鄧惠萍 朱春江
【摘要】 β地中海貧血(β地貧)主要發(fā)病機制是由β珠蛋白基因點突變所引起,少數(shù)是由β珠蛋白基因缺失所引起,目前越來越多的基因缺失所引起的β地中海貧血被不斷發(fā)現(xiàn),其有著不同的發(fā)病機制、不同程度的貧血和臨床表現(xiàn),對新的缺失型β地貧的研究有利于疾病的診斷、治療和遺傳咨詢。本文擬對近年來缺失型β地貧的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】 缺失型β地中海貧血; 發(fā)病機制; 遺傳咨詢; 綜述
doi:10.14033/j.cnki.cfmr.2019.05.091 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6805(2019)05-0-03
地貧又稱海洋性貧血,因最早在地中海沿岸地區(qū)被發(fā)現(xiàn)并被報道出來,故稱地貧。目前其已成為世界上最常見的遺傳性疾病之一,在東南亞、地中海等地區(qū)多見[1]。在我國主要多發(fā)于長江以南地區(qū),其中又以廣西廣東地區(qū)多見。根據(jù)基因分型,臨床上以α地貧和β地貧為主,β地貧相對于α地貧多見,Lai等[2]對中國大陸地中海貧血的流行病學(xué)研究報道β地貧的總體發(fā)病率最高在廣西,最低在新疆。其致病基因型分布規(guī)律研究已基本趨于完善。該病具有遺傳性,可或輕或重的影響下一代人的生命健康,給家庭和社會帶來了重大的經(jīng)濟(jì)和精神壓力。因此,地貧的流行病學(xué)調(diào)查、不同基因型的分布頻率與發(fā)病機制、產(chǎn)前診斷與遺傳咨詢等一直以來是遺傳性血液病領(lǐng)域的研究重點和熱點。
β地貧主要是由β珠蛋白基因點突變,少部分是由基因缺失所致的具有家族遺傳性的血液類疾病,β珠蛋白基因位于11p15.3,全長約40 kb,其突變或缺失可導(dǎo)致β珠蛋白鏈合成減少甚至完全不能合成,從而導(dǎo)致體內(nèi)血紅蛋白中α鏈/β鏈合成比例失衡,多余的α-鏈沉積所致的溶血和無效造血是β地貧的主要病理生理學(xué)機制[3]。目前,全世界研究已發(fā)現(xiàn)的致病β-珠蛋白基因有200多種,我國已超過60種,以CD41-42(-TCTT)、CD17(A>T)、IVS-Ⅱ-654(C>T)和-28(A>T)類型最常見[4],其基因型種類繁多,不同基因型致病的臨床表現(xiàn)也輕重不一,輕者與正常健康人無明顯區(qū)別,僅血常規(guī)呈輕度小細(xì)胞性貧血特點,重者從出生后即需長期規(guī)范性輸血治療,嚴(yán)重影響生命質(zhì)量。除常見的由基因點突變引起的β地貧外,近年來越來越多的新的缺失型β地貧被發(fā)現(xiàn),不同的致病基因型不同程度地影響著人類的生命健康,對其全面的研究有利于缺失型β地貧的診療、遺傳咨詢等。下文將對近年來缺失型β地貧的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 大片段缺失型β地貧
β珠蛋白基因簇上常見的大片段缺失(>1 kb)主要見于δβ-地貧或遺傳性持續(xù)性胎兒血紅蛋白血癥(Hereditary Persistence of Fetal Hemoglobin,HPFH)[5-6],迄今為止HbVar數(shù)據(jù)庫中至少已報道了40余種類型,在我國人群中至少已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了7種類型,分別為中國型(Chinese)Gγ+(Aγδβ)0-地貧、東南亞型(S.E.Asian)GγAγ-HPFH、云南型(Yunnanese)Gγ+(Aγδβ)0-地貧、廣州型(Cantonese)Gγ+(Aγδβ)0-地貧、泰國型(Thai)Gγ+(Aγδβ)0-地貧、越南型β-地貧和臺灣型(Taiwanese)β-地貧。其中中國型(Chinese)Gγ+(Aγδβ)0-地貧和SEA-HPFH為中國人群最常見缺失類型,其他類型比較少見[7]。人體不同發(fā)育時期血紅蛋白及其組成不同,成人血紅蛋白(adult hemoglobin,Hb A)主要由α-珠蛋白鏈和β-珠蛋白鏈組成,是成人期紅細(xì)胞中主要的血紅蛋白,胎兒血紅蛋白(fetal hemoglobin,Hb F)主要由α-珠蛋白鏈和γ-珠蛋白鏈組成,是胎兒期紅細(xì)胞中主要血紅蛋白[8]。而當(dāng)某種基因缺陷導(dǎo)致β-珠蛋白鏈合成減少,相反γ-珠蛋白鏈合成增多時,體內(nèi)Hb F將會增多取代Hb A成為成人期紅細(xì)胞中主要的血紅蛋白,同時可以減輕臨床貧血癥狀。δβ-地中海貧血和HPFH即為典型的以出生后Hb F持續(xù)增高為特征的遺傳異質(zhì)性很大的血紅蛋白病。β-珠蛋白基因簇大片段缺失導(dǎo)致HbF升高的具體機制尚不完全清楚。目前已報道的機制研究有兩類,一類即β-珠蛋白基因簇上大片段缺失直接導(dǎo)致編碼β-珠蛋白的功能基因表達(dá)缺陷,功能基因缺失使β-珠蛋白合成減少,γ-珠蛋白合成相對增多,從而使Hb F升高。另一類即與β-珠蛋白基因簇上相關(guān)的調(diào)控元件有關(guān),比如β-基因下游3HS-1的缺失、增強子距離效應(yīng)學(xué)說、γ-珠蛋白基因的沉默子缺失等及與基因表達(dá)調(diào)控相關(guān)的元件[9]。
δβ-地貧和HPFH有著共同的分子基礎(chǔ),它們都以Hb F升高為特點,同時也有很多不同點。δβ-地貧主要是指累及δ珠蛋白基因和β珠蛋白基因在內(nèi)的缺失,部分缺失類型包括Gγ、Aγ和ε珠蛋白基因的缺失。其以γ珠蛋白基因持續(xù)表達(dá),出生后Hb F持續(xù)增高(5%~20%)為特征,我國最常見的δβ-地貧為中國型(Chinese) Gγ+(Aγδβ)0-地貧。δβ-地貧雜合子臨床表現(xiàn)為無貧血或輕度貧血,當(dāng)合并β珠蛋白基因點突變時,可有中度或重度貧血,肝脾大,需要依賴規(guī)律性輸血,類似于中間型或重型β地貧,而純合子的臨床表現(xiàn)也與中間型或重型β地貧相同[10-11]。根據(jù)基因缺陷背景不同,HPFH分為缺失型和非缺失型,本文只展述缺失型HPFH。世界上已報道的缺失型HPFH至少有7種,目前在我國僅發(fā)現(xiàn)一種缺失型HPFH,即東南亞缺失型HPFH(SEA-HPFH)。SEA-HPFH的缺失片段約27 kb,包括了β基因的區(qū)域及其3HS1序列。HPFH雜合子常無或僅有輕微的臨床癥狀,當(dāng)合并β珠蛋白基因點突變時可表現(xiàn)為中間型或重型β地貧,而純合子無貧血表現(xiàn)[12-13]。
2 小片段缺失型β地貧
小片段缺失型β地貧相對于大片段缺失型β地貧少見,其無明顯的分布規(guī)律,它的致病機制因基因缺陷類型不同而呈現(xiàn)出不同的臨床表現(xiàn),無固定的規(guī)律可循,但不斷發(fā)現(xiàn)新的小片段缺失型β地貧并對其全面的研究不僅豐富了全世界缺失型β地貧的基因譜,而且對罕見β地貧的診斷、治療、預(yù)防及遺傳咨詢具有重大的臨床意義。
近年來,越來越多的小片段缺失型β地貧不斷被發(fā)現(xiàn)。例如Shang等[14]在中國人群中發(fā)現(xiàn)了2個在β珠蛋白基因上存在小片段缺失合并常見點突變的基因型家系,這些小片段缺失位于β珠蛋白基因的外顯子上。通過基因測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)A家系先證者的基因型為CD89-93(-14bp)/-28(A>G),先證者臨床表現(xiàn)為中度小細(xì)胞性貧血、臉色蒼白、無脾腫大、無骨骼發(fā)育異常,僅輸過2次血,屬于中間型β地貧。通過基因測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)B家系先證者的基因型為CD54-58(-13bp)/IVS-2-654(C>T),先證者臨床表現(xiàn)為輕度黃疸、無脾腫大,其血紅蛋白平均值約8 g/dl,僅3歲時輸血1次,屬于輕度中間型β地貧,先證者的母親當(dāng)時處于懷孕狀態(tài)要求行產(chǎn)前診斷,檢查結(jié)果證實胎兒基因型與先證者相同,要求終止妊娠。2015年Hamid等[15]在3個不相關(guān)家庭中發(fā)現(xiàn)4位β珠蛋白基因上的290 bp缺失(c.-176_92+25del)的患者,其中3位是290 bp缺失的攜帶者,1位是含290 bp缺失的雙重雜合子(290-bp deletion/-88C>A),4位患者血紅蛋白分析結(jié)果中HbA2均輕度升高,HbF水平正常。臨床上290 bp缺失的攜帶者表現(xiàn)為無或輕度小細(xì)胞性貧血,當(dāng)β珠蛋白基因上290 bp缺失合并-88C>A突變時表現(xiàn)為中度貧血,需要動態(tài)監(jiān)測患者貧血情況,必要時進(jìn)行輸血治療。Edison等[16]在β珠蛋白基因外顯子1上發(fā)現(xiàn)了一個26 bp缺失的家系,這種新的缺失導(dǎo)致β-珠蛋白編碼序列的正常閱讀框發(fā)生變化使在密碼子21的位置產(chǎn)生終止密碼子而導(dǎo)致翻譯的過早終止,最終導(dǎo)致表型為β0地貧。先證者的父母均為26 bp缺失的攜帶者,血紅蛋白分析結(jié)果中HbA2均輕度升高,HbF水平基本正常,表現(xiàn)為輕度地貧。先證者為26 bp缺失的純合子,表現(xiàn)為重度地貧。更多的小片段缺失型β地貧有待進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)和
研究。
3 缺失型β地中海貧血的檢測方法
目前我國各地區(qū)醫(yī)院所用的主流試劑盒只能檢測17種常見的β地貧基因突變,由于地貧存在高度的遺傳異質(zhì)性,對于少見或者新發(fā)突變存在漏診的風(fēng)險,這導(dǎo)致缺失型β地貧的漏診或誤診尤為明顯[17]。在臨床工作中如果患者存在缺失型β地貧,大多數(shù)情況下常規(guī)基因檢測結(jié)果會與血液學(xué)表型結(jié)果不符,此時應(yīng)當(dāng)懷疑患者可能存在罕見β地貧基因缺陷,應(yīng)注意進(jìn)一步做罕見基因型的檢測以避免漏診或誤診,這有助于指導(dǎo)臨床診斷、預(yù)防和遺傳咨詢。
β地貧常規(guī)血液學(xué)篩查包括血常規(guī)和血紅蛋白分析,可進(jìn)行初步分析,當(dāng)該篩查所得的血液學(xué)表型結(jié)果與基因型不符時,需要采用MLPA、DNA測序、Gap-PCR、深度測序及血紅蛋白持續(xù)增多癥缺失型電泳等技術(shù)做進(jìn)一步檢查,必要時還要進(jìn)行家系分析以確認(rèn)新的突變[18-23]。在實際應(yīng)用中,由于實驗技術(shù)成本費、實驗條件和專業(yè)人員等要求的限制不同,具體采用哪種方法需要具體問題具體分析的仔細(xì)甄別,一直以來有很多研究者在尋找最實用的檢測方法。蔡武娟等[9]在廣州市婦女兒童醫(yī)療中心產(chǎn)前地貧篩查大樣本中收集了185份疑似少見地貧的外周血樣本進(jìn)行詳細(xì)檢查分析,其采用隨機大樣本和多種檢測方法,最終發(fā)現(xiàn)Gap-PCR聯(lián)合MLPA技術(shù)可以有效檢出β-基因簇缺失,是一種相對簡單、快速、經(jīng)濟(jì)的檢測方法,我國越來越多的醫(yī)院采用此方法檢測缺失型β地貧。
隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類智慧的不斷積累和進(jìn)步,缺失型β地貧不斷被人們發(fā)現(xiàn)和研究報道出來,大片段缺失型β地中海貧血主要見于δβ-地中海貧血或HPFH,其研究已趨于越來越完善;小片段缺失型β地貧基因型分布、致病機制、臨床特點等均無明顯規(guī)律,臨床上要嚴(yán)格遵循血液學(xué)表型與基因型相結(jié)合的分析原則,以助于發(fā)現(xiàn)和研究。由于環(huán)境和遺傳因素等,可能存在更多新的缺失型β地貧類型,其有待進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)和研究。更加完善的缺失型β地貧致病基因譜研究有助于指導(dǎo)臨床診斷、治療、人群篩查和遺傳咨詢,為人類健康做出巨大的貢獻(xiàn)。
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