高分辨熔解曲线分析技术在地中海贫血基因诊断及产前诊断中的应用研究

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α地中海贫血(α-thalassemia,简称α地贫)是由于α珠蛋白基因缺失(缺失型)或点突变(非缺失型)导致α珠蛋白肽链合成减少或缺失而引起的一种溶血性贫血,呈常染色体隐性遗传。我国最常见的3种缺失型突变为--SEA、-α3.7和-α4.2,最常见的3种非缺失型突变为Hb Constant Spring (Hb CS)、Hb Quong Sze(Hb QS)和HbWestmead(Hb WS)。血红蛋白Bart’s水肿胎无法存活,临床上出生后最为严重的α地贫类型是血红蛋白H病(Hb H病)。Hb H病可分为缺失型Hb H病和非缺失型HbH病,而非缺失型Hb H病的临床症状往往重于缺失型Hb H病。因此在产前诊断中需特别注意避免漏诊非缺失型Hb H病。目前血红蛋白毛细管电泳技术能够筛查HbCS,但无法筛查Hb QS和Hb WS。对于单纯的α地贫点突变携带者,临床上多无症状,且血常规及血红蛋白分析多无异常,因此在地贫筛查时很容易漏诊(除外Hb CS)。在产前筛查时,若夫妇一方为α0地贫,则另一方就有必要进行点突变检测。目前用于检测非缺失型α地贫的方法主要有反向斑点杂交、等位基因特异性PCR及测序等,但这些方法均存在一定局限性。本研究将高分辨熔解曲线分析技术(high resolutionmelting, HRM)用于检测中国人群常见3种α地贫点突变,并探讨其临床应用价值。一、目的应用高分辨熔解曲线分析技术检测中国人群常见3种α地贫点突变:Hb ConstantSpring (Hb CS)、Hb Quong Sze(Hb QS)和Hb Westmead(Hb WS),以建立一种简便快捷、成本低廉、准确可靠、高通量的分子筛查方法。二、方法1.样本采集:收集2008年12月至2011年10月基因型已知的α地贫点突变携带者样本81例,均经跨越断裂点聚合酶链反应(gap-polymerase chain reaction,gap-PCR)、反向点杂交(reverse dot blot,RDB)和DNA测序检测。其中男性34例,女性44例,年龄范围为4天-50岁,另外还包括3例产前诊断样本(羊水、绒毛、脐血各1例)。另收集2011年6月至2011年9月的正常健康人样本14例,其中男性5例,女性9例,年龄范围为22岁-48岁。正常对照样本经测序验证不含α (α1和α2)珠蛋白基因点突变。所有样本均来自广州市妇女儿童医疗中心产前诊断中心。2. PCR扩增:采用LightScanner Primer Design软件(美国Idaho Technology公司)设计1对引物同时扩增α1和α2珠蛋白基因第3外显子,扩增区域覆盖Hb CS、Hb QS和Hb WS点突变。建立并优化PCR反应体系。3. HRM分析:PCR扩增完成后采用LightScanner96(美国Idaho Technology公司)进行HRM分析,应用LightScanner Software with Call-IT2.0软件分析结果。三、结果经HRM分析显示出5种类型的熔解曲线:(1)Hb QS(αQSα/αα);(2)Hb QS合并--SEA或-α4(.2αQSα/--SEA、αQSα/-α4.2);(3)Hb CS及Hb CS合并缺失型突变(αCSα/αα、αCSα/--SEA、αCSα/-α4.2、αCSα/-α3.7);(4)Hb WS及Hb WS合并--SEA或-α3.7WSα/αα,αWSα/--SEA,αWSα/--α3.7);(5)健康对照组(αα/αα)。所有α地贫点突变样本均可与正常对照正确区分,且Hb QS与Hb QS合并缺失型突变可相互区分。采用HRM筛查Hb CS、Hb QS及Hb WS的灵敏度和特异性为100%。四、结论HRM分析技术是一种简单、准确、快速、高通量、低成本的遗传学分析方法,可作为中国人群常见三种α地贫点突变筛查的优选方法。β地中海贫血(β-thalassemia,简称β地贫)是世界范围内最常见的单基因疾病之一,是由β珠蛋白基因(hemoglobin beta,HBB)突变导致β珠蛋白合成障碍而引起的一种溶血性贫血,呈常染色体隐性遗传。至今已发现200多种β地贫突变,其中CDs41-42-TCTT、IVS2-654C>T、-28A>G、CD17A>T及CDs71-72+A五种突变占所有突变类型的90%以上。重型β地贫患儿出生后需要定期输血治疗,除非实施造血干细胞移植成功,大部分患儿将于青少年夭折。由于目前对该病尚无理想的根治方法,因此通过产前诊断阻止重症患儿出生是防治β地贫的首选措施。目前国内外检测β地贫基因突变的方法主要有等位基因特异性PCR、反向点杂交、变性高效液相色谱等。本研究应用高分辨熔解曲线(High Resolution Melting,HRM)分析技术检测中国人群常见β地贫突变,并探讨其临床应用价值。一、目的应用高分辨熔解曲线分析技术检测中国人常见β地贫基因突变,以建立一种简便快捷、成本低廉、准确可靠、高通量的分子筛查方法。并探讨该方法在β地贫产前诊断中的应用价值。二、方法1.样本采集:收集广州市妇女儿童医疗中心产前诊断中心30对β地中海贫血高危夫妇及其产前诊断胎儿的DNA样本,其基因型已经过反向点杂交及测序鉴定,均为已知,共包括11种常见的β地贫突变:-29A>G,-28A>G,CDs14-15+G,CD17A>T,CD26G>A,CDs27-28+C,IVS1-1G>T,CDs41-42-TCTT,CD43G>T,CDs71-72+A,IVS2-654C>T。30例产前诊断样本中包括绒毛13例、羊水16例、脐血1例。另收集3例正常对照样本,且经测序验证不含HBB基因突变。2. PCR扩增:采用LightScanner Primer Design软件设计4对引物分别扩增HBB基因的第1、2外显子及第2内含子部分区域(涵盖IVS2-654C>T突变),建立并优化PCR反应体系。3. HRM分析:PCR扩增完成后采用LightScanner96(美国Idaho Technology公司)进行HRM分析,应用LightScanner Software with Call-IT2.0软件分析结果。三、结果胎儿的基因型通过与其父母(阳性对照)及正常对照的熔解曲线相比对进行鉴定。这30例胎儿中,10例诊断为重型β地贫患者,11例诊断为轻型β地贫携带者,9例诊断为正常。在本研究中,HRM分析与RDB及DNA测序结果的完全一致,未出现假阳性及假阴性结果,灵敏度与特异性均为100%四、结论HRM分析技术是一种有效、准确的检测方法,可用于父母基因型已知的β地中海贫血的快速产前诊断。
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