对扩增子进行二代测序中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明，步骤(4)所述获得正常染色体的单倍型的具体步骤为：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，发生易位的单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型。
根据本发明，步骤(5)母方的染色体相应的易位位置及周围位置的SNP为纯合子。
根据本发明，步骤(6)所述确定胚胎平衡易位携带状态的具体步骤如下：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，若一致，为正常胚胎，若不一致，为携带者胚胎。
第二方面，本发明提供一种用于非诊断目的的胚胎平衡易位携带状态的检测方法，采用如第一方面所述的系统，包括如下步骤：
(1)获取胚胎待测样本、父方精液和母方DNA；
(2)从父方获得的精液中挑选单精子，进行扩增，构建文库后测序；
(3)对测序结果进行染色体拷贝数(CNV)分析，初步确定染色体易位位置；
(4)对染色体易位位置及周围位置进行SNP分析，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型；
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析；
(6)对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态。
根据本发明，步骤(1)所述的待测样本为胚胎的活检细胞，所述活检细胞为胚胎发育到卵裂球时期或囊胚时期取下的外胚层细胞，所述外胚层细胞可以是1个也可以是多个滋养外胚层细胞。
根据本发明，所述母方DNA为能够提取DNA的任何人源样本都是可行的，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据实验需要进行提取，本发明的母方DNA选取来自外周血、淋巴液或口腔黏膜细胞中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明，步骤(2)所述挑选单精子的数量为15-30个，例如可以是15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个或30个，优选为18-25个，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，步骤(2)所述的扩增为单细胞扩增，通过单细胞扩增对活检细胞中的微量核酸进行扩增，以获得更多的核酸用于后续分析。
根据本发明，所述单细胞扩增为能够进行单细胞扩增的方法都是可行的，在此不做特性限定，本领域技术人员可以根据实验需要进行选择，本发明采用扩增前引物延伸PCR(Primer extension preamplification PCR,PEP-PCR)、退变寡核苷酸引物PCR(Degenerate oligonucleotide primer-PCR,DOP-PCR)、多重置换扩增技术(MultipleDisplacement Amplification,MDA)或多次退火环状循环扩增技术(Multiple Annealingand Looping Based Amplification Cycles,MALBAC)中的任意一种或至少两种的组合，优选为多次退火环状循环扩增技术。
根据本发明，步骤(2)所述的测序将扩增后的样本进行文库构建后，采用高通量测序平台进行测序，所述高通量测序平台为第二代测序平台，本领域的第二代测序平台都是可行的，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择，本发明可采用Illumina公司的GA、GAII、GAIIx、HiSeq1000/2000/2500/3000/4000、X Ten、X Five、NextSeq500/550、MiSeq、MiSeqDx、MiSeq FGx、MiniSeq、NovaSeq 5000/6000；AppliedBiosystems的SOLiD，Roche的454FLX，Thermo Fisher Scientific(Life Technologies)的Ion Torrent、Ion PGM、Ion Proton I/II，华大基因的BGISEQ1000、BGISEQ500、BGISEQ100、BGISEQ50，博奥生物集团的BioelectronSeq 4000，中山大学达安基因股份有限公司的DA8600，贝瑞和康的NextSeq CN500，紫鑫药业旗下子公司中科紫鑫的BIGIS，华因康基因HYK-PSTAR-IIA中的任意一种，本发明优选采用Illumina公司的HiSeq2500高通量测序平台。
优选地，所述测序类型为单端测序和/或双端测序，优选为单端测序。
根据本发明，所述测序的长度为不小于30bp，例如可以是是30bp、40bp、50bp、80bp、100bp、150bp、300bp、500bp，优选为50bp，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述测序的深度为不小于基因组的0.1倍，例如可以是是0.1倍、0.5倍、1倍、2倍、5倍、10倍、30倍、50倍、100倍，优选为基因组的0.1倍，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，本发明中测序采用MALBAC单细胞扩增方法，Illumina公司的HiSeq2500高通量测序平台，测序类型为单端测序，测序长度50bp，测序深度为基因组的0.1倍。
根据本发明，步骤(4)所述的周围位置为染色体易位位置1-5M内的位点，例如可以是1M、2M、3M、4M或5M，优选为染色体易位位置1-3M内的位点，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述周围位置的SNP数量一般检测30个以上，每个胚胎上的可用位点约占1/3,10个以上可用位点就可以确定单倍型连锁关系，本发明中所述SNP的数量为10-500，例如可以是10、20、30、40、50、60、80、100、120、130、150、200、250、300、350、400、450、500，优选为30-100，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
根据本发明，所述SNP分析的方法为本领域公知的方法，在此不做特殊限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择，本发明采用设计探针芯片捕获测序、设计引物对扩增子进行一代测序或设计引物对扩增子进行二代测序中的任意一种或至少两种的组合。
根据本发明，步骤(4)所述获得正常染色体的单倍型的具体步骤为：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，发生易位的单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型。
根据本发明，步骤(5)母方的染色体相应的易位位置及周围位置的SNP为纯合子。
根据本发明，步骤(6)所述确定胚胎平衡易位携带状态的具体步骤如下：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，若一致，为正常胚胎，若不一致，为携带者胚胎。
作为优选技术方案，所述胚胎平衡易位携带状态的检测方法包括如下步骤：
(1)获取胚胎的活检细胞、父方精液和母方DNA；
(2)从父方获得的精液中挑选15-30个单精子，进行多次退火环状循环扩增，构建文库后采用高通量测序平台进行测序；
(3)对测序结果进行染色体拷贝数分析，初步确定染色体易位位置：通过染色体拷贝数分析，染色体重复或缺失的位置，初步判断为染色体易位位置；
(4)对染色体易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，接受易位的2倍体单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型；
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析；
(6)对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，若一致，为正常胚胎，若不一致，为携带者胚胎。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明系统和方法采用的单精子扩增方式与靶向PCR的方式来寻找断裂位点，能够将断裂点位置精确到200kb-500kb，可以有效降低PCR扩增偏倚，灵敏度高；
(2)本发明系统和方法可同时做胚胎染色体非整倍体的筛选以及平衡易位断裂位点附近2M区域内SNP位点的挖掘，可以同时提供胚胎非整倍体筛查与平衡易位携带状态的信息，同时确定易位位置和胚胎非整倍性；
(3)本发明系统和方法操作相对简单易行，成本低，易于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例1中的样本6_2_MAL_CNV的CNV分析；
图2是本发明实施例1中的样本12_2_MAL_CNV的CNV分析；
图3是本发明实施例1中的样本13_2_MAL_CNV的CNV分析；
图4是本发明实施例1中的样本17_2_MAL_CNV的CNV分析；
图5是本发明实施例1中的胚胎的CNV分析。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
实施例1 鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统
所述鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统，包括如下单元：
(1)取样单元：获取胚胎的活检细胞、父方精液和母方DNA；
(2)测序单元：从父方获得的精液中挑选15-30个单精子，进行多次退火环状循环扩增，构建文库后采用高通量测序平台进行测序；
(3)拷贝数分析单元：对测序结果进行染色体拷贝数分析，初步确定染色体易位位置：通过染色体拷贝数分析，染色体重复或缺失的位置，初步判断为染色体易位位置；
(4)SNP分析单元：对染色体易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，接受易位的2倍体单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型；
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析；
(6)比对单元：对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，若一致，为正常胚胎，若不一致，为携带者胚胎。
实施例2 胚胎平衡易位携带状态的检测
所述鉴定胚胎平衡易位携带状态的方法包括如下步骤：
(1)获取胚胎的活检细胞、父方精液和母方DNA，父方的染色体为：46,XY,t(9,21)(q24,q22.1)；
(2)从父方获得的精液中挑选15-30个单精子，进行多次退火环状循环扩增，构建文库后采用高通量测序平台进行测序，其中样本6、、12、13和17为四个单精子样本，其结果如图1-4和表1所示：
表1
| 样本名称 | 样本条形码 | 检测结果 |
| 6 | 6_2_MAL_CNV | 22,Y,+9(p24.1→qter,～119M,×0),-21(p11.2→q21.1,～14M,×2) |
| 12 | 12_2_MAL_CNV | 22,Y,+9p(pter→p24.1,～9M,×2),-21q(q21.1→p24.1,～28M,×0) |
| 13 | 13_2_MAL_CNV | 22,Y,+9p(pter→p24.1,～9M,×2),-21q(q21.1→p24.1,～28M,×0) |
| 17 | 17_2_MAL_CNV | 22,Y,+9(p24.1→qter,～119M,×0),-21(p11.2→q21.1,～14M,×2) |
(3)对测序结果进行染色体拷贝数分析，初步确定染色体易位位置：通过染色体拷贝数分析，染色体重复或缺失的位置，初步判断为染色体易位位置为chr21，精确度在500kb左右；
(4)对染色体易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，结果如表2所示，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，接受易位的2倍体单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型；
表2
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析；
(6)对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置1-5M内进行SNP分析，结果如表3所示，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，其CNV的结果如图5所示，其减去母本的SNP后与正常chr21一致，为正常胚胎。
表3
综上所述，本发明方法可同时做胚胎染色体非整倍体的筛选以及平衡易位断裂位点附近2M区域内SNP位点的挖掘，可以同时提供胚胎非整倍体筛查与平衡易位携带状态诊断的信息，同时确定易位位置和胚胎非整倍性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (24)
1.一种鉴定胚胎平衡易位携带状态的系统，其特征在于，包括如下单元：
(1)取样单元：获取胚胎待测样本、父方精液和母方DNA；
(2)测序单元：从父方获得的精液中挑选单精子，进行扩增，构建文库后测序；
(3)拷贝数分析单元：对测序结果进行染色体拷贝数分析，初步确定染色体易位位置；
(4)SNP分析单元：对染色体易位位置及周围位置进行SNP分析，通过多个单精子的比较，获得正常单精子的单倍型；
(5)对母方的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析；
(6)比对单元：对待测样本的胚胎的染色体相应的易位位置及周围位置进行SNP分析，将分析的结果与正常的单精子单倍型以及母方的SNP信息进行比对，确定胚胎平衡易位携带状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(1)所述的待测样本为胚胎的活检细胞。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述活检细胞为胚胎发育到卵裂球时期或囊胚时期取下的外胚层细胞。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(2)所述挑选单精子的数量为15-30个。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，步骤(2)所述挑选单精子的数量为18-25个。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(2)所述的扩增为单细胞扩增。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述单细胞扩增为扩增前引物延伸PCR、退变寡核苷酸引物PCR、多重置换扩增技术或多次退火环状循环扩增技术中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述单细胞扩增为多次退火环状循环扩增技术。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(2)所述的测序采用高通量测序平台进行测序。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述测序类型为单端测序和/或双端测序。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述测序类型为单端测序。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测序的长度为不小于30bp。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述测序的长度为50bp。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测序的深度为不小于基因组的0.1倍。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述测序的深度为基因组的0.1倍。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的系统，其特征在于，步骤(3)所述的初步确定异常的染色体易位位置的具体步骤为：通过染色体拷贝数分析，染色体重复或缺失的位置，初步判断为染色体易位位置。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的系统，其特征在于，步骤(4)所述的周围位置为染色体易位位置1-5M内的位点。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，步骤(4)所述的周围位置为染色体易位位置1-3M内的位点。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述周围位置的SNP数量为10-500。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述周围位置的SNP数量为30-100。
21.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SNP分析的方法为设计探针芯片捕获测序、设计引物对扩增子进行一代测序或设计引物对扩增子进行二代测序中的任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(4)所述获得正常染色体的单倍型的具体步骤为：将具有染色体重复或缺失的单精子进行比较，发生易位的单精子的SNP减去易位缺失的单精子的SNP，确定正常单精子的单倍型。
23.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(5)母方的染色体相应的易位位置及周围位置的SNP为纯合子。
24.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤(6)所述确定胚胎平衡易位携带状态的具体步骤如下：将待测样本的胚胎的SNP减去母方的SNP后获得的单倍型SNP与正常单精子单倍型进行比较，若一致，为正常胚胎，若不一致，为携带者胚胎。
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