2. 南方医科大学医学遗传学教研室,广东 广州510515
2. Department of Medical Genetics, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China
α-地中海贫血(简称“地贫”)是我国南方地区高发遗传病,其中广西和广东的人群携带率分别高达17.6%和8.5%[1-2],重型或中间型为严重致死致残性疾病,通过分子筛查和遗传咨询,对高风险胎儿进行产前基因诊断而防止重型患儿的出生,是当前国际上公认的首选措施。α-地贫是源于α珠蛋白基因缺失或点突变而导致的α珠蛋白链合成减少或缺乏,中国南方最常见的α-地贫基因主要为--SEA、-α3.7和-α4.2缺失,以及QS、CS和WS点突变。此外仍有少数罕见或未知突变不在常规检测的范围之内,在遵循表型与基因型相结合的地贫基因诊断基本原则基础上,为避免漏检,须作进一步分析以明确突变的类型及性质。本研究即报道了一种中国人群中罕见α-地贫基因*92A>G突变复合SEA缺失血红蛋白H(HbH)病的基因诊断及家系分析。
1 对象和方法 1.1 研究对象先证者,男,出生3个月,广西钦州市人,因肺部感染来钦州市妇幼保健院儿科重症病区住院治疗,经血常规检测发现平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白量(MCH)明显降低并有中度贫血,血红蛋白分析检出血红蛋白H(HbH)且含量较高,而常规地贫基因检测基因型为--SEA/αα,疑存在其他地贫基因突变。在所有受试对象或监护人均知情同意的情况下,采集先证者及其父母、姐姐、哥哥的外周静脉全血,EDTA-K2抗凝,进行地贫基因检测及家系分析(家系成员见图 1F)。
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图 1 血红蛋白组份高效液相色谱分析图 Figure 1 HPLC analysis of the hemoglobin components in the proband and his family members. A: Father of the proband (Ⅰ1);B: Mother (Ⅰ2); C: Brother (Ⅱ1); D: Sister (Ⅱ2); E: The proband (Ⅱ3); F: Pedigree analysis. |
先证者及家系成员EDTA-K2抗凝外周静脉全血,用迈瑞BC-5380全自动五分类血液细胞分析仪(深圳迈瑞公司),按仪器操作说明书检测血红蛋白量(HGB)、MCV、MCH等红细胞参数。用Bio-Rad VARIANTTMⅡ血红蛋白分析系统(美国Bio-Rad公司)及配套试剂,按操作说明进行血红蛋白组份分析。
1.3 地中海贫血基因检测先证者及家系成员EDTA-K2 抗凝外周静脉全血采用经典酚-氯仿法提取基因组DNA(gDNA)。用缺失型α-地中海贫血基因诊断试剂盒(gap-PCR法,深圳亚能生物公司)检测α-地贫基因--SEA、-α3.7和-α4.2等3种常见缺失类型;用非缺失型α-地中海贫血基因诊断试剂盒(RDB法,深圳亚能生物公司)检测α-地贫基因QS、CS和WS等三种常见点突变类型;用β-地中海贫血基因诊断试剂盒(RDB法,深圳益生堂公司)检测17种常见β-珠蛋白基因点突变;用gap-PCR法检测α-地贫基因--THAI缺失[3]。
1.4 α-珠蛋白基因序列测序根据参考文献[3],以PCR法分别扩增α2及α1珠蛋白基因全长序列(α2:1085 bp,α1:1181 bp),以Sanger双脱氧链终止法,用BigDye Terminator v3.1测序试剂盒(美国ABI公司),按操作说明,于ABI 3500DX遗传分析仪(美国ABI公司),对先证者及其家系成员进行α-珠蛋白基因序列测定。测序结果于http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/进行序列比对,分析查找突变位点。
2 结果 2.1 家系成员血液学表型分析结果该家系5个成员红细胞指标及血红蛋白分析结果见表 1及图 1A~E,先证者(Ⅱ3)及其母亲(Ⅰ2)、姐姐(Ⅱ2)和哥哥(Ⅱ1)均为典型MCV、MCH和HGB 降低的小细胞低色素贫血表型,先证者父亲(Ⅰ1)血液学表型正常;先证者(Ⅱ3)、先证者母亲(Ⅰ2)和先证者姐姐Ⅱ2)的血红蛋白分析均显示为HbA2%降低(<2.3%),且检出异常血红蛋白H(HbH),为HbH病表型特征。
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表 1 先证者及家人的血液学表型和基因检测结果 Table 1 Hematological and genetic test results of the proband and his family members |
如表 1所列,家系成员均排除17种常见β-地贫基因点突变、3种常见α-地贫基因点突变、3种常见α-地贫基因缺失突变和--THAI缺失突变。先证者母亲(Ⅰ2)的表型结果显示为缺失型HbH病患者,常规地贫基因检测基因型为--SEA/-α3.7,基因型与表型相符。先证者哥哥(Ⅱ1)有明显的地贫表型,而常规地贫基因检测结果为α-地贫基因-α3.7缺失携带者,提示可能存在未检出的其它罕见或未知α-地贫基因突变。先证者(Ⅱ3)及其姐姐(Ⅱ2)的表型结果均显示为HbH病患者,但常规地贫基因检测结果均为α-地贫基因---SEA缺失携带者,也提示存在未检出的其它罕见或未知α-地贫基因突变。
2.3 α-珠蛋白基因测序结果该家系中,先证者母亲(Ⅰ2)无α1珠蛋白基因目的序列扩增产物,且α2珠蛋白基因序列中未检出突变,与其表型结果相符;其它成员均检出α2 珠蛋白基因${{3}^{'}}$端非编码区(${{3}^{'}}$UTR)92A>G 突变(Poly A:AATAAA>AATGAA,α*92A>G),结合2.2的检测结果,确定家系成员基因型,经分析表型与基因型结果相符(表 1,图 2)。
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图 2 先证者及其父亲DNA测序结果图 Figure 2 DNA sequencing for the proband and his father. The arrows indicate the position of α*92A>Gα mutation.Upper: DNA sequencing result of th proban${{\text{d}}^{'}}$s father showing a heterozygous A/G mutation; Lower: DNA sequencing result of the proband showing a homozygous A/G combined with a --SEA mutation. |
α-地中海贫血HbH病在中国南方,尤其是广西地区有较高的基因型频率[4-6],HbH病可分缺失型分非缺失型。非缺失型HbH病的α-地贫基因点突变多发生在功能较强的α2珠蛋白基因,α珠蛋白链的合成减少更显著,导致比缺失型HbH病更严重的临床表现和血液学改变[3]。基于表型与基因型相结合的地贫基因诊断原则[3],该家系中先证者血常规检测结果显示有明显MCV和MCH降低及中度贫血,血红蛋白组份分析检测检出HbH且HbA2降低,为典型α-地贫HbH病表型特征,但常规地贫基因检测为SEA缺失杂合(--SEA/αα)的标准型α-地贫基因型,其基因型与表型明显不相符,提示很可能存在未检出的少见或罕见α-地贫基因突变;家系成员中先证者哥哥(Ⅱ1)和姐姐(Ⅱ2)亦是如此(表 1)。经进一步α珠蛋白基因测序分析,这些家系成员均检出α-地贫基因α*92A>G突变,确认先证者及先证者姐姐的基因型为--SEA/α*92A>Gα(非缺失型HbH病),先证者哥哥基因型为-α3. 7/α*92A>Gα(标准型α-地贫)、父亲基因型为αα/α*92A>Gα(静止型α-地贫),此基因型结果与表型相符;也确认此为父源突变基因而遗传至姐弟三人,符合孟德尔遗传规律。表 1的数据也显示,先证者母亲(Ⅰ2)为缺失型HbH病(基因型--SEA/-α3.7),其贫血程度等症状比非缺失型HbH病的儿子(Ⅱ3)和女儿(Ⅱ2)较轻。
目前临床上的地贫基因检测,主要是采用商品化试剂盒检测本地区常见地贫基因类型,罕见或未知突变类型不在检测范围而易于造成漏检,因此地贫基因诊断是基于表型与基因型相结合的诊断原则,当受检者血液学表型与常规检测的地贫基因型不符时,可能存在罕见或未知突变,须进一步进行检测分析预以确认,本研究的结果也证实了这种地贫基因诊断原则的重要性与实用性。
本家系中罕见α-地中海贫血基因*92A>G,为α2珠蛋白基因${{3}^{'}}$UTR 的Poly A 区域92A>G 突变(AATAAA>AATGAA),最早报道发现于土耳其南部[7],此突变位点携带者具有MCV和MCH降低的小细胞低色素表型,纯合个体呈现HbH病表型特征[8]。本家系为此突变位点于中国人群中的属于首次报道,家系成员生活在中国南方边境地区,可能与地中海贫血突变类型的地域性分布有一定联系。
本研究确定了中国人群中的罕见α-地贫基因α*92A>G突变;也提供了携带此突变的静止型α-地贫,以及复合此突变的非缺失型HbH病的基本表型特征;丰富了中国人群α-地中海贫血基因突变谱,有助于指导此病的人群分子筛查、临床基因诊断、产前基因诊断和遗传咨询。
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