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PCR技术应用七:地中海贫血

作者:admin 来源:本站 发布时间: 2011-01-05 11:06  浏览次数:
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地中海贫血是由组成珠蛋白的X珠蛋白链和B珠蛋白链基因突变的引起,它包括X 地中海贫血和B地中海贫血,世界疾病在我国南方各省区的发病率相当高,个别地区 可达18%,它的严重的影响人口的质量.

一、地中海贫血的临床

  (一)X地中海贫血的临床:X地中海贫血在临床上可分为四 种类型①HbBarst胎儿水肿综合征②HbH病③轻型(标记型)X地中贫血及④静止型地中 海贫血.(二)B地贫在临床上亦分为四型①重型B地中海贫血,②轻型B地中海贫血③中 间型地中海贫血及④遗传性胎儿Hb持续存在症.其中第④类型较为常见.

二、地中海贫血的遗传学

  (一)α地中海贫血:α地中海贫血的发生是由于α珠蛋 白链基因突变的结果,α珠蛋白是基因定位于16P16-4er),每条染色体上均有两个α 珠蛋白基因,该基因其长30Kb其中包括有两个假基因和一个胚胎性Hb链基因,每个α 基因含有两个内含子和3个外显子总长约0.5Kb.(二)β地中海贫血:β地中海贫血由β 珠蛋白链基因突变所引起,该基因定位于11P15.5,总长度约70Kb,其中有许多胚胎性基因及假基因,而β珠蛋白基因有两个内含子和3个外显子,总长约为1.126Kb.

三、α和β珠蛋白基因的突变类型

  (一)α-基因的突变:在α-基因的突变中,以 缺失型突变最为常见,其缺失的范围可从两个α-基因均缺失至一些小片段的缺失均 可在人群中检出,α-基因的另一突变即为单碱基置换,目前已发现的突变有18种以 上,它包括错义突变,无意突变剪接部位突变及起始信号突变.(二)β-基因的突变: β-基因的突变以点突变为主,即单核苷酸置换是β-基因的主要突变类型,它亦有碱基的括入和缺失,在我国检出的β-基因点突变见下表:

位置
性质
对基因功能影响
类型
启动子区(TATA)    
 
-32 CA  
 
-30 TC mRNA转录效率下降
 
-29 AG β链合成减少
β+
-28 AG  
 
RNA剪接基因突变    
 
IVS-1n1 GT  
 
IVS-1n5 GC mRNA合成异常
β+
IVS-13 TG  
 
IVS-2n654 CT  
 
误义突变    
 
CD26 GA  
无意突变    
 
CDn AT β链合成短
β
CD43 GT  
 
突变    
 
缺失: CD8—AA  
 
  CD31—C  
 
  CD41/42-TCTT  
 
括入 40±43-AAAC  
 
  CD14/15G  
  
  CD27/28C  
 
  CD71/72T,+A  
 
起始裂解     
 
  ATGAGG  
 

四、PCR技术在α地贫基因诊断中的应用

  α地贫是由α珠蛋白基因不同范围的缺 失及点突变所致,但以缺失型突变最为常见,因此,α地贫PCR诊断的主要任务就在于快速检出α珠蛋白基因的缺失片段.

(一)α基因全部缺失(--1--)的PCR诊断

  α基因全部缺失所引起的临床表现为HbBar+胎儿水肿综合征,用PCR方法检测等,其反应体系组成如下:

  引物:

  PC01;5'TACTGTAGATACCCGTGTACAA3'

  PC02;5'ATCARGGAAACATAGTAAT3'

  PC03;5'ACACAACTGTGTTACCTAGC3'

  PC04;5'CAACTTCATCCACGTTCACC3'

  扩增片段:αPC01-PC02;136;-

  βPC03-PC04;110;110

  扩增条件:93℃(30'');45℃(30'');65℃

  检测:3%珠脂糖电泳

  注):PCO3和PCO4扩增片段位于β基因,作为内对照.

  结果判定:在正常人PCO1-PCO2扩增片段为B6bp,PCO3-PCO4为110bp,而HbBart胎儿水肿综合征仅有PC)3-PCO4的110扩增片段而无PCO1和PCO2的136bp扩增产物.

(二)部分α基因缺失型的PCR检测

  除HbBart胎儿水肿外,在α地贫中,尚有部分α基因缺失的类型,它仍是α地贫2,α地贫HbH病,应用PCO1和PCO2时正常和缺失染色体均有扩增,因此对2,2,HbH及正常个体不能鉴别,因此又有人设计了一组新的引物体系进行α基因缺失的检测,该本系的组成及操作过程如下

引物名称
序列位置
 
S1
F5'GTGTTCTCAGTAT
TGGAGGGAA3'
4 S1 3'
S2
F5'GACACGCTTCCA
ATACGCTTA3'
α3'HVR 5'
S3
R5'CTACTGCAGCCT
TGAACTCC3'
4α2 5'
α1
F5'CGGGCCTGGGCC
CTCGGCCC3'
 
 
R5'CCACGGGGGTAC
GGGTGCAG3'
二者的3'
α2
F5'CGGCTGCGGGCC
TGGGCCGC3'
 
 
R5'ATTCCGGGACA
GAGAGAACC3'
 

五、PCR技术在β地贫基因诊断中的应用

  β地贫的基因突变主要是单碱置换.目前在世界范围内发现的单碱基置换达160余种,其中在中国发现的有21种,由于β珠蛋白基因的突变主要为单碱基碱置换,因此其诊断途径与β地贫完全不同,其诊断的主要目的即检出点突变.

(一)检测已知突变位点

  1.PCR-ASD与ROB

  PCR-ASO是快速简便的检测已知β珠蛋白基因点突变的方法,主是利用PCR技术扩增靶基因的适当片段,然后用人工合成的含突变位点的标记寡核苷酸探针,逐一筛查,泛检测的反应体系包括.

  引物:见下表

引物名称
位置
序列
扩增片段大
bp
βA
-129--104 A5'GTACGGCTGTCATC
ACTTAGACCTCA3'
AB600
βB
编码97-89 B5'TGCAGCTTGTCACA
GTGCAGCTCACT3'
CD422
βC
EVS-2475-476 C5'GTGTACACATATTG
ACCAAA3'
AD1502
βD
编码114108 D5'AGCACACAGACCA
GCACGTT3'
41

  点膜与杂交:PCR-ASO是将PCR扩增产物点于杂交膜上,然后与上述的ASO探针杂交,根据杂交的结果判断分析,以确定突变位点RDB以改传统的杂交途径,它是将一系列的标记ASO探针固定在膜上,然后用之与PCR扩增产物进行杂交,使检测程序大大简化.

  张是增等人根据我国常见的β基因突变情况,将185突变分为两组,一组为常见的,另一组为非常见,与这些突变相对应的ASO探针反分为两组,将这些探针固定于膜上,再与相反的PCR扩增产物进行杂交,常用的7ASO探针可检出98%的中国人β基因点突变同RDB方法简便,快速,使用非同项素标记的ASO探针使之节约于推广,而是探针膜条便于保存和运选.

  2.等位特异PCR(ASAPCR)

  ASAPCR是检测已知β基因突变优点进行β地贫基因诊断又一有效手段,有人用该方法检测Cordows41-42TVSnt654CD17TATA-28CD71-72,这五种我国南方常见的β基因点突变诊断β地贫,完成的用于产前诊断.

  3.PCR-RFLP检测引起内切酶切点改变的突变诊断β地贫.

突变位置
内切酶
切点影响
β
Mnl
丢失
CD17
Mae
生成
-29
NIa
生成
CD43
Hinf
消失
TVS-1nt1
BsPM
消失
CD41-42
HinFZ
酶解产物变化

(二)突变性质不明β地贫的诊断

  在β地贫中,尚有一部分人群的基因突变性质不明,但临床表现为β地贫则可用PCR-SSCP、PCR-DGGE、PCR-TGGG进行突变片段筛查,然后对异常的片段进行快速测定,以确定突变位置性质及β地贫的关系.

 

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