SNP微阵列芯片

SNP微阵列技术是近年来发展起来的高通量、大规模的基因检测平台。SNP是指基因组水平上由单个核苷酸变异引起的 DNA 序列多态性， 人类中有300万以上的SNPs，SNP上的探针是由人类基因组计划（Hapmap计划）中挑选出来的 SNP位点，探针密度含量更高，信息更丰富。SNP微阵列能够检测大量的细微DNA改变和/或与染色体拷贝数（非整倍体）或染色体结构重排有关的异常改变，同时能够对所有的23对染色体都进行分析， 也能够用于确定单个基因的突变。SNP阵列包含一个人类显示序列变异（多态性）基本已知的小寡核苷酸。大多数SNPs是双等位基因，以2种形式之一出现（通常标记为A和B）。 寡核苷酸阵列呈现2种SNP变异（等位基因），其中一种SNP形式的分析其基本步骤包括提取 DNA、消化、扩增并用荧光染料标记，然后杂交到基于序列同源性的寡核苷酸阵列上。将每个变异的寡核苷酸荧光强度与大量的参考对照相同的寡核苷酸阵列上的信号强度进行比较，得到拷贝数的改变。由于试验样品中每个SNP 序列是可以建立的，所以SNP还可用作基因分型， 即在每个寡核苷酸多态性的位置确定每个等位基因变异组合（AA、AB和BB ） 的比例。

有研究表明， 当用SNP 与FISH对比分析染色体非整倍体时， 结果都显示较高的比率（96% vs 83%）， 且在分析嵌合体时SNP较FISH减少31%； 后者的结果表明， FISH结果可能高估了起源有丝分裂的非整倍体错误。有研究者使用类似的SNP方法对来自已知染色体核型细胞系的单细胞和来自16-细胞囊胚的多个卵裂球进行染色体检测，结果测到其方法的准确率为99.2%。另外，有报道检测了Alagille综合征中发生在父母的平衡易位断点，结果显示可检测到2.4 Mb的微缺失，但是文中并未讨论用SNP技术可以识别的最小缺失/重复的大小。FISH、SNP和PCR技术对微缺失检测结果的相符率为100%。此外，在约40%的胚胎中用SNP技术能检测到染色体非整倍体。

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结合父母的基因型信息，SNP技术分析单个卵裂球时可以确定非整倍体的来源， 如可确定为来自母亲或父亲，及来自有丝分裂还是减数分裂（MI或MII）：大多数单倍体来自于有丝分裂，而三倍体主要来源于母源性的减数分裂。有研究认为，母源性减数分裂导致的染色体三倍体可以明确预测完全非整倍体胚胎。单亲二倍体（uniparental disomy，UPD）是非常罕见的，每条染色体发生率为0.16%，且与非整倍体有关。 使用SNP方法，可以检测到单倍体和三倍体，然而，其假阴性或检出率仍不能确定。另外，在15.0%的卵裂球和38.5%的胚胎中可检测到节段性失衡。与FISH及aCGH检测方法一样，SNP无法区分完全正常胚胎及染色体平衡易位携带胚胎，并且仍存在2%~4%的误诊率。

除了使用单一的阵列检测，同时使用aCGH和SNP分析可挑选出正常的胚胎或卵子用于移植，通过联合应用多个阵列检测，已获得成功妊娠并分娩活产婴儿。有文献报道，经SNP与aCGH这2种技术检测后移植的胚胎，其临床妊娠率是等效的（60%vs 65%）。但是，有必要进一步在临床上采用随机对照试验来总结和验证这2种方法各自的优势。同时， 对于应用aCGH与SNP的方法进行PGS有关的优势和局限性的争论，应该用一个较大的胚胎样本量来比较2个阵列类型检测到的异常诊断率，来明确各自的优缺点， 以达成共识。

此外， 微阵列中常需通过全基因组扩增（whole genome amplication，WGA）技术来得到足够量的DNA产物，以进行检测分析。由于PGS技术检测中可获得的细胞数、DNA量都非常有限，而进行DNA分析需要大量反映原始遗传信息的DNA，由此通过少量细胞便能够获得大量DNA的WGA技术应运而生。WGA技术是一项通过最小的扩增偏差完整均一地扩增整个基因组序列的技术， 此技术发展至今已形成了2种主要的传统类型： 一种是基于PCR技术的，使用随机引物或部分随机引物通过热循环扩增，包括扩增前引物延伸（primer extension preamplification，PEP）和退变寡核苷酸引物（degenerate oligonucleotide primer，DOP）-PCR， 而另一种不以PCR技术为基础， 而是使用随机引物恒温扩增的多重置换扩增（multiple displacement amplification，MDA）。PEP和DOP-PCR是发展较完善、使用较普遍的WGA方法，因为其对模板DNA的质量要求不高，但是由于产物片段过短，导致扩增偏倚明显；而MDA是比较有效的WGA技术，虽然起始模板量低时扩增偏差大，但在进行染色体 DNA 检测时不再需要针对单细胞的特殊探针，使其应用较前一种广泛。

另外，目前最新的WGA技术为多次退火环状循环扩增（multiple annealing and looping-based amplification cycles，MALBAC）技术，其利用特殊的引物使得扩增子的头尾互补而成环， 从而很大程度上防止了DNA的指数性扩增。因MALBAC操作简单，产量高，最低起始模板仅几个皮克（pg），其优越性较其他几种扩增方法显而易见。可见，作为微阵列重要且不可缺少的伴侣，WGA技术在不断优化以提高下游PGS的可靠性。