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视网膜色素变性（retinitis pigmentosa, RP）是常见的遗传性视网膜退化性疾病，全球范围内的发病率约为 1/3000-1/4000，临床主要表现为夜盲、进行性视野缺损和全盲。RP具有显著的临床和遗传异质性，根据遗传方式不同，主要可分为以下三种类型：常染色体显性视网膜色素变性（autosomal dominant RP, ADRP），常染色体隐性视网膜色素变性（autosomal recessive RP, ARRP）和X-连锁视网膜色素变性（X-lined RP, XLRP）。其中，症状较为严重的类型是XLRP，占所有单纯性RP的15%。在与XLRP相关的众多基因中，最主要且已成功定位克隆的是视网膜色素变性GTP酶调节因子（retinitis pigmentosa GTPase regulator, RPGR），又名RP3基因，位于Xp21.1，其编码蛋白RPGR参与视觉转化信号蛋白在感光细胞中的运输过程。有研究表明，RPGR基因的突变导致了临床上70%左右的XLRP病例。 本研究小组收集到一个XLRP家系，通过新一代测序技术（next generation sequencing, NGS ）在X染色体的RPGR基因上发现一个新的突变c.494G>A （p.Gly165Asp），先证者为突变半合子。根据美国医学遗传学与基因组学学会（The American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG）发布的“遗传变异分类标准与指南”，将该突变归类为“疑似致病突变”（likely pathogenic）。通过家系成员的突变位点分析，先证者的女儿存在RPGR的c.494G>A杂合突变，即为XLRP携带者。由于先证者女儿计划生育二胎，经遗传咨询，在了解到后代存在XLRP患病风险后，选择胚胎植入前遗传学诊断（preimplantation genetic diagnosis, PGD）治疗，并签署知情同意书。本研究小组采用囊胚滋养外胚层细胞活检、单细胞全基因组扩增（whole genome amplification, WGA）及NGS平台，运用联合诊断单基因病和染色体病非整倍体高通量测序与连锁分析（ mutated allele revealed by sequencing with aneuploidy and linkage analyses, MARSALA）新策略，成功地筛选出3个不携带RPGR突变的整倍体胚胎，移植1个胚胎后获临床妊娠，且于妊娠20周行羊膜腔穿刺产前诊断，胎儿染色体核型及RPGR突变分析结果与PGD结果完全一致，均未发现异常。 Leber先天性黑蒙（Leber congenital amaurosis, LCA）多属常染色体隐性遗传，仅少部分家系报道为常染色体显性遗传。LCA可导致婴幼儿早期即出现全盲症状，并伴有神经性耳聋、糖尿病、尿崩症等一系列并发症，是最严重的遗传性视网膜病变之一，全球发病率约为1/33000-1/81000。目前为止，通过连锁分析、基因定位等技术，已发现了25个LCA相关基因。本研究小组收集到一个LCA家系，通过NGS发现先证者存在LCA致病基因之一的IQCB1基因c.1090C>T纯合突变，为已报道的致病性突变。对先证者及其父母的相应突变位点采用Sanger测序做进一步验证，结果发现，先证者的父母均为c.1090C>T杂合突变，因此推断先证者的纯合突变分别来自父母。就诊时先证者母亲再次怀孕，经遗传咨询，该家系选择行产前诊断，并签署知情同意书。本小组提取先证者母亲羊水DNA标本，采用亲子鉴定实验评估母体基因组DNA污染，并通过PCR和直接测序对胎儿突变位点进行检测，发现其携带有与父母相同的c.1090C>T杂合突变。 Leber遗传性视神经病（Leber hereditary optic neuropathy, LHON）是线粒体DNA （mitochondrial DNA, mtDNA）突变引起的视神经萎缩，呈母系遗传，男性患者多见，全球患病率约为1/50000。临床主要表现为双眼无痛性的急性或亚急性中心视力下降，色觉受损等，通常在青少年时期发病。该病预后差，大部分患者最终失明。本研究小组收集到一个LHON家系，根据LHON原发性致病突变热点设计引物，对先证者及其家系中有相同症状的母亲和姐姐进行PCR及直接测序，发现三人均存在m.11778G>A的同质性热点突变。 综上所述，本研究小组首次将基于MARSALA的新PGD策略，即突变位点序列分析+SNP连锁分析+染色体非整倍体分析的联合诊断方法应用于XLRP，并获得满意的临床结局。结果提示该新方法能够明显改善XLRP等单基因遗传病的妊娠结局，值得在临床上推广应用。此外，本小组针对LCA建立的分子诊断及产前诊断方法和针对LHON建立的分子诊断方法可为先证者及其家系高危成员的遗传咨询、风险评估和后续生育计划提供可靠的科学依据。