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背景与目的:地中海贫血是人类最常见的以血红蛋白合成障碍为主的遗传性溶血性贫血,是引起胎儿出生缺陷、围产儿死亡、孕产妇死亡的原因之一。地中海贫血遍布全球100多个国家和地区,尤以地中海沿岸国家和东南亚各国多见,我国南方发病率较高。地中海贫血属于单基因隐性遗传病,其分子基础是珠蛋白基因（主要为α-珠蛋白基因和β-珠蛋白基因）缺陷导致相应珠蛋白肽链合成障碍,使形成血红蛋白四聚体的类α-珠蛋白链/类β-珠蛋白链比例失衡,进而引起红细胞破坏而溶血。绝大部分地中海贫血基因携带者没有明显的临床症状,其智力、寿命、生长发育等和正常人没有明显区别,亦不需治疗,因此常被人们忽视,但如果夫妇双方携带有同型地贫基因,就有可能生出重型或中间型的地中海贫血小孩。因该病目前尚无理想的治疗方法,预防是最有效的措施,其方法是筛查出高危夫妇,尽早对高危孕妇进行产前诊断,避免重型及中间型地中海贫血胎儿出生,同时也可预防孕产妇严重并发症。血常规检测和血红蛋白电泳是目前临床上常用地中海贫血一线筛查方法,MCV,MCH及Hb A2等血液学参数作为最常用的筛查指标,不仅受缺铁性贫血、叶酸缺乏影响,也会受到储存过程中全血样品溶血和降解的影响,存在漏诊的风险。为探索更经济有效的地中海贫血筛查方法,本课题首次将木签电喷雾电离直接质谱法创新性的应用在地贫筛查当中。木签电喷雾电离直接质谱法是一种经济便捷、高灵敏度、高特异性的质谱分析方法,它可用于复杂样品中目标分析物的定量,只需少量样品制备,无需色谱分离,其分析能力、准确度、精密度、灵敏度均比较高,可用于检测未处理生物样品的蛋白质结构表征。将木签电喷雾电离直接质谱应用到地中海贫血的筛查当中,不再依赖于血红蛋白四聚体结构的完整性,可直接检测α-与β-珠蛋白肽链,同时无需复杂、耗时的样本预处理过程,通过低成本的木签尖端直接取样分析,是对探索一种经济便捷、直接准确的地贫筛查方法进行的全新尝试。同时,本课题拟从地中海贫血的一、二级预防角度出发,对来我院就诊的育龄人群进行地中海贫血携带者筛查,分析育龄人群中地中海贫血基因的携带情况及我省常见地中海贫血基因突变类型,找出高风险夫妇并对高危孕妇行产前诊断,避免重型及中间型地中海贫血胎儿出生。实验方法:1、收集健康血液样本（非地中海贫血基因携带者）,通过基因检测确诊的α-地中海贫血基因携带者血液样本及β-地中海贫血基因携带者血液样本;将收集的血液样本分别行木签电喷雾电离直接质谱技术,分析在不同电荷状态下α-地中海贫血及β-地中海贫血与健康对照样本α-链和β-链的信号比。2、对15万来我院就诊的育龄人群行血常规及血红蛋白电泳分析筛查地中海贫血,筛查出的高风险人群进一步通过导流杂交技术对地中海贫血基因进行检测;当地中海贫血筛查存在异常血红蛋白带,或常规地贫基因检测结果与表型明显不符时,为明确是否携带罕见变异,进一步行高通量测序检测;分析这15万育龄人群地中海贫血基因携带率、基因型分布特点及本省特有的基因突变情况。3、找出地中海贫血携带高风险孕妇（即夫妇均为相同类型地中海贫血携带者,有生育中重度地中海贫血患儿的概率）;对高风险孕妇行介入性产前诊断（孕早期行绒毛活检,孕中期行羊膜腔穿刺,孕中晚期行脐静脉穿刺）获取胎儿样本;根据夫妇携带的地中海贫血基因型对获取的胎儿样本行相应的地中海贫血基因诊断;根据地中海贫血产前诊断基因结果,为孕妇及家属提供详细的遗传咨询;随访孕妇的妊娠结局及新生儿预后。结果:1、在不进行样品预处理的情况下,木签电喷雾电离质谱技术可以通过蛋白质离子峰值比值直接从原始血液样本中检测血红蛋白含量。2、木签电喷雾电离质谱技术在+11电荷及+12电荷状态时,α-地中海贫血和β-地中海贫血与健康对照样品α-链和β-链的信号比均无显著差异。3、木签电喷雾电离质谱技术在带电状态为+13时,α-地中海贫血与健康对照样本之间α-链和β-链的信号比没有显著差异,但β-地中海贫血与健康对照样本之间α-链和β-链的信号比存在显著差异。4、2012年1月至2021年12月在江西省妇幼保健院接受常规检查的育龄人群155353例,14959例行α-地中海贫血基因检测,11470例行β-地中海贫血基因检测,检出α-地中海贫血携带者2784例,携带率为1.79%;β-地中海贫血携带者2729例,携带率为1.76%;α复合β-地中海贫血携带者125例,携带率为0.08%;罕见地中海贫血携带者82例,携带率为0.05%;总携带率为3.68%。5、14959例行α-地中海贫血基因检测,检出12种常见α-地中海贫血基因型,共计2784例;以缺失型为主,缺失型以αα/--SEA最多,其次是αα/-α3.7及αα/-α4.2,突变型的α-地中海贫血以αQSα/αα为主。6、11470例行β-地中海贫血基因检测,共检出14种常见点突变型β-地中海贫血。以IVS-II-654（C-T）基因类型为主,检出率10.85%（1245/11470）,基因构成比45.65%,此外较多见的四种基因类型依次是CD41-42（-TCTT）,CD17（A＞T）,-28（A＞G）,CD27/28（+C）。7、2038例通过高通量测序对地中海贫血基因进行检测的样本,检出82例常规地中海贫血基因检测方法无法检出的罕见变异,其中包括51例HBA1/2基因相关变异以及31例HBB基因相关变异。8、本项目中共有271例孕妇因与配偶携带相同类型地中海贫血基因行介入性产前诊断,共检出24例Hb Bart’s胎儿水肿综合征,23例胎儿为Hb H病,26例胎儿为中重型β-地中海贫血及1例中重型β-地中海贫血合并中间型α-地中海贫血。结论:1、本项目首次提出了基于木签电喷雾电离直接质谱比较α-/β-珠蛋白链不同电荷下的信号强度进行地中海贫血筛查检测的新方法,该方法具有无需样品预处理、检测速度快、灵敏度高等优点,显示出很好的临床应用前景。2、本项目通过对江西省15万育龄人群进行地中海贫血筛查检测,从分子流行病学角度,首次明确了江西省育龄人群地贫基因的携带率和基因型构成情况,为江西省地中海贫血防控策略的制定提供了坚实的理论基础。3、本项目对271例有生育地中海贫血患儿风险的孕妇进行了介入性产前诊断,共阻断了60例中重症地贫血患儿出生,对江西省出生缺陷防控、提高出生人口素质具有重要意义。