地中海貧血是由組成珠蛋白的X珠蛋白鏈和B珠蛋白鏈基因突變的引起,它包括X 地中海貧血和B地中海貧血,世界疾病在我國南方各省區的發病率相當高,個別地區 可達18%,它的嚴重的影響人口的質量.
一、地中海貧血的臨床
(一)X地中海貧血的臨床:X地中海貧血在臨床上可分為四 種類型①HbBarst胎兒水腫綜合征②HbH病③輕型(標記型)X地中貧血及④靜止型地中 海貧血.(二)B地貧在臨床上亦分為四型①重型B地中海貧血,②輕型B地中海貧血③中 間型地中海貧血及④遺傳性胎兒Hb持續存在癥.其中第④類型較為常見.
二、地中海貧血的遺傳學
(一)α地中海貧血:α地中海貧血的發生是由于α珠蛋 白鏈基因突變的結果,α珠蛋白是基因定位于16P16-4er),每條染色體上均有兩個α 珠蛋白基因,該基因其長30Kb其中包括有兩個假基因和一個胚胎性Hb鏈基因,每個α 基因含有兩個內含子和3個外顯子總長約0.5Kb.(二)β地中海貧血:β地中海貧血由β 珠蛋白鏈基因突變所引起,該基因定位于11P15.5,總長度約70Kb,其中有許多胚胎性基因及假基因,而β珠蛋白基因有兩個內含子和3個外顯子,總長約為1.126Kb.
三、α和β珠蛋白基因的突變類型
(一)α-基因的突變:在α-基因的突變中,以 缺失型突變最為常見,其缺失的范圍可從兩個α-基因均缺失至一些小片段的缺失均 可在人群中檢出,α-基因的另一突變即為單堿基置換,目前已發現的突變有18種以 上,它包括錯義突變,無意突變剪接部位突變及起始信號突變.(二)β-基因的突變: β-基因的突變以點突變為主,即單核苷酸置換是β-基因的主要突變類型,它亦有堿基的括入和缺失,在我國檢出的β-基因點突變見下表:
位置 | 性質 | 對基因功能影響 | 類型 |
啟動子區(TATA) | |||
-32 | C→A | ||
-30 | T→C | mRNA轉錄效率下降 | |
-29 | A→G | β鏈合成減少 | β+ |
-28 | A→G | ||
RNA剪接基因突變 | |||
IVS-1n+1 | G→T | ||
IVS-1n+5 | G→C | mRNA合成異常 | β+ |
IVS-13 | T→G | ||
IVS-2n+654 | C→T | ||
誤義突變 | |||
CD26 | G→A | 正 | |
無意突變 | |||
CDn | A→T | β鏈合成短 | β |
CD43 | G→T | ||
突變 | |||
缺失: | CD8—AA | ||
CD31—C | |||
CD41/42-TCTT | |||
括入 | +40±43-AAAC | ||
CD14/15+G | |||
CD27/28+C | |||
CD71/72+T,+A | |||
起始裂解 | |||
ATG→AGG |
四、PCR技術在α地貧基因診斷中的應用
α地貧是由α珠蛋白基因不同范圍的缺 失及點突變所致,但以缺失型突變最為常見,因此,α地貧PCR診斷的主要任務就在于快速檢出α珠蛋白基因的缺失片段.
(一)α基因全部缺失(--1--)的PCR診斷
α基因全部缺失所引起的臨床表現為HbBar+胎兒水腫綜合征,用PCR方法檢測等,其反應體系組成如下:
引物:
PC01;5'TACTGTAGATACCCGTGTACAA3'
PC02;5'ATCARGGAAACATAGTAAT3'
PC03;5'ACACAACTGTGTTACCTAGC3'
PC04;5'CAACTTCATCCACGTTCACC3'
擴增片段:αPC01-PC02;136;-
βPC03-PC04;110;110
擴增條件:93℃(30'');45℃(30'');65℃
檢測:3%珠脂糖電泳
注):PCO3和PCO4擴增片段位于β基因,作為內對照.
結果判定:在正常人PCO1-PCO2擴增片段為B6bp,PCO3-PCO4為110bp,而HbBart胎兒水腫綜合征僅有PC)3-PCO4的110擴增片段而無PCO1和PCO2的136bp擴增產物.
(二)部分α基因缺失型的PCR檢測
除HbBart胎兒水腫外,在α地貧中,尚有部分α基因缺失的類型,它仍是α地貧2,α地貧HbH病,應用PCO1和PCO2時正常和缺失染色體均有擴增,因此對2,2,HbH及正常個體不能鑒別,因此又有人設計了一組新的引物體系進行α基因缺失的檢測,該本系的組成及操作過程如下
引物名稱 | 序列位置 | |
S1 | F5'GTGTTCTCAGTAT TGGAGGGAA3' | 4 S1 3'端 |
S2 | F5'GACACGCTTCCA ATACGCTTA3' | α3'HVR 5'端 |
S3 | R5'CTACTGCAGCCT TGAACTCC3' | 4α2 5'端 |
α1 | F5'CGGGCCTGGGCC CTCGGCCC3' | |
R5'CCACGGGGGTAC GGGTGCAG3' | 二者的3'端 | |
α2 | F5'CGGCTGCGGGCC TGGGCCGC3' | |
R5'ATTCCGGGACA GAGAGAACC3' |
五、PCR技術在β地貧基因診斷中的應用
β地貧的基因突變主要是單堿置換.目前在世界范圍內發現的單堿基置換達160余種,其中在中國發現的有21種,由于β珠蛋白基因的突變主要為單堿基堿置換,因此其診斷途徑與β地貧完全不同,其診斷的主要目的即檢出點突變.
(一)檢測已知突變位點
1.PCR-ASD與ROB
PCR-ASO是快速簡便的檢測已知β珠蛋白基因點突變的方法,主是利用PCR技術擴增靶基因的適當片段,然后用人工合成的含突變位點的標記寡核苷酸探針,逐一篩查,泛檢測的反應體系包括.
引物:見下表
引物名稱 | 位置 | 序列 | 擴增片段大 |
βA | -129--104 | A5'GTACGGCTGTCATC ACTTAGACCTCA3' | A→B600 |
βB | 編碼97-89 | B5'TGCAGCTTGTCACA GTGCAGCTCACT3' | C→D422 |
βC | EVS-2475-476 | C5'GTGTACACATATTG ACCAAA3' | A→D1502 |
βD | 編碼114→108 | D5'AGCACACAGACCA GCACGTT3' | 41 |
點膜與雜交:PCR-ASO是將PCR擴增產物點于雜交膜上,然后與上述的ASO探針雜交,根據雜交的結果判斷分析,以確定突變位點RDB以改傳統的雜交途徑,它是將一系列的標記ASO探針固定在膜上,然后用之與PCR擴增產物進行雜交,使檢測程序大大簡化.
張是增等人根據我國常見的β基因突變情況,將18種5突變分為兩組,一組為常見的,另一組為非常見,與這些突變相對應的ASO探針反分為兩組,將這些探針固定于膜上,再與相反的PCR擴增產物進行雜交,常用的7種ASO探針可檢出98%的中國人β基因點突變同RDB方法簡便,快速,使用非同項素標記的ASO探針使之節約于推廣,而是探針膜條便于保存和運選.
2.等位特異PCR(ASAPCR)
ASAPCR是檢測已知β基因突變優點進行β地貧基因診斷又一有效手段,有人用該方法檢測Cordows41-42,TVSnt654,CD17TATA盒-28和CD71-72,這五種我國南方常見的β基因點突變診斷β地貧,完成的用于產前診斷.
3.PCR-RFLP檢測引起內切酶切點改變的突變診斷β地貧.
突變位置 | 內切酶 | 切點影響 |
β | MnlⅠ | 丟失 |
CD17 | MaeⅠ | 生成 |
-29 | NIaⅢ | 生成 |
CD43 | HinfⅠ | 消失 |
TVS-1nt1 | BsPMⅠ | 消失 |
CD41-42 | HinFZ | 酶解產物變化 |
(二)突變性質不明β地貧的診斷
在β地貧中,尚有一部分人群的基因突變性質不明,但臨床表現為β地貧則可用PCR-SSCP、PCR-DGGE、PCR-TGGG進行突變片段篩查,然后對異常的片段進行快速測定,以確定突變位置性質及β地貧的關系.
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