辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）的迅速发展给全世界近百万个家庭带来了福音，胚胎植入前基因检测（pre-implantation genetic testing，PGT）已成为提高妊娠成功率最有价值的手段之一。

1968年，Edwards和Gardner首先进行了兔子的胚胎活检，人类的植入前遗传学诊断(preimplantation genetic diagnosis, PGD)始于20世纪80年代中期的英国，最初只是确定性别以避免X连锁疾病遗传^［1］。1989年，Handyside报道了第1例运用PGD技术后出生未受影响的儿童，至2006年已有超过15 000篇关于PGD的文献报道。目前PGD的适应证已经明确，但植入前遗传学筛查（pre-implantation genetic screening for aneuploigy，PGS）仍存在一些争议^［2］。1993年首次发表了PGS成功的报道，在体外受精（in vitro fertilization, IVF）第3日对胚胎活检，通过荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）技术识别女性胚胎以避免X连锁疾病遗传^［3］。2017年，国际不孕不育和生育护理词汇表建议^［4］，上述相应技术统称为PGT：PGD称为单基因/单基因缺陷的PGT（PGT-M），PGS称为非整倍体的PGT（PGT-A），PGS易位称为用于染色体结构重排的PGT（PGT-SR）。PGT能安全、有效地将产前诊断时间节点提前到胚胎植入前，降低流产率，提高IVF的胚胎种植率和妊娠成功率，减少出生缺陷。

PGD是通过体外受精, 在胚胎移植前检测特定的突变以及非平衡染色体异常是否传递到卵子或胚胎，主要适用于父母携带基因突变或染色体平衡易位,即夫妇一方染色体异常，单基因遗传病、性连锁遗传病、非整倍体筛查，还可应用于HLA配型、迟发型疾病, 肿瘤倾向, 遗传性心脏病, 早发型阿尔兹海默症等。PGS主要适用于高龄女性^［5］，染色体正常的夫妇出现复发性流产、反复种植失败^［6］、严重的男方不育，如精子基因组衰减，包括染色体碎片化增加, 染色质分散, 非整倍体率增加等。综合考虑患者胚胎非整倍体的发生率和可用于移植的胚胎数,故适宜人群的选择包括排除了子宫内膜容受性的影响^［7］，可移植胚胎数较多但染色体异常发生率较高的患者。

早期PGS技术采用第3日卵裂球活检结合FISH技术，但效果不佳,甚至因为PGS导致胚胎异常而遗弃，降低了妊娠率及活产率。之后采用第5日、第6日（D5/D6）囊胚滋养外胚层细胞（trophectoderm，TE）活检，以及采用基因芯片或者其他技术进行全染色体筛查，临床效果显著。

PGT的每项技术手段各有其优缺点和特定的适用范围，除全基因组扩增(whole genome amplification，WGA)以及比较基因组杂交(comparative genomic hybridization，CGH)外，聚合酶链反应(polymerasechain reaction, PCR)检测单基因疾病用时短、成本低，但检测位点有限、扩增效率低；FISH检测染色体非整倍性结果直观清晰，但漏检率高；单细胞基因组测序以及基因芯片技术(single nucleotide polymorphism，SNP)检测染色体分辨率高，但基因芯片制作成本高、难度大；高通量测序或新一代测序(next generation sequencing，NGS)则具有通量大、精确度高、信息量大、成本低等显著优势，将成为PGT的强有力检测手段。而确定其妊娠结局是否提高的正确统计学方法是使用意愿治疗分析(intention-to-treat analysis, ITT), 即妊娠率的计算应使用“刺激周期数”而非“移植胚胎数”。

最近的研究表明，健康整倍体活产与嵌合体胚胎移植相关，移植胚胎中的TE嵌合程度可预测持续妊娠和流产率。Kushnir等^［8］用PGS检测143个嵌合体胚胎，并与1045个整倍体胚胎对照，对TE进行高分辨率NGS和嵌合百分比的测定，结果显示，与嵌合体胚胎移植相比，整倍体胚胎移植的持续妊娠率更高（63.3% vs 39.2%），流产率更低（10.2% vs 24.3%）。然而，在非整倍体的嵌合体胚胎移植中，持续妊娠率或流产率没有显著差异。TE活检可预测整倍体和嵌合体胚胎的持续妊娠范围为0.50～0.59，流产范围为0.50～0.66^［8］。

为了评估染色体嵌合的程度是否影响体外受精治疗的成功率，Spinella等^［9］向77名体外受精无法产生可供移植的整倍体胚胎的妇女提供嵌合体胚胎移植，发现非整倍体比例高（≥50%）的嵌合体胚胎的临床妊娠率（15.2% vs 46.4%）、着床率（24.4% vs 54.6%）和活产率（15.2% vs 46.6%），均明显低于整倍体胚胎。相反，非整倍体百分比较低（<50%），胚胎的临床结果与整倍体胚胎相似。从而进一步证实了嵌合体胚胎可以发育成健康的整倍体新生儿，也证明了非整倍体百分比低的嵌合体胚胎出生健康儿的几率更高。

由于染色体嵌合现象，人们开始关注通过PGT-A检测丢弃的非整倍体囊胚［实际上含有一个整倍体内细胞团(inner cell mass, ICM）］。非整倍体胚胎的再次活检可能会发现嵌合体，但发生率目前尚不清楚。Victor等^［10］报道，当临床TE活检中一条或多条染色体为非整倍体时，96.8%（90/93）囊胚中的ICM为非整倍体；当临床TE活检仅包含节段（亚染色体）非整倍体时，42.9%（3/7）患者的ICM为非整倍体。第2次胚胎移植中，97.7%（86/88）临床胚胎移植活检与ICM的非整倍体一致。TE-ICM不一致的囊胚中，33.3%（2/6）的再次TE活检是非整倍体。这项研究中的45名患者使用PGT-A的NGS检测100个囊胚，分类为非整倍体（93个整染色体非整倍体，7个节段性非整倍体）。

采用冷冻胚胎在囊胚期进行TE活检对胚胎没有副作用, 但治疗时间因此延长。然而，Scott等^［11］的研究认为新鲜与冷冻整倍体囊胚移植的临床结局相似。第二极体是卵细胞在受精后准备分裂时发现的第一个非功能“副产物”细胞，只含有来自母体的遗传物质，反映卵子的染色体质量，占胎儿和活产儿所有染色体异常的90%。

因此，在辅助生殖中可通过极体染色体检测来筛选胚胎且不影响活产率。一项由欧洲人类生殖及胚胎学会设计和支持的最大规模多中心随机对照试验证实，PGT-A用于整倍体胚胎移植并不会显著增加36～40岁妇女研究人群的胚胎活产率，但流产情况得到了显著改善^［12］。

PGS早期形态受染色体数目的影响，但通过全染色体筛选可检测到23条染色体中任何一条染色体的异常。极体活检损伤最小，且有更多时间用于分析，但干扰着床最重要的染色体异常是减数分裂，即卵子或精子。故在卵子回收少的情况下，向患者提供PGT-A没有任何意义，建议其他患者也进行类似的严格试验，否则，PGT的益处仅限于减少流产和减少治疗周期，这样是否足以抵消PGT-A成本和侵入性手术的缺点仍有待于观察。

随着技术的改进，实现单个囊胚活检同时检测染色体非整倍体和囊胚中遗传病或染色体畸变成为可能。Minasi等 ^［13］ 对单基因疾病患者163例和染色体重排患者141例的PGD周期中获得的1122个囊胚（同时行PGS监测）的临床和生物学结果进行分析，50.6%被认为正常的囊胚是非整倍体，证明这种方法可避免移植可能导致植入失败或流产。Jasper等^［14］使用DoplifyTM结合PGD和PGS活检同一组织的单个或5个细胞，并将所有单细胞和多细胞样本的非整倍体结果均经NGS证实。因此，双重遗传分析可防止遗传性疾病的传播，避免在这类特殊患者中移植无用的胚胎，但也会出现一个比预期更高的周期取消率，应与患者及家属充分沟通，慎重签署知情同意书。

通过胚胎形态评估预测着床情况并不理想。PGS虽有所改进，但其临床价值仍存在争议，为开发一种价廉的无创性方法，现有的利用形态动力学参数来预测胚胎状态的研究方法多种多样，但均没有获得一致认可。因此，形态动力学参数还不能作为PGS在体外测定胚胎倍性的替代物^［15］ 。

胚胎评价和选择是体外受精的临床基础。胚胎发育的延时监测，包括未受干扰的胚胎培养和胚胎发育图像信息的应用。一个包括5项随机对照试验（n=1637）的荟萃分析表明，应用延时监测可使持续的临床妊娠率显著升高、早期妊娠丢失率显著降低、活产率显著提高，故认为延时图像监测的运用有助于通过多个方面改善妊娠结局。但由于各研究之间的不一致性，证据的不充分性，所以仍需进一步的高质量证据论证^［16］。

虽然目前通过PGT-A或PGT-M在胚胎移植前进行染色体和（或）基因分析可以获得单个细胞的完整核型分析并具有高度的敏感性和特异性，但这些方法仍然需要对人类胚胎进行具有技术挑战性和生物侵入性的活检。2018年，Vera-Rodriguez等^［17］在胚胎发育第3～5天间利用培养基进行无细胞DNA分析，结果证明胚胎培养基中的游离DNA是混合了母体和胚胎的DNA，并且如果是嵌合体胚胎可能情况更为复杂。虽然培养基中母体DNA比例高，胚胎DNA平均约为8%，但用培养基中存在的无细胞的DNA进行染色体诊断是可行的。同年，Farra等^［18］也回顾了PGT非侵入性替代应用，讨论了其目前的局限性和未来的临床应用前景，提出了这是人类胚胎非侵入性植入前基因检测的新概念。这种结合无细胞的DNA染色体分析，用单核苷酸多态性测序SNP来鉴别母体污染，以及用整个囊胚分析来检测嵌合体的研究，既诠释了培养基中无细胞DNA来源，又为未来开发非侵入性核型奠定重要的基础。

Gleicher和Orvieto^［19］通过系统综述分析，对PGS的基本临床应用、5个基本假说的生物学基础、单一TE活检准确评估胚胎倍体的技术能力等提出疑问，并指出在不影响流产率的情况下，PGS可能会对IVF结局产生负面影响。此外，由于TE高嵌合体率导致假阳性诊断率高，PGS可能导致大量移植后正常整倍体的胚胎丢弃，他们认为PGS的5个基本假说似乎不可信，因为：（1）胚胎非整倍体与IVF失败的相关性必须重新评估，因为到目前为止，TE嵌合体比以前更常见；（2）非整倍体胚胎在移植前全部减灭的假定似乎是不现实的；（3）数学模型表明，单次滋养细胞活检无法提供整个TE的可靠信息；（4）TE不能可靠地反映ICM；（5）胚胎在囊胚期后仍有很强的自我矫正能力，其中ICM的矫正效果优于TE。然而，这并不是大多数人的观点。虽然目前所有诊断方法都有优缺点，但一些方法（如NGS）能够评估比以前更多的数据点，需要临床医生的理解掌握，以选择较合适的检测方法，同时还应考虑患者的风险承受能力、经济和对测试结果提出建议的能力，以及这些因素对临床结果可能产生影响等^［20］。

PGT不仅可有效降低异常妊娠和出生缺陷，还可避免选择性流产和多次流产或引产造成的孕妇身心损害，提高妊娠率和活产率。但PGT活检过程移除细胞可能影响胚胎的发育, 活检胚胎可能需要全部胚胎冷冻，进而增加了冷冻复苏风险, 故目前仍然需要多中心前瞻性随机对照研究重新评估。随着社会需求的激增，PGT的“双刃剑”效应也日益凸显并引起高度重视，如异常胚胎处置带来的胎儿生存权之争和性别选择带来的性别比失调等。考虑到PGT的重要步骤是取材于卵母细胞极体、卵裂期胚胎的卵裂球以及囊胚的滋养层细胞，单精子显微注射、胚胎活检等属于有创操作，均可能给胚胎发育及子代健康带来不良影响，而且需要昂贵的经济支撑。因此，PGT不可被用于建立精英基因，如性别、身高、智商等，或成为种族筛选的工具，只能用于剔除携带遗传缺陷的异常胚胎，以避免辅助生殖技术治疗后产生的妊娠不良结局。