着床前遺伝子診断
1♂︎ —男性から精子を採取します。 1♀︎ —女性から卵子を採取します。超音波ガイド下（経膣または経腹超音波吸引法）で、膣または腹部に細い針を通します。 2a —精子と卵子が受精します。 2b —結果として生じた胚は安全に保管され、どれが成長するか観察されます。 3a —胚を発育させ、成長した胚には識別番号が与えられます。 3b —各胚に対して特定の形質について遺伝子検査を実施し、その結果を胚と照合します。 4 —目的の形質を持たない胚は識別され、廃棄されます。 5 —残りの胚は、移植できるまで成長させます。 6a —目的の形質を持つ胚を移植します。 6b —胚により健康な妊娠が成立します。 6c —母親には発現していない望ましい特性を持つ二卵性双生児が生まれる。

着床前遺伝子診断（PGDまたはPIGD）は、着床前の胚（胚プロファイリングの一形態）[ 1 ]、場合によっては受精前の卵母細胞についても遺伝子プロファイリングを行う。PGDは出生前診断と同様に考えられている。特定の遺伝性疾患のスクリーニングに使用する場合、その主な利点は選択的中絶を回避できることである。この方法により、胎児がその疾患に罹患していない可能性が高くなるためである。したがって、PGDは補助的生殖技術の補助であり、評価用の卵母細胞または胚を採取するために体外受精（IVF）が必要となる。胚は通常、割球または胚盤胞の生検によって採取される。後者の技術は胚への悪影響が少ないことが証明されているため、生検は発育後5日目または6日目頃に行うのが望ましい。[ 2 ]

世界初のPGDは、ロンドンのハマースミス病院でハンディサイド、 [ 3 ]、コントジャンニ、ウィンストンによって実施されました。「 X連鎖性疾患のリスクがある5組のカップルに女性の胚を選択的に移植し、その結果、双子2組と単胎妊娠1組が生まれました。」[ 3 ] [ 4 ]

着床前遺伝子スクリーニング（PGS）という用語は、体外受精/顕微授精で得られた胚に異常な染色体数（異数性）があるかどうかを検査するための一連の技術を指します。PGSは異数性スクリーニングとも呼ばれます。PGSは、2016年に着床前遺伝子診断国際学会（PGDIS）によって異数性に対する着床前遺伝子診断（PGD-A）に改名されました。[ 5 ]

PGD​​は、卵子または胚のDNAを検査し、遺伝性疾患の特定の変異を有するものを選択することを可能にします。家族に染色体異常や遺伝性疾患の既往歴がある場合や、体外受精プログラムにおいて有用です。[ 6 ]

この検査は、診断やスクリーニング以外の目的で着床前の卵母細胞や胚に使用されることもあることから、「着床前遺伝子プロファイリング」と呼ばれることもあります。[ 7 ]

受精前に性細胞に対して行われる処置は、方法と目的がPGDと部分的に重複しているものの、 卵母細胞選択法または精子選択法と呼ばれることもあります。

歴史

1968年、ロバート・エドワーズとリチャード・ガードナーはウサギの胚盤胞の性別を判定することに成功したと報告した。[ 8 ]人間の体外受精が完全に開発されたのは1980年代になってからで、高感度ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）技術の発明と時を同じくした。ハンディサイド、コントジャンニ、ウィンストンによる最初の試験は1989年10月に成功し、最初の出産は1990年だった[ 9 ]が、予備実験はその数年前に発表されていた。[ 10 ] [ 11 ]これらの最初の症例では、 X連鎖疾患を有する患者の性別判定にPCRが使用された。1990年以降のPGDの世界的な使用に関する2001年の報告書によると、胚または極体生検[ 12 ]は3000を超える臨床周期で行われ、妊娠率は24%で、生検を伴わない生殖補助医療とほぼ同等であった。

最初の臨床例

エレナ・コントジャンニはハマースミス病院で博士号取得を目指し、Y染色体の反復領域を増幅することで性別を判別するシングルセルPCR法について研究していました。[ 3 ]この手法は、彼女が世界初のPGD症例に用いたものです。[ 4 ]

X連鎖疾患のリスクがある5組のカップルに女性の胚が選択的に移植され、2人の双子と1人の単胎妊娠がもたらされた。Kontogianniが増幅していたY染色体領域には多くの繰り返しが含まれていたため、固有の領域を増幅しようとするよりも効率的であった。PCRゲル上にバンドが現れれば胚は男性であり、バンドが現れなければ胚は女性であることが示された。しかし、増幅の失敗や無核割球の場合もPCRゲル上にバンドが現れなかった。誤診のリスクを減らすため、KontogianniはX染色体とY染色体の配列を共増幅するようになった（Kontogianni et al., 1991）。[ 13 ]当時は、対立遺伝子ドロップアウト、卵丘細胞の混入、単一細胞からの増幅失敗については何もわかっていなかった。 1980年代、体外受精の胚は、使用していた培養液では胚をこの段階以降確実に成長させることができなかったため、もっぱら2日目に移植されていました。生検は3日目に行われることになっていたため、最初の診断はすべて1日で行われ、胚の移植は3日目の遅くに行われました。2日目と3日目の胚の移植を比較すると、妊娠率に悪影響はないことが示されました。胚の成長停止に対する懸念が非常に高かったため、胚をできるだけ早く培養から取り出せるように、一部の移植は4日目の早い時間に行われました。ハマースミスでは、4日目の午前1時に胚移植が行われ、研究者が次の症例を開始するために午前7時に研究室に戻る、という夜が何度もありました。ウィンストンは、最初のPGD児のほとんどを出産させるのに貢献しました。

PGD​​は1990年代に鎌状赤血球貧血、テイ・サックス病、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、βサラセミアなどのいくつかの重篤な遺伝性疾患の診断に使用され、人気が高まりました。[ 14 ]

適応症と適用

PGD​​は主に遺伝性疾患の予防を目的としており、既知の遺伝性疾患のない胚のみを選択することで行われます。PGDは妊娠成功率の向上、ドナーとなるための兄弟姉妹のHLA型マッチング、癌の素因の低減、性別選択などにも利用されます。[ 2 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

PGD​​は、常染色体優性遺伝、常染色体劣性遺伝、およびX連鎖性遺伝の異常の検出に頻繁に用いられます。しかし、ミトコンドリア疾患のスクリーニングにおけるPGDの利用は、主にミトコンドリア異質遺伝子の予測不可能な特性のために、あまり一般的ではありません。ミトコンドリア異質遺伝子の場合、細胞内の一部のミトコンドリアは変異を有し、他のミトコンドリアは有しません。変異ミトコンドリアの割合は、疾患の発現（子孫への影響）と重症度の両方を決定する上で重要な役割を果たします。[ 18 ]

単一遺伝子疾患

PGD​​ は、多数の単一遺伝子疾患、つまり単一の遺伝子のみによる疾患 (常染色体劣性、常染色体優性、またはX 連鎖)、または染色体構造異常 (均衡型転座など) に利用できます。PGD は、これらのカップルが遺伝性疾患または染色体異常のある胚を特定し、疾患のある子孫を回避するのに役立ちます。最も頻繁に診断される常染色体劣性疾患は、嚢胞性線維症、ベータサラセミア、鎌状赤血球症、および脊髄性筋萎縮症1 型です。最も一般的な優性疾患は、筋強直性ジストロフィー、ハンチントン病、およびシャルコー・マリー・トゥース病です。X 連鎖疾患の場合、サイクルのほとんどが脆弱 X 症候群、血友病 A 、およびデュシェンヌ型筋ジストロフィーに対して実行されます。非常にまれではありますが、一部のセンターではミトコンドリア疾患に対する PGDまたは 2 つの適応症の同時報告があります。

遺伝性多発性骨腫症（MHE/MO/HME） と呼ばれる疾患でも PGD が実施されるようになりました。

さらに、遺伝性の疾患を抱えた不妊カップルの中には、体外受精治療と簡単に組み合わせることができるため、PGDを選択するカップルもいます。

妊娠の可能性

着床前遺伝子プロファイリング（PGP）は、体外受精において胚の質を判定し、妊娠成功の可能性が最も高いと思われる胚を選択する方法として提案されてきました。しかし、PGPの結果は単一細胞の評価に依存するため、モザイク現象のために検査された細胞が胚の代表ではない可能性があり、PGPには固有の限界があります。[ 19 ]さらに、ある研究では、2つの異なる研究室で同じ胚から採取した生検の診断が一致するのはわずか50%であることが示されています。[ 20 ]

既存のランダム化比較試験の系統的レビューとメタアナリシスの結果、出生率で測定した場合、PGPの有益な効果を示す証拠はないという結果になった。[ 19 ]それどころか、高齢出産の女性の場合、PGPは出生率を著しく低下させる。[ 19 ]生検の侵襲性などの技術的な欠点や染色体モザイクが、PGPが無効である主な根本的要因である。[ 19 ] PGPによって異数体と判断された胚移植後に健康な子孫が正常出生したことが世界中で報告されている。[ 21 ]

妊娠率を予測するために胚の質を判断する代替方法には、顕微鏡検査やRNAおよびタンパク質発現のプロファイリングなどがあります。

HLAマッチング

胚のヒト白血球抗原（HLA）タイピングにより、その子のHLAが病気の兄弟姉妹のHLAと一致し、臍帯血幹細胞提供に利用される。[ 22 ] [ 23 ]この意味で、その子は受容児にとって「救世主兄弟姉妹」となる。HLAタイピングは、法律で認められている国では、PGDの重要な適応となっている。[ 24 ] HLAマッチングは、病気の兄弟姉妹がファンコニ貧血やベータサラセミアなどの単一遺伝子疾患に罹患している場合、これらの疾患の診断と組み合わせて実施できる。また、例外的に白血病の子どもなどの場合、 HLAマッチングのみで実施されることもある。これに対する主な倫理的反論は、子どもが搾取される可能性があるというものだが、将来のドナー児はドナーであるだけでなく、家族の中で愛される存在でもあるため、カント的命題は破られないと主張する専門家もいる。

がん素因

PGD​​ の最近の応用は、発症が遅い疾患や（がん）素因症候群の診断です。罹患した人は疾患の発症まで、多くの場合 40 歳代になるまで健康を維持するため、これらの症例に PGD が適切かどうかについては議論があります。考慮すべき点としては、疾患を発症する確率の高さと治癒の可能性があることなどが挙げられます。例えば、乳がんになりやすいBRCA 変異などの素因症候群の場合、結果は明らかではありません。PGD は出生前診断の早期形態とみなされることが多いですが、PGD の依頼内容は、母親がすでに妊娠している場合の出生前診断の依頼内容とは異なることがよくあります。PGD の広く受け入れられている適応症の中には、出生前診断には受け入れられないものもあります。

発症が遅い場合

早発性アルツハイマー病の遺伝子を持つ女性が、子供にこの病気が遺伝しないよう、着床前遺伝子診断（PGD）を受けた。遅発性疾患への感受性を認識している個人が、その遺伝子を持たない子供を持つことを許可するという決定には、子供が早期に親を失うリスクがあるにもかかわらず、倫理的な問題が生じる。一部の人々は、この決定は倫理的であり、これらの個人にとっても、不妊治療を求める他の人々と同様に、生殖への欲求は正当であると主張する。HIVやその他の重篤な疾患を持つ人々に対する生殖補助医療など、他の医療状況との比較も行われている。子供は早期の死別リスクに直面する可能性があるものの、心理的トラウマによって子供の人生から明確な利益が失われるわけではないという主張がなされている。したがって、このような状況で親の生殖を支援することは、子供に過度または不必要な苦痛を与えるとは考えられない。[ 25 ] [ 26 ]

性別の識別

着床前遺伝子診断は、着床前であっても出生前性別判定を行う方法であるため、着床前性別判定とも呼ばれます。着床前性別判定の潜在的な応用としては、以下のものが挙げられます。

  • 単一遺伝子疾患に対する特定の遺伝子検査を補完するものであり、例えばX 連鎖疾患など、性別に関連する症状を示す遺伝性疾患に非常に役立ちます。
  • 子育てにおける性別に依存するあらゆる側面に備える能力。
  • 性別選択。2006年の調査[ 27 ]によると、PGDを提供するクリニックの42%が、医学的理由以外で性別選択のためにPGDを実施している。これらのクリニックのほぼ半数は、一方の性別の子どもを2人以上持つ夫婦がもう一方の性別の子どもを希望する場合の「家族バランス」のみを目的としてPGDを実施しているが、半数のクリニックは性別選択を家族バランスに限定していない。インドでは、この方法は男性の胚だけを選択するために用いられてきたが、これは違法である。[ 28 ]医学的理由以外での性別選択が倫理的に許容されるかどうかについての意見は大きく異なり、ESHREタスクフォースが統一的な勧告を策定できなかったという事実がその例である。

X連鎖疾患のリスクがある家族の場合、患者には性別を判別するための単一のPGDアッセイが提供されます。性別選択は、妊娠過程にあるX連鎖疾患の個人に対する解決策を提供します。女性の胚の子孫の選択は、X連鎖メンデル遺伝性劣性疾患の伝達を防ぐために使用されます。このようなX連鎖メンデル遺伝性疾患には、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD) や血友病AおよびBが含まれますが、子孫が劣性対立遺伝子のコピーを2つ受け継ぐ可能性は低いため、女性ではほとんど見られません。病気が女性の子孫に受け継がれるには、変異X対立遺伝子のコピーが2つ必要なので、女性は最悪の場合でも病気のキャリアになりますが、必ずしも病気の優性遺伝子を持っているとは限りません。一方、男性の場合、疾患が表現型に発現するためには変異 X 対立遺伝子のコピーが 1 つ必要であり、そのため保因者の母親の男性の子が疾患を発症する確率は 50% です。理由としては、疾患の稀少性や罹患した男性が生殖面で不利な立場にあることが挙げられます。そのため、X 連鎖メンデル性劣性疾患の伝達を防ぐ目的で女性の子を選択するための PGD の医療用途がよく適用されています。性別選択に適用される着床前遺伝子診断は、一方の性別に有意に多い非メンデル性疾患にも使用できます。これらの遺伝性疾患の予防を目的とした PGD プロセスを開始する前に、3 つの評価が行われます。PGD の使用を検証するために、性別選択は遺伝性疾患の重篤度、いずれかの性別のリスク比、または疾患治療の選択肢に基づいて行われます。

軽度の障害

PGD​​は、難聴などの特定の病気や障害を持つ胚を選択して、その特徴を両親と共有できるようにするために時々使用されています。[ 29 ]

非医学的特性

聴覚、性的指向、身長、美貌、知能といった医学的特徴以外の特性を対象とする遺伝子検査では、PGDの使用が物議を醸す可能性がある。遺伝性難聴に関連するGJB2変異の検査など、一部の検査では、これらの特性を回避または優先するためにPGDを実施するよう要請される可能性がある。倫理的な懸念としては、聴覚障害者など、影響を受けるコミュニティへの潜在的な危害が挙げられる。性的指向の遺伝子検査でも同様の疑問が生じ、差別への懸念が高まる。子孫の遺伝子工学といったより深刻な影響を懸念し、このような特性の選択を全面的に禁止すべきだと主張する人もいる。しかし、これらの問題に関する最終的な判断は、そのような検査が実用化に近づくまでは下せない。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

分類

着床前遺伝子検査 (PGT) には、評価される欠陥に応じて 3 つの異なるタイプがあります。

PGT-A（着床前遺伝子スクリーニング、PGSとも呼ばれる）は、異数性胚を除去でき、正倍数性胚を移植用に選別することで妊娠率を向上させます。正倍数性胚は着床し、健康な妊娠に至る可能性が高くなります。モノソミー、トリソミー、倍数性胚の診断には、 NGSとFISHが最もよく用いられる診断法です。PGT-Aの主な対象者には、以下の方が挙げられます。

  • 高齢出産の女性
  • 妊娠喪失を繰り返した経験のあるカップル
  • 体外受精を繰り返し失敗しているカップル
  • 重度の男性不妊症の男性パートナー。[ 37 ]

PGT-Aは、特に高齢出産の女性に有益です。女性は加齢に伴い、特に35歳を超えると、卵母細胞の減数分裂におけるエラーのリスクが高まるため、卵子の質が低下します。これらのエラーは、異数性（モノソミー、トリソミー、倍数性）などの染色体異常につながり、胚の発育を阻害し、妊娠不全や遺伝性疾患につながる可能性があります。

このため、PGT-Aは、移植対象となる正倍数体胚（正しい染色体数を持つ胚）を特定・選択するための不可欠なツールとなり、妊娠成功率を大幅に向上させます。研究によると、染色体異常の確率は母体年齢とともに高まることが示されており、PGT-Aは高齢女性における体外受精（IVF）などの不妊治療において重要なステップとなっています。

PGT-Mは、単一遺伝子疾患を胎児期に評価する検査です。単一遺伝子疾患は、単一遺伝子変異（常染色体劣性、常染色体優性、X連鎖性）によって引き起こされます。以前はPGT-MにはPCRが用いられていましたが、最近ではアレイ技術とNGS技術が用いられています。

PGT-SRは、染色体上のあらゆる構造異常（転座、逆位、重複、挿入、欠失）を考慮します。PCR、FISH、NGSなどの技術が使用されます。

技術的な側面

PGD​​は、着床前に行われる遺伝子診断の一種です。これは、患者の卵母細胞を体外受精させ、診断が確定するまで胚を培養保存することを意味します。また、診断を行うための材料を得るために、これらの胚の生検を行う必要があります。診断自体は、研究対象となる疾患の性質に応じて、いくつかの技術を用いて行うことができます。一般的に、単一遺伝子疾患にはPCR法が、染色体異常や、X連鎖疾患でPCRプロトコルが利用できない場合の性別判定にはFISH法が使用されます。これらの技術は、割球で実施できるように調整する必要があり、臨床使用前に単一細胞モデルで徹底的に試験する必要があります。最後に、胚移植後、余剰の良質で影響を受けていない胚を凍結保存し、解凍して次の周期に移植することができます。

胚の取得

現在、PGD胚はすべて生殖補助医療によって得られますが、過去には自然周期と体内受精に続いて子宮洗浄が試みられましたが、現在ではほとんど放棄されています。大量の卵母細胞を得るために、患者は制御卵巣刺激法（COH）を受けます。COHは、患者のプロフィール（年齢、体格指数（BMI）、内分泌パラメータ）の臨床評価に従って、下垂体脱感作用のゴナドトロピン放出ホルモン（GnRH）類似体とヒト閉経期性腺刺激ホルモン（hMG）または組み換え卵胞刺激ホルモン（FSH）の併用によるアゴニストプロトコル、またはGnRH拮抗薬と組み換えFSHの併用によるアンタゴニストプロトコルのいずれかで実施されます。経膣超音波スキャンで平均直径17mmを超える卵胞が少なくとも3つ認められる場合、hCGが投与されます。 hCG投与後36時間後に経膣超音波ガイド下卵母細胞採取を行う。黄体期補充療法は、天然微粒化プロゲステロン600μgを毎日膣内投与することである。

PCR 法を用いた技術では卵丘細胞が PGD 中の汚染源となる可能性があるため、卵母細胞は慎重に剥離されます。報告されている周期の大半では、体外受精ではなく卵細胞質内精子注入法(ICSI) が使用されています。その主な理由は、透明帯に付着した残留精子による汚染を防ぎ、予期せぬ受精失敗を避けるためです。ICSI 法は成熟したメタフェーズ II 卵母細胞に対して実施し、受精は 16～18 時間後に評価します。胚の発育は、生検前と女性の子宮に移植するまで毎日さらに評価されます。卵割期には、胚の割球の数、大きさ、細胞の形状、断片化率に基づいて毎日胚の評価が行われます。 4日目に、胚は圧縮度に応じて採点され、胚盤胞は、栄養外胚葉と内部細胞塊の質、および膨張度に応じて評価されました。

生検手順

PGD​​は様々な発生段階の細胞に実施できるため、生検の手順もそれに応じて異なります。理論的には、着床前段階のどの段階でも生検を実施できますが、推奨されているのは3段階のみです。未受精卵母細胞および受精卵母細胞（極体、PB）、卵割期3日目胚（割球）、そして胚盤胞（栄養外胚葉細胞）です。

生検手順は常に2つのステップ、すなわち透明帯の切開と細胞の除去から成ります。これらのステップには様々なアプローチがあり、透明帯の切開には機械的、化学的、物理的（タイロード液）およびレーザー技術、胚盤胞および割球の除去には押し出しまたは吸引法、栄養外胚葉細胞のヘルニア除去法などが用いられます。

極体生検

極体生検は、極体を採取する検査です。極体とは、卵子形成の過程で卵細胞と同時に形成される小さな半数体細胞で、一般的には受精する能力はありません。胚盤胞生検と比較すると、極体生検は潜在的にコストが低く、副作用も少なく、異常の検出感度も高い可能性があります。[ 38 ]胚盤胞生検で極体を使用する主な利点は、受精や正常な胚の発育には極体は必要ないため、胚への悪影響がないことです。極体生検の欠点の1つは、胚に対する母親の寄与に関する情報しか得られないことです。そのため、母系遺伝の常染色体優性疾患や、もっぱら母子から伝達されるX連鎖疾患は診断できますが、常染色体劣性疾患は部分的にしか診断できません。もう一つの欠点は、例えば遺伝物質の劣化や、ヘテロ接合性の第一極体につながる組み換え現象などにより、診断ミスのリスクが増大することです。

卵割期生検（割球生検）

卵割期生検は、通常、受精後3日目の朝、正常に発育中の胚が8細胞期に達したときに行われます。生検は通常、無核断片が50%未満の8細胞期以降の胚に対して行われます。透明帯に穴を開け、核を含む1つまたは2つの割球を開口部から静かに吸引または押し出します。卵割期生検がPB分析に勝る主な利点は、両親の遺伝的入力を調べることができることです。一方、卵割期胚は染色体モザイクの発生率が高いことがわかっており、1つまたは2つの割球で得られた結果が胚の残りの部分を代表するものかどうかは疑問です。このため、一部のプログラムではPB生検と割球生検を組み合わせて利用しています。さらに、卵割期生検では、PB生検の場合と同様に、診断に使用できる組織量が非常に限られているため、単一細胞PCR法やFISH法の開発が必要になります。理論上はPB生検と胚盤胞生検は卵割期生検よりも害が少ないのですが、卵割期生検は依然として広く行われている方法です。ESHRE PGDコンソーシアムに報告されたPGDサイクルの約94%で使用されています。その主な理由は、PB生検よりも安全で完全な診断が可能であり、胚盤胞生検とは異なり、胚を患者の子宮に戻す前に診断を完了するのに十分な時間があることです。すべての卵割期の中で、生検に最適な時期は8細胞期であることが一般的に認められています。これはPB生検よりも診断上安全であり、胚盤胞生検とは異なり、5日目より前の胚の診断を可能にします。この段階では、細胞はまだ全能性を有し、胚はまだ凝集していません。ヒト胚の最大4分の1をその発育を妨げることなく摘出できることが示されていますが、1個または2個の細胞の生検が、胚のさらなる発育、着床、そして満期妊娠に至る能力と相関するかどうかはまだ研究されていません。

透明帯を開くすべての方法が同じ成功率を持つわけではありません。生検に使用する手順が胚および割球の健康状態に影響を及ぼす可能性があるためです。酸性タイロード液による透明帯ドリリング (ZD) と部分的透明帯剥離 (PZD) が比較され、どちらの方法が妊娠の成功率が高く、胚や割球への影響が少ないかが判断されました。ZD はプロナーゼなどの消化酵素を使用するため、化学的なドリリング法となります。ZD で使用される化学物質は、胚に悪影響を与える可能性があります。PZ​​D ではガラス製のマイクロニードルを使用して透明帯を切断するため、機械的な剥離法となり、通常は熟練した手技が必要です。71 組のカップルを対象とした研究では、19 組のカップルの 26 周期で ZD が実施され、52 組のカップルの 59 周期で PZD が実施されました。単一細胞解析では、PZD群の成功率は87.5%、ZD群では85.4%でした。母親の年齢、採取した卵子の数、受精率などの変数は、ZD群とPZD群で差はありませんでした。PZDは、ZDと比較して、妊娠率（40.7% vs 15.4%）、妊娠継続率（35.6% vs 11.5%）、着床率（18.1% vs 5.7%）が有意に高いことがわかりました。これは、着床前遺伝子診断のための割球生検では、化学的方法のZDを使用するよりも、PZDの機械的方法を使用する方が効率的である可能性があることを示唆しています。PZ​​DがZDよりも成功した理由は、ZDに含まれる化学物質が胚や割球に有害な影響を与えるためと考えられます。現在、透明帯を開くには、レーザーを使用した透明帯ドリリングが主流です。レーザーを用いる方法は、機械的または化学的手段を用いる方法よりも簡便です。しかし、レーザー穿孔は胚に悪影響を与える可能性があり、特にPGDが現代において普及していない状況では、体外受精を行う研究室にとって非常に費用がかかります。PZ​​Dはこれらの問題に対する現実的な代替手段となる可能性があります。[ 39 ]

胚盤胞生検

単一細胞技術に伴う困難を克服する試みとして、胚盤胞期の胚を生検し、診断のための出発材料をより多く得ることが提案されている。同一のサンプルチューブ内に2つ以上の細胞が存在する場合、単一細胞PCRまたはFISH法における主要な技術的問題は実質的に解消されることが示されている。一方、卵割期生検の場合と同様に、内部細胞塊と栄養外胚葉（ TE）間の染色体差異は診断精度を低下させる可能性があるが、このモザイク現象は卵割期胚よりも低いことが報告されている。

TE生検はウサギ[ 40 ] 、マウス[ 41 ] 、霊長類[ 42 ]などの動物モデルで成功していることが示されています。これらの研究は、一部のTE細胞を除去しても、胚の 体内でのさらなる発達に悪影響を及ぼさないことを示しています。

PGD​​のためのヒト胚盤胞期生検は、体外培養3日目に胚盤胞期に穴を開けることで行われます。これにより、胚盤胞期後、発達中の胚盤胞が突出し、生検が容易になります。受精後5日目に、ガラス針またはレーザーエネルギーを用いて胚盤胞期から約5個の細胞を摘出します。胚はほぼ無傷のまま、内部細胞塊の損失もなく残ります。診断後、胚は同じ周期で移植するか、凍結保存して次の周期に移植することができます。

このアプローチには、実施段階に起因する 2 つの欠点があります。第 1 に、着床前胚の約半分しか胚盤胞期に到達しません。そのため、生検に使用できる胚盤胞の数が制限され、PGD の成功が制限される可能性があります。McArthur と同僚ら[ 43 ]は、開始された PGD サイクルの 21% で TE 生検に適した胚がなかったと報告しています。この数値は、PB 生検と卵割期生検が主に報告されている方法である ESHRE PGD コンソーシアムのデータで示された平均値の約 4 倍です。一方、生検をこの発生の後期段階まで遅らせると、遺伝子診断を行う時間が制限され、胚を患者に戻す前に 2 回目の PCR をやり直したり、FISH プローブを再ハイブリダイズしたりすることが困難になります。

卵丘細胞サンプリング

卵丘細胞のサンプリングは、胚の極体または細胞のサンプリングに加えて行うことができます。卵丘細胞と卵母細胞間の分子間相互作用のため、卵丘細胞の遺伝子発現プロファイリングを行うことで、卵母細胞の品質や卵巣過剰刺激プロトコルの効率を推定することができ、間接的に異数性、胚の発育、妊娠結果を予測できる可能性があります。[ 44 ]

非侵襲的な方法

従来の胚生検は侵襲性が高く、費用もかかる場合があります。そのため、研究者たちは、より侵襲性の低い着床前遺伝子検査法の開発を継続的に模索しています。最近、従来の方法に代わる方法として、胚盤腔液や使用済み胚培地といった新たな非侵襲的な着床前遺伝子スクリーニング法に関する研究が発表されています。[ 45 ]

胞胚腔液の使用

通常の体外受精（IVF）プロセスにおいて、胚をガラス化する適切な方法は、健康な妊娠の可能性を高めます。ガラス化プロセスでは、発達した胚は脱水され、胚盤胞とその胚盤胞腔は凍結プロセスのために崩壊します。崩壊を促進するために、レーザーパルス、反復マイクロピペッティング、マイクロニードル穿刺、マイクロ吸引など、多くの方法が用いられてきました。[ 46 ]通常、この液は廃棄されますが、着床前胚（BL）遺伝子検査では、この液を保存し、DNA検査を行います。このDNAは、発達中の胚に存在するアポトーシスを経た細胞に由来すると考えられています。[ 45 ]

胚盤胞培養調整培地の使用

より侵襲性の低い着床前遺伝子検査のもう一つの方法は、胚が成長した培養液の検査です。胚は培養期間中に死滅した細胞からDNA断片を放出することが知られています。この知見に基づき、科学者たちはこのDNAを単離し、着床前遺伝子検査に使用できるのではないかと考えました。[ 45 ]

利点と結果

従来の着床前遺伝子検査法が胚に有害であるかどうかについては、相反する証拠が存在するものの、胚盤胞液と使用済み胚培地を用いた、より低侵襲で同等の効果を持つ新しい検査法が存在します。これらの代替法には、使用可能なDNA量が最小限であること、そしてこの技術の精度がどの程度かという2つの問題があります。これらの懸念は最近、Kuznyetsov氏によって解決され、氏は両方の方法を用いることを決定し、両方の技術から採取したDNAの量を組み合わせて検査を行いました。単離されたDNAは、着床前遺伝子検査に使用されました。その結果、両方の方法（胚盤胞液と使用済み胚培地）を併用した場合、染色体コピー全体の一致率は、栄養外胚葉と比較して87.5%、胚盤胞全体（ゴールドスタンダード）と比較して96.4%であることが示されました。さらに、この新しい方法を用いて増幅を行った結果、サンプルあたり25.0～54.0 ng/ulのDNAを生成できました。栄養外胚葉などの伝統的な方法では、10～44 ng/ulが採取されました。[ 45 ]

遺伝子解析技術

蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）とポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、PGDにおいて一般的に使用されている2つの第一世代の技術です。PCRは一般的に単一遺伝子疾患の診断に使用され、FISHは染色体異常（例えば、異数性スクリーニングや染色体転座）の検出に使用されます。過去数年間でPGD検査における様々な進歩により、使用される技術に応じて得られる結果の包括性と精度が向上しました。[ 47 ] [ 48 ]最近、単一の割球からメタフェーズプレートを固定する方法が開発されました。この技術をFISHと組み合わせたm-FISHは、メタフェーズプレート全体に対して分析を行うため、より信頼性の高い結果を得ることができます[ 49 ]

FISHとPCRに加えて、単一細胞ゲノム配列解析が着床前遺伝子診断の方法として試験されている。[ 50 ]これにより、胚の ゲノムの完全なDNA配列が特徴付けられる。

魚

FISH法は、胚の染色体構成を決定するために最も一般的に用いられる方法です。核型分析とは異なり、間期染色体にも適用できるため、胚盤胞（PB）、割球、胚盤胞期（TE）のサンプルに使用できます。細胞は顕微鏡スライドガラス上に固定され、DNAプローブとハイブリダイゼーションされます。これらのプローブはそれぞれ染色体の一部に特異的で、蛍光色素で標識されています。

デュアルFISHは、ヒト着床前胚の性別を判定するための効率的な技術であり、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）では不可能な異常な染色体コピー数を検出する能力も備えていると考えられていた。[ 51 ]

現在、すべての染色体のさまざまなセグメントに対して大規模なプローブパネルが利用可能ですが、異なる蛍光色素の数が限られているため、同時に分析できる信号の数が制限されます。

サンプルに使用されるプローブの種類と数は、適応症によって異なります。性別判定（例えば、特定のX連鎖疾患に対するPCRプロトコルが利用できない場合に使用）では、X染色体とY染色体のプローブに加え、内部FISHコントロールとして1つ以上の常染色体のプローブが使用されます。異数性、特に妊娠継続につながる可能性のある異数性（ 21トリソミーなど）を確認するために、さらにプローブを追加することもできます。X染色体、Y染色体、13、14、15、16、18、21、22染色体のプローブを使用することで、自然流産で見られる異数性の70%を検出できる可能性があります。

同一サンプルでより多くの染色体を解析するために、FISH法は最大3回連続して実施することができます。染色体再編成の場合、関心領域を挟む特定のプローブの組み合わせを選択する必要があります。FISH法のエラー率は5～10%と考えられています。

FISHを用いて胚の染色体構成を調べる際の主な問題は、ヒトの着床前段階で観察されるモザイク率の高さである。800個以上の胚のメタ分析により、着床前胚の約75%がモザイクであり、そのうち約60%が二倍体-異数体モザイク、約15%が異数体モザイクであるという結果が出た。[ 52 ] Liら[ 53 ]は、3日目に異数体と診断された胚の40%が、 6日目には正倍数体の内部細胞塊を持つようになったことを発見した。Staessenらは、PGS中に異常と診断され、PGD後に再分析された胚の17.5%に正常細胞も含まれており、8.4%が肉眼的に正常であることがわかった。[ 54 ]その結果、胚から採取された1個または2個の細胞が実際に完全な胚を代表しているのかどうか、また、技術の限界により生存可能な胚が廃棄されていないのかどうかが疑問視されている。しかしながら、モザイク胚の移植は、正倍数体が得られない場合に限り、事前に患者にリスクについて説明し、できれば出生前診断を行った上で行われるべきである。

PCR

1985年、キャリー・マリスは、生体内でのDNA複製プロセスを簡略化した試験管内での再現法としてPCRを考案しました。DNAの化学的性質と耐熱性DNAポリメラーゼの利用可能性を活用することで、PCRはDNAサンプル中の特定の配列を濃縮することが可能になります。PCRはゲノムの特定領域のコピーを大量に取得し、さらなる分析を可能にします。PCRは非常に感度と特異性に優れた技術であるため、PGDを含むあらゆる種類の遺伝子診断に適しています。現在、PCR自体だけでなく、PCR産物の事後分析方法にも様々なバリエーションが存在します。

PGD​​ で PCR を使用する場合、通常の遺伝子解析では存在しない問題、つまり利用可能なゲノム DNA の量が微量であるという問題に直面します。PGD は単一細胞に対して行われるため、PCR を適応させて物理的限界まで押し上げ、可能な限り最小限のテンプレート、つまり 1 本の鎖を使用する必要があります。これは、PCR 条件の微調整に長いプロセスが必要であり、従来の PCR のすべての問題の影響を受けやすく、さらに数段階深刻化していることを意味します。必要な PCR サイクル数が多く、テンプレートの量が限られているため、単一細胞 PCR はコンタミネーションに対して非常に敏感です。単一細胞 PCR に特有のもう 1 つの問題は、アレル ドロップ アウト (ADO) 現象です。これは、ヘテロ接合性サンプルに存在するアレルの 1 つがランダムに増幅されない現象です。ADO は、どのアレルが増幅されないかによってヘテロ接合性胚が影響を受けている、または影響を受けていないと診断される可能性があるため、PGD の信頼性を著しく損ないます。これは常染色体優性疾患の PGD において特に懸念される問題であり、影響を受けた対立遺伝子の ADO により影響を受けた胚の移植につながる可能性があります。

筋強直性ジストロフィーや脆弱X症候群に関連するトリプレットリピート遺伝子など、様々な疾患に対するPCRベースのアッセイが、ヒトの体細胞、配偶子、胚の単一細胞で開発されている。[ 55 ]

次世代シーケンシングのコンセプト

NGSで用いられる大規模並列シーケンシングの核となる原理は、より長いDNA断片をシーケンシングするために開発されたショットガンシーケンシングを応用したものです。NGS技術は、標的DNAテンプレートをランダムに読み取ります。標的DNAまたはゲノム全体を小さな断片に分割し、それらのDNA断片を指定されたアダプターに連結することで、 [ 56 ]並列DNA合成中にランダムに読み取ります。リード長は、連続してシーケンシングされた塩基の実際の数に対応します。リード長はサンガーシーケンシングよりもはるかに短いため、NGSの結果はショートリードと呼ばれます。

2014年から、PGTにおいて次世代シーケンシング（NGS）が実施されています。 [ 57 ] NGSは、大量のDNAを合理的なコストと時間でシーケンシングできる一連の技術です。ミトコンドリアゲノムを含む胚ゲノム全体の全体像を把握することができます。これらの技術は、約400塩基の短いリードをシーケンシングし、強力なアライメントソフトウェアを用いてこれらのリードを重ね合わせることに基づいています。

同様に、NGSは、保因者である両親から示唆があれば、24本の染色体の異数性や単一遺伝子異常の検出にも用いられます。NGSの主な利点は、異数性と単一遺伝子疾患の両方を1回の生検で検出できること、そして費用が抑えられているため、より利用しやすいことです。

NGS の 2 つの例としては、ピロシーケンシングと可逆的色素ターミネーターがあります。

パイロシークエンシング

ピロシークエンシング法は、DNA合成中に放出されるピロリン酸の検出と、合成によるシークエンシング原理に基づいています。この技術では、4種類の酵素を用いて、合成中の核酸配列を正確に検出します。[ 58 ]

4種類のデオキシヌクレオチド三リン酸（dNTP）のサイクルが、反応混合物に別々に繰り返し添加されます。カスケードは、核酸重合反応から始まり、ポリメラーゼによるヌクレオチドの取り込みの結果として無機ピロリン酸が放出されます。各ヌクレオチドの取り込みイベントの後に、取り込まれたヌクレオチドの量と等モル量の無機ピロリン酸が放出されます。放出されたピロリン酸は、APSの存在下でATPスルフリラーゼによって定量的にATPに変換されます。生成されたATPは、ルシフェラーゼを介したルシフェリンからオキシルシフェリンへの変換を促進し、ATPの量に比例した量の可視光を生成します。この合成プロセス中に、DNA鎖は相補的なヌクレオチドによって伸長し、DNA配列はスクリーン上のピログラムによって示されます。重合から光検出までの全体的な反応は、室温で3～4秒以内に起こります。 ATP スルフリラーゼは約 1.5 秒でピロリン酸を ATP に変換し、ルシフェラーゼによる光の生成は 0.2 秒未満で起こります。

制限

これらの技術がもたらす利点に加え、NGS技術が胚診断の臨床分野に導入されるまでには、技術的および倫理的な両面において、解決すべき課題が数多く存在します。その一つは、NGS技術によって生成される膨大な配列データの解釈です。背景多型は、疾患を引き起こす可能性のある変異やコピー数変異と区別する必要があります。関心のあるゲノム座位を選択的に回収し、その後シーケンシングを行うことで、全ゲノムシーケンシング手法と比較して、生成されるデータ量と解析にかかる労力を大幅に削減できます。[ 56 ]

診断の確定

PGD​​ における診断の確定は必ずしも簡単ではありません。FISH または PCR の結果後に置換する胚を選択する基準は、すべてのセンターで同じではありません。FISH の場合、センターによっては、1 つまたは 2 つの割球を分析した後に染色体が正常である（つまり、ゴノソームと分析した常染色体の 2 つのシグナルを示す）ことが判明した胚のみを置換し、2 つの割球を分析する場合は結果が一致するはずです。他のセンターは、偽モノソミー（つまり、正常な二倍体細胞で 1 つの FISH シグナルが失われる）が最も頻繁に発生する誤診であるため、モノソミーと診断された胚を移植できると主張しています。これらの場合、異数体妊娠のリスクはなく、FISH エラーが原因で正常な二倍体胚が移植用に失われることはありません。さらに、3日目にモノソミーと診断された胚（X染色体と21番染色体を除く）は胚盤胞まで成長しないことが示されており、これは継続中の妊娠中にこれらのモノソミーが観察されないという事実と相関しています。

PCR を用いた PGD の診断と誤診は、Navidi と Arnheim、および Lewis と共同研究者らの研究で数学的にモデル化されている。[ 59 ] [ 60 ]これらの出版物の最も重要な結論は、胚の効率的かつ正確な診断には 2 つの遺伝子型が必要であるということである。これは、連鎖したマーカーと単一細胞の疾患遺伝子型に基づくことも、2 つの細胞のマーカー/疾患遺伝子型に基づくこともできる。これらの論文で検討されている興味深い点は、特定の胚の PCR 結果に現れる可能性のあるすべての対立遺伝子の組み合わせを詳細に研究していることである。著者らは、診断中に得られる遺伝子型の一部は連鎖したマーカー遺伝子型の予想されるパターンと一致しない可能性があるが、胚の影響を受けていない遺伝子型については十分な信頼性を提供していると指摘している。これらのモデルは安心感を与えるものですが、理論モデルに基づいており、一般的には誤診の可能性を避けるため、より保守的な基準で診断が確定されます。細胞の分析中に予期しない対立遺伝子が出現した場合、観察された遺伝子型に応じて、異常な細胞が分析されたか、汚染が発生したとみなされ、診断を確定することはできません。分析された細胞の異常が明確に特定できるケースは、連鎖マーカーのマルチプレックスPCRを使用して、サンプル中に両親の一方の対立遺伝子のみが検出された場合です。この場合、細胞はマーカーが位置する染色体にモノソミーを有しているか、またはおそらくは半数体であると考えられます。影響を受けた遺伝子型を示す単一の対立遺伝子の出現は、胚が影響を受けていると診断するのに十分であると考えられており、完全に影響を受けていない遺伝子型と診断された胚が置換に好まれます。この方針により、移植に適した影響を受けていない胚の数が減る可能性がありますが、誤診の可能性よりは好ましいと考えられています。

着床前遺伝子ハプロタイピング

着床前遺伝子ハプロタイピング（PGH）は、疾患を引き起こす変異ではなく、対象疾患と統計的な関連性を持つ遺伝子マーカーのハプロタイプを同定するPGD技術である。 [ 61 ]

特定の疾患に関連する遺伝子マーカーのパネルが確立されると、その疾患のすべての保因者に使用することができます。[ 61 ]一方、単一遺伝子疾患であっても、影響を受ける遺伝子内の様々な変異によって引き起こされる可能性があるため、特定の変異の検出に基づく従来のPGD法では、変異特異的な検査が必要となります。このように、PGHは、変異特異的な検査が利用できない症例にもPGDの利用可能性を広げます。

PGHはFISHに比べて、染色体転座のバランス型を持つ胚と相同な正常染色体を持つ胚を区別できないという利点もあります。この区別ができないことは、診断に深刻な悪影響を及ぼす可能性があります。PGHは、FISHではしばしばできない区別を可能にします。PGHは、転座の認識により適した多型マーカーを用いることでこれを実現します。これらの多型マーカーは、正常転座、バランス型転座、および不バランス型転座を持つ胚を区別することができます。また、FISHでは分析のために細胞固定がより多く必要となるのに対し、PGHでは細胞をポリメラーゼ連鎖反応チューブに移すだけで済みます。細胞移し替えはより簡単な方法であり、分析の失敗の可能性も低くなります。[ 62 ]

胚移植および余剰胚の凍結保存

胚移植は通常、受精後 3 日目または 5 日目に行われますが、そのタイミングは PGD に使用される技術と、胚移植が行われる IVFセンターの標準的な手順によって異なります。

ART後の多胎妊娠の発生率を低減することを目的とした単一胚移植政策が欧州で導入され、通常は1つの胚または初期胚盤胞が子宮に戻されます。血清hCGは12日目に測定されます。妊娠が確定した場合、7週目に超音波検査を行い、胎児心拍を確認します。誤診のリスクは低いとはいえ、産後うつ病（PND）の受診が一般的に推奨されています。

PGD​​後、女性に戻すのに適した胚が必要以上に残っていることは珍しくありません。PGDを受けるカップルにとって、これらの胚は非常に貴重です。なぜなら、現在の周期では妊娠を継続できない可能性があるからです。胚の凍結保存とその後の解凍・移植は、面倒で費用のかかるARTやPGDを再度行うことなく、妊娠のチャンスを再び得ることを可能にします。

胚への副作用

アトランタのジョージア生殖専門医の科学ディレクター兼主任胚発生学者であるマイケル・タッカー博士によると、PGD/PGSは真剣に検討する必要がある侵襲的処置である。[ 63 ] セントバーナバスのIRMS生殖医療のニュージャージー生殖内分泌学者であるセレナ・H・チェン医学博士によると、PGDのリスクの1つに、生検処置中に胚が損傷すること（その結果、胚全体が破壊されること）が含まれる。[ 63 ] もう1つのリスクは、胚を凍結状態で保管し、後で処置のために解凍する凍結保存である。解凍された胚の約20％は生存しない。[ 64 ] [ 65 ] 生検された胚は凍結保存された胚の生存率が低いことを示唆する研究がある。[ 66 ] 別の研究では、卵割期生検を伴うPGSは高齢出産女性の出生率を有意に低下させることが示唆されている。[ 19 ] また、別の研究では、PGD/PGSは多胎妊娠における周産期死亡率を上昇させるため、注意と長期にわたる追跡調査を推奨している。[ 67 ]

マウスモデル研究では、PGDは体重増加や記憶力の低下など、さまざまな長期的なリスクに関連していることが示されています。成体マウスの脳のプロテオーム解析では、生検群と対照群の間に有意な差が見られ、その多くはアルツハイマー病やダウン症候群などの神経変性疾患と密接に関連しています。[ 68 ] [ 69 ]

倫理的問題

PGD​​は倫理的な問題を提起しているが、このアプローチは妊娠中の胎児選抜への依存を減らす可能性がある。この技術は受精卵の出生前性別判別に使用できるため、「家族のバランス」の観点から、一方の性別の受精卵をもう一方の性別よりも優先して選抜するために使用できる可能性がある。 [ 12 ]インドでは、性別の多様性を目的としたPGDの使用が報告されており、ボンベイの体外受精プログラムでは、既に女児がいる夫婦の第二子として男児を選抜するためにPGDを提供している。インドでは男児相続が重要であるため、これらの夫婦は女児を妊娠した場合、中絶に頼っていた可能性がある（たとえその目的では違法であったとしても）。このような状況では、性別の多様性を目的とした性選択のためのPGDは正当化されると思われる。将来的には、社会経済的な懸念を伴う他の「社会的選抜」の選択が行われる可能性がある。影響を受けていない受精卵のみが女性の子宮に移植される。影響を受けたものは廃棄されるか、科学研究のために寄付される。[ 70 ]

PGD​​が胚に与える影響に基づく反対意見は、中絶や胚の地位をめぐる議論を彷彿とさせます。こうした議論は、中絶から胚性幹細胞研究に至るまで、他の多くの文脈で繰り広げられてきました。胚や胎児を人格とみなす人々は、胚の作製と破壊に反対し、PGDのほとんどの使用に反対します。一方で、着床前胚は発達段階が未熟であるため権利や利益を得ることはできないものの、新しい人格への第一歩として特別な尊重を受けるべきだと考える人もいます。[ 12 ]

PGD​​は、知性や美しさといった医学的必要性とは無関係な遺伝的問題や、障害といったネガティブな特性をスクリーニングする可能性を秘めている。医学界はこれを直感に反し、議論を呼ぶ提案とみなしている。[ 71 ] 「デザイナーベビー」の可能性はPGD技術と密接に関連しており、遺伝子スクリーニングの頻度を高めることが現代の優生学運動につながるのではないかという懸念が生じている。[ 12 ]一方、生殖善行の原則が提唱されている。これは、最良の人生を送ると期待される子供を選抜する立場にある親の道徳的義務である。 [ 72 ]この原則を支持する議論の一つは、特性（共感力、記憶力など）は、子供がどのような人生計画を持つにせよ、それを実現する上で道具的価値があるという意味で「万能手段」であるという点である。[ 73 ]ヴァルター・ファイトは、生命を「創造する」ことと「選択する」ことの間には本質的な道徳的違いはなく、したがって優生学は生殖の善行の原則を受け入れることの自然な帰結であると主張した。[ 74 ]

障害

2006年、米国のPGDクリニックの3%が、障害の有無を理由に胚を選択したと報告しました。[ 75 ]関与したカップルは、故意に子供を傷つけたとして告発されました。この慣行は、両親が意図的に小人症の子供を作り出す小人症において顕著です。[ 75 ]既に障害のある子供に骨髄移植を行う救世主となる兄弟姉妹を選択する際には、ドナーとなる子供の商品化や福祉といった問題が伴います。 [ 76 ]

PGD​​は、多細胞胚から1つの細胞の結果に依拠することで、その細胞が胚の残りの部分を代表するという仮定に基づいて行われます。モザイクの発生率は比較的高いことが多いため、必ずしもそうとは限りません。[ 77 ] PGDでは、偽陰性の結果が出た場合、異常胚が受け入れられる可能性があり、偽陽性の結果が出た場合、正常胚が除外される可能性もあります。

もう一つの問題となるのは、ハンチントン病など、親にはまだ明らかでない可能性がある一部の遺伝性疾患の PGD 結果を非開示とすることが望ましいケースである。これは、患者が自身のキャリア状態を知りたくないが、疾患のない子孫を産むことを確実にしたい場合に適用されます。この手順は、移植に使用できる健康で影響を受けていない胚がなく、患者がキャリアであると疑わないように模擬移植を実施する必要がある場合など、医療従事者を倫理的に問題のある状況に置く可能性があります。欧州ヒト生殖・胎芽学会(ESHRE) の倫理タスク フォースは現在、代わりに除外テストを使用することを推奨しています。除外テストは、多型マーカーを使用した連鎖解析に基づいており、染色体の親と祖父母の起源を確立できます。この方法では、影響を受けた祖父母に由来する染色体を含まない胚のみが置換されるため、突然変異自体を検出する必要がなくなります。

PGD​​に対する批判

この問題の敏感さゆえに、着床前遺伝子診断は学界だけでなく学外でも活発な議論を巻き起こしてきた。[ 78 ]

障害のリスク（聴覚障害などの「障害」を発症する可能性のある胚の逆淘汰など）を回避するために胚を廃棄する可能性に反対する人々は、もし「存在と非存在」（「この世に生まれる」か「この世に生まれない」か）の二つの可能性しかないのであれば、胚にこの世に生まれる権利を与える方が、存在しないという選択肢よりも良いと主張する。[ 78 ]

着床前遺伝子診断を拒否するもう一つの広く用いられている論拠は、「障害」という用語の意味に関するものである（Bickenach & Chatterji, 2003）。医学用語では、障害とは正常な機能から逸脱した機能を持つものと説明される。[ 79 ]しかし、障害者コミュニティの多くは、障害は社会が世界を構築する方法によって決定されることが多いと強調する。[ 80 ]このように、「正常」と「健康」の概念は相対的であり、時間、場所、社会に依存する。着床前遺伝子診断反対派は、着床前遺伝子診断によって障害者の誕生を回避することに反対し、まず障害とは何かを定義する必要があると主張する。[ 81 ]

PGD​​のサポート

文献では、着床前遺伝子診断を支持する最も一般的な3つのタイプの議論が強調されている。[ 78 ] 最初のタイプの議論は主に、障害や疾患が胎児の生活の質を低下させる可能性が高いと考える一部の学界によってなされている。[ 82 ] 2番目に多いタイプの議論は、主に個人の人間的繁栄に関する親の義務に焦点を当てている。この議論は、親には胎児に最低限の生活環境を保証する義務と責任があるという考えに基づいている。[ 82 ]

最後の議論は、障害や疾病を抱える個人が社会の社会的経済的発展にどれだけ貢献できるかを考慮しながら、彼らを世に送り出すことの重要性を強調するものであり、これらの個人は社会全体の現状と幸福の改善に貢献することはできないと示唆している。[ 78 ]

日本では、着床前遺伝子検査（PGT-M）は、遺伝性疾患に苦しむ個人と、フェミニスト団体や障害者活動家団体の間で激しい議論の的となっている。クロイドン氏が指摘するように、「生殖年齢にありながら障害の影響を受けている個人やその配偶者など、PGT-Mを受ける可能性のある人々は、この技術を利用したいと考えている」ものの、「女性や障害者の権利を訴える団体からの反対に直面している。これらの団体には、受精卵の遺伝子検査を、以下のいずれかの、あるいはすべての点で捉える人々が含まれている。1) 受精卵検査は、健康な子供を産む場合にのみ生殖が許されるというメッセージを伝えることになり、検査を受ける女性に過度のプレッシャーをかける。2) 障害者に対する社会の既存の差別的態度を強化する。3) 生殖過程を通じて疾患を回避することは、現在障害を抱えて生きる人々のための治療法・治療法の開発を科学界が追求し続ける必要性を低下させる。」結局のところ、PGT-Mの使用は日本ではまだ制限されており、日本産科婦人科学会（JSOG）によって非公式に規制されている。[ 83 ]

インターセックスの特徴

PGD​​はインターセックスの特性を持つ人々に対する差別を許している。ジョージアン・デイビスは、このような差別は、インターセックスの特性を持つ多くの人々が充実した幸せな人生を送ってきたことを認識していないと主張している。 [ 84 ]モーガン・カーペンターは、英国ヒト受精・胚研究機構（HFA）が英国で除外される可能性のある「重篤な」「遺伝性疾患」のリストに、5α還元酵素欠損症やアンドロゲン不応症など、インターセックスの特性を持つ複数のバリエーションが含まれていることを強調している。これらの特性は、一流の女性アスリートや「世界初のインターセックスであることを公表した市長」にも見られる。[ 85 ]インターセックス・インターナショナル・オーストラリアは、オーストラリア国立保健医療研究評議会に対し、このような介入を禁止するよう求め、「性やジェンダー規範に関する社会的な理解、そして医学および医療社会学の文献において、インターセックスの状態、性自認、性的指向が密接に絡み合っている」ことを指摘している。[ 86 ]

2015年、欧州評議会は人権とインターセックスの人々に関する論点報告書を発表し、次のように述べています。

インターセックスの人々の生存権は、差別的な「性別選択」や「着床前遺伝子診断、その他の検査、特定の特性の選択」によって侵害される可能性があります。このような選択解除や選択的中絶は、インターセックスの人々に対する性特性に基づく差別であり、倫理基準および人権基準に反します。[ 87 ]

救世主の兄弟

HLA（ヒト白血球抗原）マッチングとPGDを組み合わせることで、夫婦は遺伝性疾患に罹患している既存の子供を救うために、遺伝性疾患に罹患していない胚を選択することができます。「救世主兄弟」は、おそらく兄弟姉妹と適合する生命を救う組織を提供するでしょう。[ 88 ]一部の倫理学者は、この処置によって生み出された「救世主兄弟」は商品のように扱われると主張しています。[ 88 ]「救世主兄弟」を選択することに反対するもう一つの論点は、遺伝子操作された「デザイナーベビー」を生み出すというものです。[ 89 ]この論点は、形質の強化と疾患の予防という道徳的な区別についての議論を引き起こします。[ 90 ]最後に、「救世主兄弟」に反対する人々は、主にこの処置が子供に精神的・心理的な害をもたらすという点を懸念しています。[ 88 ]

現在、米国では正式な規制やガイドラインは存在しない。[ 91 ]この処置に関する倫理的判断は、医療提供者と患者の裁量に委ねられている。[ 91 ]対照的に、英国におけるPGDの使用はヒト受精・胚研究法（HFEA）によって規制されており、この技術を実施するクリニックはライセンスを取得し、厳格な基準に従うことが義務付けられている。[ 91 ]

宗教的な反対

一部の宗教団体はこの処置に反対している。例えば、ローマ・カトリック教会は、この処置は人命の破壊を伴うという立場を取っている。[ 92 ]さらに、卵子の体外受精の必要性はアリストテレスの自然原理に反するとして反対している。一方、正統派ユダヤ教はPGDを支持している。[ 70 ]

心理的要因

実施されたメタアナリシスは、着床前遺伝子診断（PGD）に関する研究が将来の研究を示唆していることを示唆しています。これは、肯定的な意識調査結果、PGDを受けた人と自然妊娠した人の間に有意差がないことを示した産後追跡調査、そして過去に否定的な経験を持つ女性がPGDを安心感の手段と捉えていることを裏付ける民族誌的研究によるものです。第一に、意識調査では、不妊、妊娠中絶、そして流産を繰り返した経験を持つ女性は、着床前遺伝子診断に対してより肯定的な態度を示しました。彼女たちはPGDを受けることに対してより寛容でした。第二に、最初の意識調査と同様に、2004年に実施された民族誌的研究でも同様の結果が得られました。複数回の流産、不妊、そして病気の子どもの既往を持つカップルは、着床前遺伝子診断が実行可能な選択肢であると感じていました。また、彼らはより安心感を感じており、「この技術を利用した人は、実際に妊娠喪失を繰り返さないようにする意欲が高まった」とのことです。[ 93 ]要約すると、これらの研究の一部は回顧的研究であり、サンプル数も限られているため限界があるものの、研究結果はPGDの使用に対する参加者の全体的な満足度を示している。しかしながら、研究著者らは、これらの研究は、胚移植および着床中のストレスと気分のレベルを評価するために必要な、妥当な心理尺度を用いた前向き研究デザインの作成など、将来の研究の必要性を強調していると指摘している。[ 93 ]

政策と合法性

カナダ

2004年に生殖補助医療法（AHR）が施行される以前、カナダではPGDは規制されていませんでした。同法は、医療目的以外での性別選択を禁止していました。[ 94 ]

2012年の国家予算削減により、AHRは廃止され、生殖補助医療の規制は各州に委任されました。[ 95 ]この委任により、各州は自由に行動できる大きな裁量を持つようになりました。その結果、ケベック州、アルバータ州、マニトバ州などの州では、体外受精の費用のほぼ全額が公的医療保険に計上されています。[ 96 ]ダウン症の最初のPGD検査を開発し、リプロジェネティクスの創設者でもあるサンティアゴ・ムンネ博士は、これらの州の決定を、自社の成長とカナダ各地でのリプロジェネティクス研究所の開設の機会と捉えました。彼はカタログベビーに関する論争を否定し、完璧な赤ちゃんには何の問題もないと述べています。[ 96 ]

しかし、オンタリオ州にはPGDに関する具体的な規制がない。2011年以来、オンタリオ州の児童青少年サービス省は、すべてのオンタリオ州民を対象に、政府が資金提供する「安全な不妊治療」教育、受精卵のモニタリング、生殖補助医療サービスの発展を提唱している。この政府報告書によると、オンタリオ州は体外受精やPGDなどの生殖補助医療サービスに関する規制が明確でないだけでなく、これらのサービスに資金を投入していない。存在する生殖クリニックはすべて私立で、ブランプトン、マーカム、ミシサガ、スカーバラ、トロント、ロンドン、オタワにのみ所在している。[ 97 ]対照的に、アルバータ州やケベック州などの州には、クリニックの数が多いだけでなく、生殖補助医療やこれらの診療に対する政府の資金提供に関する詳細な法律もある。

ドイツ

2010年以前は、PGDの使用は法的にグレーゾーンであった。[ 98 ] 2010年、ドイツ連邦最高裁判所は、例外的なケースにおいてPGDを使用できるとの判決を下した。[ 98 ] 2011年7月7日、ドイツ連邦議会は特定のケースにおいてPGDを許可する法律を可決した。この処置は、両親から遺伝性疾患が受け継がれる可能性が高い場合、または遺伝的に死産や流産の可能性が高い場合にのみ使用できる。[ 99 ] 2013年2月1日、ドイツ連邦参議院はPGDの実際の使用方法を規制する規則を承認した。[ 98 ]

ハンガリー

ハンガリーでは、重度の遺伝性疾患（遺伝リスクが10%を超える場合）の場合、PGD（着床前遺伝子診断）が認められています。異数性に対する着床前遺伝子診断（PGS/PGD-A）も認められた方法です。PGS/PGD-Aは現在、複数回の流産、複数回の体外受精失敗、または母親が35歳以上の場合に推奨されています。[ 100 ]承認された方法であるにもかかわらず、PGD-Aはハンガリーで1つの不妊治療クリニックでのみ受けることができます。[ 101 ]

インド

インドでは、家族保健福祉省が1994年の「妊娠前および出生前診断技術法」に基づき、この概念を規制しています。この法律は1994年以降も改正され、必要な改正が行われた場合は、インド政府の公式ウェブサイトで随時更新されています。[ 102 ]インドでは、妊娠前診断（PGD）による子供の性別判定・選抜は違法です。[ 103 ] [ 104 ]

メキシコ

2006年現在、メキシコのクリニックはPGDサービスを合法的に提供している。[ 105 ]

南アフリカ

南アフリカでは、生殖の自由の権利が憲法で保護されており、政府は親の選択が将来の子供に害を及ぼす可能性がある程度、または親の選択が社会的な偏見を強化する可能性がある程度にのみPGDを制限できると提案されている。[ 106 ]

ウクライナ

着床前遺伝子診断はウクライナで許可されており、2013年11月1日から、ウクライナ保健省の命令「ウクライナにおける生殖補助医療技術の適用の承認について」2013年9月9日付け第787号により規制されている。[ 107 ]

イギリス

英国では、生殖補助医療は2008年のヒト受精・胚研究法（HFE）に基づいて規制されている。しかし、HFE法はPGDを取り巻く問題には対処していない。そのため、HFE局（HFEA）が2003年に設立され、PGDを提供するクリニックのライセンス発行と監視を行う国の規制機関となっている。HFEAは、関係するクリニックがHFEAからライセンスを取得している場合に限りPGDの使用を許可し、このライセンスに関する規則を業務規範に定めている。[ 108 ]クリニックごと、病状ごとに個別の申請が必要であり、HFEAは提案された遺伝子検査の適切性とクリニックのスタッフのスキルと設備を審査する。審査が通って初めて、患者にPGDを使用することができる。

HFEAは、社会的または文化的理由による性別選択を厳しく禁止していますが、性連鎖疾患の回避を目的としています。HFEAは、PGDは「社会的または心理的特徴、正常な身体的変異、または障害や深刻な病状に関連しないその他の状態」には受け入れられないと規定しています。ただし、深刻な遺伝性疾患の家族歴があるカップルや個人には適用可能です。[ 109 ] HFEAは、インターセックスの変異を、一部のトップ女性アスリートに関連する5α還元酵素欠損症などの「深刻な遺伝性疾患」と見なしています。[ 110 ]インターセックスの支持者は、このような決定は性に関する社会規範や文化的理由に基づいていると主張しています。[ 111 ]

アメリカ合衆国

米国には、遺伝子検査を含む生殖補助医療（PGD）に関する統一的な規制制度は存在しない。連邦政府は医療行為に直接的な管轄権を持たないため、PGDの実施と規制は、ほとんどの場合、州法または専門ガイドラインの管轄となる。現在までに、PGDに関する直接的な法律を施行した州はなく、研究者や臨床医は専門団体が定めたガイドラインに従うしかない。米国疾病予防管理センター（CDC）は、体外受精（ IVF）を提供するすべてのクリニックは妊娠成功率を毎年連邦政府に報告しなければならないと規定しているが、PGDの使用と結果の報告は義務付けられていない。米国生殖医学会（ASRM）などの専門団体は、PGDの倫理的使用に関するガイダンスを限定的に提供している。[ 112 ]米国生殖医学会（ASRM）は、「PGDは、標準的な臨床診療において、具体的かつ拡大する適用範囲を持つ確立された技術とみなされるべきである」と述べている。また、「性別に関連する疾患の予防を目的としたPGDの使用は倫理的であるが、性別選択のみを目的としたPGDの使用は推奨されない」とも述べている。[ 113 ]

2024年、アラバマ州最高裁判所は、試験管内の凍結胚は子供とみなされるべきであるとの影響力のある訴訟で判決を下し、アラバマ州をはるかに超えて生殖医療に影響を与える複雑な法的問題を提起した。[ 114 ]

スペイン

スペインでは、優生学的な影響を避けるため、着床前遺伝子診断を誰もがオープンかつアクセス可能な形で実施することは認められていません。そのため、着床前遺伝子診断はリスクの高い場合にのみ合法化されています。

着床前遺伝子診断を受精卵に対して実施するには、3つの必須要件（生命倫理委員会が認める例外を除く）を満たす必要があります。これら3つすべてを満たす必要があります。

  • 胎児に早期発症型の疾患が含まれている可能性があること。アルツハイマー病のような晩発型の疾患であれば、着床前診断では予防できない可能性があります。
  • 検出対象となる疾患が現在治癒不可能であること。重篤ではあるものの治癒可能な疾患である場合、この方法では予防できません。現在治癒不可能な疾患でありながら着床前診断が適用可能な疾患の例として、常染色体劣性単一遺伝子疾患である網膜芽細胞腫が挙げられます。
  • 病気が生命を脅かすものであるか、または子供の精神的もしくは精神運動的発達に重大な影響を及ぼすものであること。

これら 3 つの要件を満たさない病気の場合は、PGD を実行する前に生命倫理委員会の審査を受け、承認を受ける必要があります。

立法化は遅れて始まり、英国で初めて体外受精によって妊娠した ルイーズ・ブラウンが誕生してから 10 年が経った。

  • 1997年の映画『ガタカ』では、PGDが大きなテーマとして描かれています。 この映画は、PGD/体外受精が最も一般的な生殖方法となっている近未来の世界を舞台にしています。劇中では、親たちが子どもの身長、目の色、そしてわずかな遺伝的素因さえも持たないことなど、望ましい特性を選択するためにPGDを日常的に利用しています。PGDの倫理的な影響は、そうした方法を受けずに妊娠したために差別に直面する主人公の物語を通して探求されています。
  • 2004年の小説『マイ・シスターズ・キーパー』では、主人公のアンナ・フィッツジェラルドが、APL陽性の妹ケイトと遺伝子適合するようにPGDによって創られたことが登場人物によって言及されています。彼女はケイト誕生時に骨髄を提供し、APLと闘うケイトを助けることができました。また、彼女の両親がこの行為に対して批判を受けたことも小説の中で言及されています。

クリニックのウェブサイトの情報

135の体外受精クリニックを対象とした調査では、88%がウェブサイトを持ち、70%がPGDについて言及していた。後者のうち27%は大学または病院に拠点を置くクリニック、63%は個人クリニックであった。PGDについて言及しているサイトは、PGDに関連するリスクよりも、その用途や利点についてより多く言及していた。PGDについて言及しているサイトのうち、76%が単一遺伝子疾患の検査について説明していたが、標的診断の見逃しのリスクについて言及していたのはわずか35%、胚損失のリスクについて言及していたのはわずか18%であった。14%はPGDを新しい、あるいは議論の的となっているものとして説明していた。個人クリニックは、他のプログラムよりも、例えば診断ミスなどのPGDのリスクを記載したり、PGDが新しい、あるいは議論の的となっていることを注記したり、PGD情報の出典を参照したり、胚の遺伝子検査の精度を提供したり、社会的理由による性別選択を提供したりする傾向が強かった。[ 115 ]

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