Die Polkörperdiagnostik (PKD) und die Präimplantationsdiagnostik (PID) sind genetische Untersuchungsmethoden, die im Rahmen einer künstlichen Befruchtung eingesetzt werden. PKD erfolgt vor der Befruchtung und konzentriert sich auf die Analyse der weiblichen Eizelle, um mütterliches Erbgut zu beurteilen, während PID nach der Befruchtung und vor der Implantation des Embryos durchgeführt wird, um sowohl mütterliches als auch väterliches Erbgut zu untersuchen. Diese Methoden werden genutzt, um genetische Anomalien wie Einzelgenerkrankungen, strukturelle Chromosomenaberrationen und Aneuploidien zu identifizieren, wobei jeweils nur einzelne Zellen analysiert werden, was die diagnostische Genauigkeit einschränken kann. PID und PKD erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen Kinderwunschzentren und humangenetischen Laboren und sind nicht Bestandteil der regulären Gesundheitsversorgung.
Bei der Präimplantationsdiagnostik (PID) werden Trophektodermzellen nach Befruchtung, aber vor Einnistung (Implantation) in die Gebärmutterschleimhaut untersucht. Die Polkörperdiagnostik (PKD) wird hingegen vor Abschluss der Befruchtung der Eizelle durchgeführt. Beide Verfahren werden im Rahmen einer künstlichen Befruchtung mittels intracytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) umgesetzt.
Abb. Eizellbefruchtung und frühe Embryonalentwicklung – Reife Eizelle, die bereits 1. Polkörper enthält, wird durch Eindringen eines Spermiums künstlich befruchtet und es bildet sich der 2. Polkörper. Polkörperbiopsie (Entnahme des 1. und 2. Polkörpers) findet vor Verschmelzung der Vorkerne statt; Trophektodermzellen werden hingegen am Tag 5 nach der Befruchtung biopsiert.
Die Trophoblastbiopsie als Grundlage der eigentlichen PID erfasst sog. pluripotente (= nicht mehr totipotente) Zellen der embryonalen Hülle und damit sowohl das mütterlicheals auch das väterliche Erbgut. Drei bis Zehn Trophektodermzellen werden in der Regel am fünften Tag nach der Befruchtung entnommen.
Bei der Polkörperdiagnostik (PKD) werden die beiden Polkörper untersucht, mit denen die Eizelle nach dem Eisprung (erster Polkörper) bzw. nach dem Eindringen einer Samenzelle (zweiter Polkörper) bei der sog. Reife- oder Reduktionsteilung ihre ursprüngliche Chromosomenzahl von 46 (2 × 23) auf 23 (Chromatiden) reduziert. Dies ist erforderlich, da Ei- und Samenzelle ursprünglich 46 Chromosomen tragen, wie jede andere Körperzelle auch, die vor der Befruchtung jeweils auf den halben Chromosomensatz verringert werden muss, damit nach Verschmelzen der beiden Vorkerne von Eizelle und Samenzelle wieder der ursprüngliche doppelte Chromosomensatz für den sich entwickelnden Embryo vorliegt. Dabei erhält der Embryo die Hälfte seines Erbguts jeweils von Mutter und Vater. Die Untersuchung des Erbguts der Polkörper lässt Rückschlüsse auf das in der Eizelle verbliebende mütterliche Erbgut zu. Eine Beurteilung des väterlichen Erbguts ist mit dieser Untersuchung nicht möglich.
PGT-M – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich einer monogenen Erkrankung
Einzelgenerkrankungen (monogene Erkrankungen) werden durch (wahrscheinlich) pathogene Varianten in einem Gen verursacht. Je nach Vererbungsmuster ist entweder ein Elternteil erkrankt oder ein bzw. beide Partner sind asymptomatische Anlageträger.
Präimplantationsdiagnostik (PID) hinsichtlich einer monogenen Erkrankung (PGT-M) kommt für Paare in Frage, bei denen ein erhöhtes Risiko einer schwerwiegenden Erbkrankheit bei Nachkommen besteht.
PGT-SR – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich struktureller Chromosomenaberrationen
Dies sind z. B. balancierte Translokationen, d. h. ein Austausch von Chromosomenmaterial zwischen zwei Chromosomen, wobei es weder zu einem Zugewinn noch zu einem Verlust von Erbmaterial kommt. Eine balancierte Translokation kann unbalanciert weiter vererbt werden, d. h. dass es zu einem Zugewinn und/oder Verlust von Erbmaterial kommt.
Chromosomenstörungen auf Grund von unbalancierten Translokationen gehen meistens mit angeborenen Fehlbildungen und Entwicklungsstörungen einher. Im Rahmen einer künstlichen Befruchtung können die Trophektodermzellen oder die Polkörper der jeweiligen Eizelle daraufhin untersucht werden, ob das Erbgut balanciert oder unbalanciert vorliegt.
Auch Inversionen (Drehung von Chromosomenanteilen um 180° im gleichen Chromosom) können unbalanciert an die Nachkommen vererbt werden und daher eine Indikation für die PID/PKD darstellen.
PGT-A – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich Aneuploidien
Aneuploidien (Zugewinne bzw. Verluste ganzer Chromosomen) entstehen bei den anfangs genannten Reifeteilungen der Eizellen oder seltener auch der Samenzellen. Da die mütterlichen Eizellen von der Geburt bis zum Eisprung in einer empfindlichen Phase der Zellteilung ruhen, kommt es vermutlich durch einen Alterungsprozess des Zellteilungsapparates mit zunehmendem mütterlichen Alter häufiger zu solchen Fehlverteilungen. Man schätzt, dass etwa 20 % der Eizellen von 20- bis 25-jährigen Frauen, aber 70 % der Eizellen von 35- bis 40-jährigen Frauen solche chromosomalen Fehlverteilungen aufweisen. Dem zufolge treten Trisomien mit zunehmendem mütterlichen Alter häufiger auf, weshalb man ab einem Alter von 35 Jahren eine vorgeburtliche Diagnostik anbietet.
Die häufigsten Aneuploidien sind die Verdreifachung der Chromosomen 13, 18 und 21, die zur Geburt eines Kindes mit Down-Syndrom (Trisomie 21), Edwards-Syndrom (Trisomie 18) bzw. Pätau-Syndrom (Trisomie 13) führen können. Weitere häufige Trisomien (Chromosomen 15, 16 und 22) sind mit einem längeren Überleben des Embryos nicht vereinbar; man findet diese Trisomien häufiger, wenn nach einer Fehlgeburt eine Chromosomenanalyse durchgeführt wird.
Wenn der numerische Fehler nicht in den Gameten vorliegt, sondern nach der Befruchtung während der Zellteilungen des sich entwickelnden Embryos entsteht (Mitose), kann es zur Mosaikbildung kommen. Über Mosaik-Aneuploidien wird gesprochen, wenn im Embryo zwei oder mehr Zellpopulationen entstehen (zum Beispiel: ein Teil der Zellen hat einen unauffälligen und ein anderer Teil einen numerisch auffälligen Chromosomensatz).
Indikationen für die Untersuchung sind daher:
Bei der Indikationsstellung handelt es sich immer um Einzelfallentscheidungen.
Diese Technik basiert auf der Quantifizierung der Erbsubstanz (DNA) von Trophoblastzellen (PID) oder der Polkörper (PKD) nach der Sequenzierung. Die NGS-Methode hat den Vorteil, dass in einem Untersuchungsgang der gesamte Chromosomensatz auf Imbalancen analysiert werden kann. Sowohl strukturelle Aberrationen (z. B. unbalancierte reziproke oder Robertson-Translokationen, Inversionen) als auch Aneuploidien (numerische Chromosomenaberration inkl. Mosaik-Aneuploidien) können nachgewiesen werden.
Abb. Grafische Darstellung einer NGS-Analyse. Hinzugewinn eines Segments von Chromosom 2 und Verlust eines Segments von Chromosom 17 (unbalancierte
Translokation) sowie Trisomie von Chromosoms 16 (zusätzliche Aneuploidie); X-Achse: Chromosom; Y-Achse: Kopienzahl
SNP-Array – indirekter Nachweis der Variante
SNP-Microarray-Technologie (Karyomapping) ist eine universell einsetzbare Methode für Präimplantationsdiagnostik (PID) zum indirekten Nachweis monogen vererbter Einzelgenerkrankungen. In der Vorbereitungsphase wird die Erbsubstanz (DNA) der ausgewählten Familienangehörigen auf dem SNP-Array hybridisiert um gekoppelte Einzelnukleotidpolymorphismen (SNP-Marker) in direkter Nachbarschaft der Variante zu analysieren. Während der Präimplantationsdiagnostik kann indirekt durch den Nachweis der SNP-Marker-Kombination mit hoher Sicherheit auf Anwesenheit oder Abwesenheit der Variante bei den Embryonen geschlossen werden.
Minisequenzierung – direkter Nachweis der Variante
Wenn möglich, wird auch auf die in der Familie vorliegende (wahrscheinlich) pathogene Variante (sog. direkter Nachweis) untersucht um die diagnostische Sicherheit zu erhöhen. Der direkte Nachweis erfolgt mittels Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) gefolgt durch Sequenzierung des fluoreszenz-markierten PCR-Produktes.
Abb. Nachweismethoden im Rahmen der PGT-M. Vater und Mutter sind asymptomatische Anlageträger einer pathogenen Variante (rot). Das betroffene Kind hat von beiden das Gen mit der pathogenen Variante geerbt. In der Nähe der Variante werden individuell unterschiedliche DNA-Merkmale (Marker) bestimmt, in denen sich Vater und Mutter unterscheiden. Im Gegensatz zu dem direkten Nachweis (Untersuchung der Variante; in rot markiert), werden Einzelnukleotidpolymorphismen (SNP-Marker, in weiß markiert) in direkter Nachbarschaft der Variante zuerst bei den Eltern und dem betroffenen Kind (oder anderen Familienangehörigen) analysiert. Während der Präimplantationsdiagnostik kann mittels Karyomapping indirekt durch den Nachweis der SNP-Marker-Kombination mit hoher Sicherheit auf Anwesenheit oder Abwesenheit der Variante bei den Embryonen geschlossen werden. Wo möglich, wird die pathogene Variante zusätzlich mit einer zweiten Methode untersucht (direkter Nachweis).
Die diagnostische Schwierigkeit bei PID und PKD liegt darin, dass für die Untersuchungen jeweils nur einzelne Zellen (Trophoblastzellen bzw. Polkörper 1 und 2) zur Verfügung stehen. Das bedeutet auch, dass ein Untersuchungsergebnis nicht an einer zweiten Probe oder mehreren Zellen überprüft werden kann. Da die diagnostische Sicherheit in diesen Systemen trotz größtmöglicher Sorgfalt nicht bei 100 % liegen kann, wird nach Durchführung einer PID bzw. PKD grundsätzlich eine Pränataldiagnostik durch Fruchtwasserpunktion zur Bestätigung des Resultats empfohlen, wenn eine Schwangerschaft eintritt.
Beide Verfahren setzen eine sehr enge Kooperation zwischen dem Kinderwunschzentrum und dem durchführenden humangenetischen Labor voraus und werden nur nach vorheriger Rücksprache bzw. die PID nur nach dem im PräimpG festgelegten Ablauf (s.u.) durchgeführt. Für beide Verfahren muss im Vorfeld eine genetische Beratung bzw. ein medizinisches Vorgespräch erfolgen, bei dem festgestellt wird, ob für die vorliegende Anlage bzw. Erkrankung eine PID bzw. PKD technisch möglich ist: in seltenen Fällen kann ein solches Untersuchungssystem nicht etabliert werden.
Das Präimplantationsgesetz (PräimpG) sieht neben dem medizinischen Vorgespräch für jedes Paar auch eine Aufklärung und Beratung zu den medizinischen, psychischen und sozialen Folgen vor und schließlich ein positives Votum einer interdisziplinär zusammengesetzten Ethikkommission, ohne das die Untersuchung nicht durchgeführt werden darf. Außerdem ist die Durchführung dieser Untersuchung nur in lizenzierten PID-Zentren erlaubt. Diese Bestimmungen gelten nicht für die PKD.
PID und PKD sind derzeit nicht Bestandteil der Regelversorgung; die Kosten müssen daher von den Paaren selbst getragen werden. Dies gilt nicht für die genetische Beratung im Vorfeld der Diagnostik; diese zählt zu den Regelleistungen der gesetzlichen Krankenkassen.
Bei der Präimplantationsdiagnostik (PID) werden Trophektodermzellen in der Regel am 5. Tag nach der künstlichen Befruchtung mittels intracytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) entnommen und vor der Einnistung (Implantation) in die Gebärmutterschleimhaut untersucht. Durch die Untersuchung dieser sog. Trophoblastzellen, die sich später zur Plazenta entwickeln, können alle mütterlichen und väterlichen Erbanlagen beim Embryo nachgewiesen werden.
PGT-M – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich einer monogenen Erkrankung
PGT-SR – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich struktureller Chromosomenaberrationen
PGT-A – Präimplantationsdiagnostik hinsichtlich Aneuploidien
Das Präimplantationsdiagnostik-Gesetz lässt eine PID zu
Mögliche Indikationen für eine PID sind daher eine bekannte strukturelle Aberration eines elterlichen Chromosomensatzes (z. B. balancierte Translokation; PGT-SR), vererbbare Einzelgenerkrankungen (PGT-M) sowie wiederholte Implantationsversagen bzw. Fehlgeburten (PGT-A). Bei der Beurteilung durch die Ethikkommission handelt es sich immer um Einzelfallentscheidungen.
Eine PID darf nur in einem staatlich zugelassenen Zentrum für Präimplantationsdiagnostik durchgeführt werden. Mit Datum 30. Juni 2015 wurde das MVZ Martinsried vom Bayerischen Staatsministerium für Gesundheit und Pflege als Zentrum für Präimplantationsdiagnostik unter der Leitung von Frau Dr. Imma Rost zugelassen. Die Zulassung wurde für die Kooperation mit dem Kinderwunsch Centrum München (MVZ) und die Praxis für Reproduktionsmedizin KINDERWUNSCH ERLANGEN (damals Gemeinschaftspraxis der Frauenärzte Drs. Hamori/Behrens/Hammel in Erlangen) erteilt und wurde, wie bei allen PID-Zentren, zuerst auf 5 Jahre befristet. Diese Zulassung durch das Bayerische Staatsministerium für Gesundheit und Pflege stellt sicher, dass das Zentrum über die notwendige reproduktionsmedizinische und humangenetische Expertise verfügt. Das MVZ Martinsried ist bis zum 07. Juli 2025 weiterhin befugt, Präimplantationsdiagnostik durchzuführen.
1. Termin für eine humangenetische Beratung vereinbaren
Wenn Sie eine PID in Erwägung ziehen, setzen Sie sich vor der Antragstellung bitte zunächst mit dem MVZ Martinsried in Verbindung, um das diagnostische Verfahren zu besprechen und die notwendigen medizinischen Informationen zu erhalten. Im Rahmen einer genetischen Beratung, die direkt in unserem Haus durchgeführt werden kann, wird festgestellt, ob eine PID für Ihre Fragestellung angeboten werden kann.
Vereinbaren Sie mit uns einen Termin zur Genetischen Beratung unter Tel.: 089 895578-0.
Bitte bringen Sie alle relevanten Befunde zu diesem Gespräch mit oder schicken Sie uns diese, möglichst vor dem Gespräch, zu.
2. Kontakt zu Kinderwunsch Centrum München Pasing oder Drs. Behrens/Hammel in Erlangen
Wir empfehlen frühzeitig die Kontaktaufnahme zu unseren Kooperationspartnern Kinderwunsch Centrum München oder Drs. Behrens/Hammel in Erlangen. Diese können Sie ausführlich zu Ablauf und Kosten der PID von reproduktionsmedizinischer Seite aufklären und beraten.
Kontakt:
Kinderwunsch Centrum München (MVZ)
Prof. Dr. Dr. med. habil. Wolfgang Würfel, Dr. med. Claudia Gaßner,
Dr. med. Jan Krüsmann, Dr. med. Gottfried Krüsmann
Lortzingstr. 26
81241 München
Terminvergabe:
Telefon: 0 89 244 144 67
E-Mail: info@ivf-muenchen.de
Praxis für Reproduktionsmedizin KINDERWUNSCH ERLANGEN
Dr. med. R. Behrens, Dr. med. A. Hammel
Nürnberger Str. 35
91052 Erlangen
Terminvergabe:
Telefon: 0 9131 89520
E-Mail:rezeption@ivf-erlangen.de
3. Antragstellung
Möchten Sie die PID in einem PID-Zentrum in Bayern durchführen lassen, müssen Sie selbst im Anschluss an die Beratung und Aufklärung in dem PID-Zentrum einen entsprechenden Antrag an die Bayerische Ethikkommission für Präimplantationsdiagnostik stellen. Das Votum der Ethikkommission eines anderen Bundeslandes wird nicht anerkannt.
Der Antrag auf Durchführung einer PID muss schriftlich bei der Geschäftsstelle der Bayerischen Ethikkommission für Präimplantationsdiagnostik eingereicht werden. Bei der Antragstellung ist ein Antragsformular zu verwenden, dass Sie sich hier herunterladen können.
Dem Antrag müssen folgende Anlagen beigelegt werden:
Anlage 1: Humangenetische Begutachtung
Anlage 1A wird benötigt, wenn eine PID wegen einer schwerwiegenden Erbkrankheit aufgrund einer bei Ihnen und/oder Ihrem Mann bekannten Variante (Mutation) durchgeführt werden soll. Ein ausführlicher humangenetischer Befundbericht ist erforderlich.
Anlage 1B wird benötigt, wenn eine PID beantragt wird, da eine chromosomale Strukturveränderung bei Ihrem Mann oder Ihnen bekannt ist, die ein hohes Risiko für eine Fehl- oder Totgeburt erwarten läßt. Ein ausführlicher humangenetischer Befundbericht ist erforderlich.
Den Befundbrief (Anlage 1A) und/oder die ärztliche Beurteilung (Anlage 1B) erhalten Sie von unseren Fachärzten für Humangenetik nach der genetischen Beratung.
Anlage 2: Bestätigung einer unabhängigen psychosozialen Beratung
Die Beratung zu den medizinischen, psychischen und sozialen Folgen einer PID kann durch Ihren behandelnden Gynäkologen oder einen anderen Arzt Ihres Vertrauens erfolgen und bestätigt werden. Sie muss vor Einwilligung zur PID durchgeführt werden. Es muss gewährleistet sein, dass der beratende Arzt nicht an der Durchführung der PID beteiligt ist. Daher entspricht das genetische Gutachten (Anlage 1A oder 1B) durch den Arzt/die Ärztin, der/die die PID durchführen wird, nicht den Anforderungen der Anlage 2.
Anlagen 3A: (Antragsberechtigte) und 3B (Datenschutz)
Anlage 4: Bestätigung durch das MVZ Martinsried, dass die PID hier durchgeführt werden kann
Anlage 5: Eine formlose schriftliche Mitteilung darüber, ob einer anderen außer der bayerischen Ethikkommission ein inhaltlich ähnlicher Antrag vorliegt oder vorgelegen hat. Reichen Sie bitte ggf. eine Abschrift dieser Entscheidung mit ein.
Gerne unterstützen wir sie bei der Bearbeitung der Anträge.
Mit Datum 30. Juni 2015 wurde das MVZ Martinsried unter Leitung von Frau Dr. Imma Rost vom Bayerischen Staatsministerium für Gesundheit und Pflege als Zentrum für Präimplantationsdiagnostik (PID) zugelassen. Seit 1. April 2022 wird das Zentrum für PID unter der Leitung von Dr. Konstanze Hörtnagel fortgeführt. Die Zulassung wurde für die Kooperation mit dem Kinderwunsch Centrum München (MVZ) in Pasing und der Praxis für Reproduktionsmedizin KINDERWUNSCH ERLANGEN (damals Gemeinschaftspraxis (GMP) der Frauenärzte Drs. Hamori-Behrens-Hammel in Erlangen) erteilt. Als Gründe für die Zulassung wurden genannt, dass alle erforderlichen Voraussetzungen erfüllt und entsprechend qualifiziertes Personal vorhanden sind. In dem Bescheid des Ministeriums wurde insbesondere betont, dass das MVZ Martinsried auch über eine Akkreditierung für Einzelzelldiagnostik verfüge. Die Zulassung als PID-Zentrum wurde 2020 verlängert. Das MVZ Martinsried ist nun bis zum 07. Juli 2025 weiterhin befugt, Präimplantationsdiagnostik durchzuführen.
Präimplantationsdiagnostik (PID) in Deutschland
Aufgrund der Selbstanzeige eines Berliner Reproduktionsmediziners urteilte der Bundesgerichtshofs (BGH) am 6. Juli 2010, dass – entgegen der bisherigen Lesart – eine Präimplantationsdiagnostik (PID) in Deutschland unter bestimmten Voraussetzungen nicht gegen das Embryonenschutzgesetz (ESchG vom 13. Dezember 1990) verstoße, sondern zulässig sei.
Diese höchstrichterliche Entscheidung bewog den Gesetzgeber dazu, das ESchG anzupassen und am 21. November 2011 durch ein Gesetz zur Regelung der Präimplantationsdiagnostik (PräimpG, §3a des ESchG) zu ergänzen. Damit wurde der Einsatz der PID in Deutschland in engen Grenzen erlaubt. Voraussetzung für eine PID ist demnach, dass ein oder beide Eltern Anlageträger für eine schwere Erbkrankheit sind, oder dass bei einem Elternpaar ein hohes Risiko für Fehl- oder Totgeburten besteht. Die PID soll in Deutschland nur an lizensierten Zentren durchgeführt werden, und jede einzelne Fragestellung muss von einer interdisziplinär zusammengesetzten Ethikkommission überprüft und befürwortet werden. Die Rechtsverordnung (RVO) wurde am 14. November 2012 vom Bundeskabinett beschlossen.
Der Verordnung hat der Bundesrat am 1. Februar 2013 mit einigen wesentlichen Änderungen zum ursprünglichen Entwurf zugestimmt. So sollen die Ethikkommissionen PID-Anträge nicht nur nach den rein medizinischen Aspekten, sondern auch nach psychischen, sozialen und ethischen Gesichtspunkten beurteilen. Die Entscheidungen der Ethikkommissionen müssen mit einer Zweidrittelmehrheit getroffen werden. Die Anzahl der lizensierten PID-Zentren soll gemäß dem Bedarf beschränkt werden. Anträge, die eine PID in einem Bayerischen PID-Zentrum zum Ziel haben, müssen auch von der Bayerischen Ethikkommission begutachtet werden.
In Bayern gilt das Bayerische Ausführungsgesetz zur PID-Verordnung (BayAGPIDV), das am 17. Dezember 2014 in Kraft getreten ist. Mittlerweile wurden die Mitglieder der Bayerischen Ethikkommission berufen und die ersten PID-Zentren vom Bayerischen Staatsministerium für Gesundheit und Pflege (STMGP) zugelassen.
Abgesehen von der PID besteht weiterhin die Möglichkeit einer Polkörperdiagnostik (PKD) im Zusammenhang mit künstlicher Befruchtung. Hierbei kann über die Polkörper indirekt das mütterliche Erbgut der Eizelle untersucht werden.
ESHRE PGT Consortium Steering Committee, Hum Reprod Open 2020:1-12 / ESHRE PGT-M Working Group, Hum Reprod Open 2020:1-18 / ESHRE PGT-SR/PGT-A Working Group, Hum Reprod Open 2020:1-20 / De Rycke et al. 2017, Hum Reprod 32:1974 / Gesetz zur Ausführung der Präimplantationsdiagnostikverordnung (BayAGPIDV) vom 17. Dezember 2014 (GVBl S.542) BayRS 453-2-G / Präimplantationsdiagnostikgesetz: Gesetz zur Regelung der Präimplantationsdiagnostik (PräimpG) vom 21. November 2011 (Bundesgesetzblatt 2011 I, 2228) / Präimplantationsdiagnostikverordnung: Verordnung zur Regelung der Präimplantationsdiagnostik (PIDV) vom 21. Februar 2013 (Bundesgesetzblatt 2013 I, 323)
letzte Aktualisierung: 27.11.2023