近期，附属九院辅助生殖科匡延平/吕祁峰团队先后于国际著名科研杂志《医学通讯》（Medcomm, IF=9.9）和《公共科学图书馆·生物学》（PLOS Biology, IF=9.8）发表最新科研成果，创新突破试管婴儿世界前沿技术——核质置换技术（又称线粒体替换技术，MRT）中关键瓶颈问题，分别为第二极体核质置换技术和纺锤体核质置换技术临床应用国际难题的解决提出了上海九院方案。

自上世纪70年代末开展临床应用以来，试管婴儿技术已经在全球范围内帮助数以千万计的不孕不育患者获得了属于自己的健康宝宝。近年来，一种通过核质置换进行试管婴儿治疗的方案被提出。该技术通过将母亲卵子的核遗传物质转移到健康志愿者捐赠的去核卵子中，实现在不改变卵子核遗传基因的情况下改善卵子胞浆质量或替换卵子线粒体，以提高受精发育质量或降低致病线粒体遗传给后代的风险。

核质置换研究已有二十多年，但国内外对该技术的安全性仍然存在广泛的担忧，其中最主要包括两方面的遗传性风险：一是核遗传异常，即目前技术的操作干扰可能导致核基因组DNA的断裂或染色体的异常；二是线粒体遗传异常，即目前技术的操作仍会随带较多的母源线粒体，这种随带而来的母源线粒体DNA的量（残留率）在后续发育中可发生不确定的改变，当有显著增加时，可能导致致病线粒体超过一定阈值而发病的风险。虽然近年来已有2起临床应用报道，共出生了7例经核质置换技术诞生的婴儿，但仍然存在染色体整倍体率偏低和母源线粒体残留偏高的技术瓶颈。

匡延平/吕祁峰团队发表在《医学通讯》的“具有潜力的线粒体置换治疗方案: 早期第二极体置换和进一步的母源线粒体去除” （“Earlier second polar body transfer and further mitochondrial carryover removal for potential mitochondrial replacement therapy”）文章中，阐述了第二极体随时间延长而DNA断裂显著增加的研究发现，发明并利用“胞浆甩脱”技术，实现了早期第二极体核质置换，有效保护第二极体DNA完整，从而降低了这一技术的核遗传风险；同时还发明并利用“管压促融”技术成倍降低了操作干扰，实现了操作的稳定高效及便捷。更巧妙的是，这一技术还实现了一种融合点定位标志及对其附近融入胞浆的吸除，从而成倍降低了母源线粒体残留率及其潜在的线粒体遗传风险。

随后，匡延平/吕祁峰研究团队在《公共科学图书馆·生物学》进一步发表了题为“优化的纺锤体-染色体复合物置换法显著下降母源线粒体携带”（“Significant decrease of maternal mitochondria carryover using optimized spindle-chromosomal complex transfer”）的文章，发现提前进行显微受精可以避免纺锤体核质置换中的染色体不稳定性，从而避免了这一技术的核遗传风险；并首次利用更细管径操作管，结合前述“胞浆甩脱”技术无损伤地将纺锤体两端大部分胞浆脱除，在可实现范围内尽可能去除随带线粒体，随即以“管促融合法”将几乎没有胞浆的纺锤体胞体迅速植入去纺锤体的卵子中，从而进一步实现成倍甚至数量级降低母源线粒体残留率及其潜在的线粒体遗传风险。

研究者通过对小鼠的卵子、胚胎、胚胎干细胞和胚胎移植出生子代的实验，以及通过对人类志愿者捐赠卵子在着床前胚胎阶段的实验，结果表明相对传统技术，该两项新技术相对传统技术不但更安全更稳定，更关键的是，成功实现了初始的母源线粒体残留率成倍甚至数量级的降低。研究采用了更精准的数字PCR技术以及核胞体、全卵甚至全胚胎取样技术进行核质置换后初始的随带线粒体残留率检测，以避免常规检测措施存在的检测低灵敏度及取样偏差，使得这些检测数据更可靠。

据悉，团队已完成研究中“胞浆甩脱”“管压促融”等系列技术的发明专利申请。附属九院辅助生殖科胚胎实验室负责人吕祁峰研究员表示，这些新方案极大地提高了核质置换技术临床应用的安全性，为大量不孕不育疑难患者或线粒体遗传病携带者妇女生育自己血缘的健康后代带来了曙光，但核质置换技术在我国尚未得以临床应用，其推广还有待法律和伦理的进一步论证及完善。

附属九院辅助生殖科李文治、廖筱雨、林开波、蔡任飞、郭海燕为“具有潜力的线粒体置换治疗方案: 早期第二极体置换和进一步的母源线粒体去除”（《医学通讯》）文章的共同第一作者；廖筱雨、李文治、林开波、金炜、张韶珍、王瑶为“优化的纺锤体-染色体复合物置换法显著下降母源线粒体携带”（《公共科学图书馆·生物学》）文章共同第一作者。附属九院辅助生殖科匡延平主任和吕祁峰研究员为以上两篇文章的共同通讯作者。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mco2.217

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002313