羅海艷 陸清 謝康 鄒永毅 黃婷 劉艷秋
江西省婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心(南昌330006)
地中海貧血(地貧)是一種高發(fā)于中國南方地區(qū)的血液系統(tǒng)常染色體隱性疾病,主要類型有α-地貧和β-地貧[1-2]。根據(jù)受累的α-珠蛋白基因個數(shù),可將α-地貧分為靜止型、輕型、中間型和重型四類。血紅蛋白H(HbH)病是一組中間型α-地貧,患者由于缺失3 個α-珠蛋白基因或因缺失2 個α-珠蛋白基因且復(fù)合α-珠蛋白基因非缺失突變導(dǎo)致α-鏈合成顯著減低,多余的β-鏈聚合為四聚體(β4)即HbH。四聚體易解離并沉積形成包涵體,引起紅細胞破壞發(fā)生慢性溶血性貧血,是可存活的α-地貧中最嚴重的一種[3-5]。HbH 病是一種分子遺傳學(xué)機制異質(zhì)性較大的疾病,其基因變異類型與頻率存在著明顯的種族與地域差異[6-7]。此外,HbH 患者臨床表型個體差異較大,貧血程度各異,通常表現(xiàn)為輕度至中度貧血,輕者血紅蛋白可為正常,重者可出現(xiàn)肝脾腫大、骨骼畸形與發(fā)育異常,甚至需依賴輸血維持生命[8]。目前,在我國一些地貧高發(fā)省份如廣西、廣東、海南等,已有不同人群HbH 病基因型頻率以及血液學(xué)特點相關(guān)研究,為當(dāng)?shù)氐牡刎氝z傳咨詢與出生缺陷防控提供依據(jù)[9-11]。江西地區(qū)地處中國南方,是國家地貧防控的重點區(qū)域,目前尚缺乏該地區(qū)HbH 病的基因型頻率與臨床表型相關(guān)研究。本研究對江西地區(qū)育齡人群HbH 患者的基因型及血液學(xué)表型進行分析,同時為符合地貧產(chǎn)前診斷指征的HbH 患者提供產(chǎn)前診斷,不僅可為江西省HbH 病的臨床遺傳咨詢提供指導(dǎo),對出生缺陷防控的實踐也具有重要參考價值。
1.1 一般資料選擇自2017年3月至2019年12月在江西省婦幼保健院就診的育齡受檢者9 883 例(年齡18 ~46 歲),研究對象主要來自于常規(guī)體檢、孕前檢查、產(chǎn)前檢查、優(yōu)生遺傳咨詢、輔助生殖術(shù)門診,所有受檢者均否認近1年內(nèi)有輸血史,所有檢測均獲得受檢者知情同意。
1.2 研究方法
1.2.1 血常規(guī)檢測采用邁瑞2000 血液分析儀分析患者血紅蛋白(hemoglobin,Hb)、平均紅細胞體積(mean corpuscular volume,MCV)、平均血紅蛋白含量(mean corpuscular volume,MCH)等參數(shù)。成人MCV 參考區(qū)間為82 ~92 fL,MCH 參考區(qū)間為27 ~31 pg。當(dāng)男性Hb <120 g/L 或女性<110 g/L,MCV <82 fL 或/且MCH <27 pg 時可判斷為小細胞低色素性貧血。
1.2.2 血紅蛋白電泳檢測采用法國Sebia 公司生產(chǎn)的CAPPILLARY S2 FLEX PIERCING 全自動毛細管電泳儀及配套試劑行血紅蛋白電泳檢測,分析患者HbA2、HbH、Hb Bart′s 帶含量,成人HbA2值的參考區(qū)間為2.2%~3.5%。
1.2.3 介入性產(chǎn)前診斷穿刺于合適孕周在B 超引導(dǎo)下行介入性穿刺術(shù)采集胎兒標(biāo)本,排除胎兒標(biāo)本中母體細胞污染后行地貧基因檢測。絨毛膜穿刺術(shù)的適用孕周為11 ~13+6周,羊膜腔穿刺術(shù)為18 ~28 周,臍帶血穿刺術(shù)為>28 周。
1.2.4 外周血及羊水gDNA提取嚴格按照Qiagen血液組織DNA 提取試劑盒(Qiagen,德國)說明書提取外周血與羊水細胞gDNA,使用微量紫外分光光度計(Nanodrop 2000)測定DNA 濃度并調(diào)節(jié)濃度至50 ~100 ng/μL 備用。
1.2.5 常規(guī)地貧基因檢測使用Gap-PCR 結(jié)合瓊脂糖凝膠電泳的方法檢測α-珠蛋白基因3 種常見缺失(--SEA/、-α3.7/、-α4.2/),采用PCR 結(jié)合反向斑點雜交法(DOT-RDB)檢測α-珠蛋白基因的3 種常見點突變(αWSα/、αCSα/和αQSα/)及β-珠蛋白基因的17 種常見點突變,即CD41-42(-TTCT)、CD43(G→T)、IVS-II-654(C→T)、-28(A→G)、-29(A→G)、-30(T→C)、-32(C→A)、CD71-72(+A)、βE(GAG→AAG)、CD17(A→T)、CD31(-C)、CD14-15(+G)、CD27/28(+C)、IVS-I-1(G→C)、IVS-I-5(G→C)、CAP(-AAAC)和IntM(ATG.→AGG),PCR 反應(yīng)體系及擴增條件嚴格按照試劑盒(亞能生物技術(shù)公司,深圳)進行操作。
1.2.6 罕見地貧基因檢測對經(jīng)血紅蛋白電泳提示HbH 帶而常規(guī)地貧基因檢測為非HbH 基因型的患者,行進一步罕見地貧基因檢測。使用Gap-PCR 結(jié)合瓊脂糖凝膠電泳檢測HKαα、--THAI(泰國型)、anti4.2、-α27.6、-α21.9、α fusion gene(α融合基因)等罕見α-地貧,檢測試劑盒購自深圳亞能生物技術(shù)有限公司。使用PCR 結(jié)合Sanger 測序的方法檢測α2 與α1 基因上的罕見點突變或新突變,引物序列參照徐湘民《地中海貧血預(yù)防控制操作指南》[12]。
1.3 妊娠結(jié)局隨訪對行產(chǎn)前診斷的孕婦行妊娠結(jié)局隨訪,對出生的新生兒定期行血常規(guī)結(jié)果隨訪。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用Microsoft Excel 2003 軟件對基因型與血液學(xué)檢測結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析。
2.1 江西地區(qū)育齡HbH患者基因型分析9 883例育齡受檢者中共檢出34例HbH患者,共計8種基因型,檢出率為0.34%(34/9 883)。其中缺失型HbH患者31例(91.2%),非缺失型HbH患者3例(8.8%)。按是否合并β-地貧,可將缺失型HbH 患者分為單純性HbH 病與合并β-地貧HbH 病兩類。其中單純性缺失型HbH 患者共28 例,19 例基因型為-3.7α/--SEA(67.9%),9 例基因型為-4.2α/--SEA(32.1%);合并β-地貧缺失型HbH 病患者3 例,其基因型分別為-3.7α/--SEA 合并β-地貧CD41-42 雜合突變,-3.7α/--SEA 合并β-地貧IVS-II-654 雜合突變,以及αQSα/--SEA 合并β-地貧CD41-42 雜合突變。3 例非缺失型HbH 患者基因型分別為αWSα/--SEA,CSα/--SEA 與國內(nèi)首次報道的非缺失型αCD61(AAG >TAG)α/--SEA,江西地區(qū)34 例育齡HbH 患者的基因型分析見表1。
表1 江西地區(qū)34 例育齡HbH 患者的基因型構(gòu)成及頻率Tab.1 Genotypes and frequency of 34 patients with HbH disease in Jiangxi province
2.2 34例HbH患者血液學(xué)表型分析血常規(guī)結(jié)果顯示34 例HbH 患者均表現(xiàn)出小細胞低色素的血液學(xué)特點,MCV與MCH參數(shù)較參照值相比明顯降低,其MCV值為(62.61±9.86)fL(范圍為48.3 ~71.6 fL),MCH 值為(17.4 ± 2.1)pg(范圍為13.8 ~21 pg),不同基因型之間MCV與MCH值存在一定差異。34例HbH 患者除1 例HbH-WS 女性Hb 值正常外,其余33 例HbH 患者貧血程度表現(xiàn)出個體差異,其Hb 值介于71 ~117 g/L之間,呈輕度貧血者12例(36.4%),呈中度貧血者21 例(63.6%)。血紅蛋白電泳結(jié)果顯示31 例單純性HbH 患者HbA2 值降低,為(1.35±0.25)%,范圍為0.7%~1.8%,表現(xiàn)出α-地貧血液學(xué)特點,而3 例合并β-地貧HbH 患者經(jīng)血紅蛋白電泳檢測HbA2 值均升高(>3.5%),僅表現(xiàn)出β-地貧的特點而掩蓋了α-地貧的血液學(xué)特征。34 例HbH患者中僅有30例經(jīng)血紅蛋白電泳出現(xiàn)HbH帶,其含量為(6.8±1.2)%,范圍為2.1%~11.9%,4例未出現(xiàn)HbH 條帶的患者分別為WS-HbH 病1 例,合并β-地貧HbH 病3 例;僅23 例患者經(jīng)血紅蛋白電泳出現(xiàn)Hb Bart′s 帶,其含量為(1.0 ± 0.1)%,范圍為0.3%~2.0%;HbH 與Hb Bart′s 條帶的含量未表現(xiàn)出與基因型或貧血程度的明顯相關(guān)性。對同一基因型的HbH 患者而言,整體上女性Hb 值明顯低于男性,貧血程度比男性嚴重,這可能與女性的妊娠或營養(yǎng)等生理狀態(tài)相關(guān);而相同HbH 基因型的女性患者與男性患者相比,其MCV 值、MCH 值及HbA2值與性別無明顯相關(guān)性。由于本研究中不同基因型的育齡HbH 患者病例數(shù)差異較大,未對不同基因型之間的血液學(xué)表型差異行統(tǒng)計學(xué)分析。34 例HbH 患者的基因型及相關(guān)血液學(xué)表型詳見表2。
表2 34 例HbH 患者的基因型與血液學(xué)表型Tab.2 Genotypes and hematological parameters of 34 patients with HbH disease
2.3 HbH患者產(chǎn)前診斷結(jié)果分析對34例HbH 患者的配偶行地貧基因檢測,發(fā)現(xiàn)有5 對夫妻為同型地貧攜帶者,3 對為同型α-地貧攜帶者,2 對為同型β-地貧攜帶者,符合地貧產(chǎn)前診斷指征。產(chǎn)前診斷結(jié)果顯示1 例胎兒為Hb Bart′s 水腫胎,其基因型為--SEA/--SEA,1 例胎兒為重型β-地貧,其基因型為βIVS-II-654β-28,1 例胎兒為缺失型HbH 病,其基因型為-3.7α/--SEA,其余2 例胎兒分別為α-地貧與β-地貧攜帶者,5 個行地貧產(chǎn)前診斷的家系信息及產(chǎn)前診斷結(jié)果見表3。
表3 行地貧產(chǎn)前診斷的5 個家系Tab.3 Five families with prenatal diagnosis of thalassemia
2.4 妊娠結(jié)局隨訪家系1 與家系2 中的2 例孕婦選擇終止妊娠,其余3 個家系選擇繼續(xù)妊娠。胎兒出生后進行隨訪,3 例胎兒均足月順產(chǎn),阿氏評分為10 分。家系3 中胎兒6月齡血常規(guī)結(jié)果示Hb 值為107 g/L,MCV 為72 fL,MCH 為24 pg,呈輕度小細胞低色素貧血,家系4 中胎兒6月齡體檢時血常規(guī)結(jié)果未見異常,家系5 中胎兒6月齡體檢時血常規(guī)結(jié)果示Hb 值為120 g/L,MCV 為70 fL,MCH為25 pg,僅表現(xiàn)出小細胞低色素而無貧血的血液學(xué)特點。后期將對上述5 個家系繼續(xù)隨訪。
地中海貧血是一種隨地理區(qū)域與種族不同而存在明顯基因型差異的疾病,HbH 病作為一種可存活的最嚴重的α-地貧,在不同的α-地貧高發(fā)地區(qū)具有其獨特的發(fā)生率與基因突變譜。此外,HbH 病分子基礎(chǔ)異質(zhì)性高,不同基因型的個體、相同基因型的不同個體、甚至同一個體在不同階段的貧血程度均有較大差異,這給臨床遺傳咨詢帶來了很大的困難。江西省位于中國南部,是國家地貧防控的十個重點省份之一。HbH 病在該地區(qū)人群中也有一定的發(fā)生率[13],但目前尚缺乏關(guān)于該地區(qū)HbH 病的基因型頻率與血液學(xué)分析的研究,因此對該地區(qū)育齡人群進行HbH 病的基因檢測與遺傳咨詢至關(guān)重要。
本研究針對9 883例大樣本量的育齡受檢者進行地貧基因檢測,檢出江西地區(qū)育齡人群HbH病的發(fā)生率約為0.34%(34/9 883)。與廣西[9]、廣東[14-15]、海南[16]、云南[17]等地的發(fā)生率相比,明顯低于上述幾個區(qū)域。在基因型頻率方面,江西省缺失型HbH病-α3.7/--SEA 與-α4.2/--SEA 所占比例明顯高于非缺失型,與相鄰的廣東與福建兩省相似,而與廣西地區(qū)差異較大。在黃雅莉等[18]關(guān)于廣東湛江地區(qū)HbH 病的研究中,該地區(qū)缺失型HbH 頻率均高于非缺失型HbH;在付春云等[19]對廣西地區(qū)HbH病的研究中,最常見的基因型為-α3.7/--SEA,其次為αCSα/--SEA,非缺失型αCSα/--SEA 發(fā)生率高于缺失型-α4.2/--SEA。此外,江西地區(qū)也具有其獨特的HbH病基因突變譜,如本研究中檢出了目前國內(nèi)尚未報道過的αCD61(AAG>TAG)α/--SEA 基因型。隨著后續(xù)樣本量的擴大,可能檢出更多具有地區(qū)特異性的HbH 基因型。
以往研究[20]認為,基因型為-α3.7/--SEA 或-α 4.2/--SEA 的個體,臨床表現(xiàn)呈輕度到中度貧血,而基因型為αCSα/--SEA、αQSα/--SEA 的個體較-α3.7/--SEA 及-α4.2/--SEA 個體相比可表現(xiàn)為更嚴重的貧血,對于基因型為αWSα/--SEA 的個體,雖然為3 個α-基因受累的HbH 病類型,但此類患者一般不貧血或僅為輕度貧血。在本研究中,除1 例αWSα/--SEA女性HbH 患者Hb 值正常,其余患者均由基因型、年齡、性別等因素不同而表現(xiàn)出不同程度的小細胞低色素貧血,與既往研究中HbH 患者的臨床表型相似。33 例有貧血表型的HbH 患者中,輕度貧血者12 例(36.4%),中度貧血者21 例(63.6%),表明在育齡人群HbH 患者的貧血程度主要為中度貧血,少部分表現(xiàn)出輕度貧血。對同一HbH 基因型的患者而言,整體上女性貧血比男性嚴重,可能與女性的特殊生理因素或妊娠因素有關(guān)。此外,單純性HbH 患者HbA2 值降低(<2.2%),表現(xiàn)出α-地貧特點,而合并有β-地貧的HbH 患者HbA2 值升高(>3.5%),僅表現(xiàn)出典型的β-地貧而掩蓋了α-地貧血液學(xué)特征。這提示了對血液學(xué)提示HbA2 值升高的受檢者,一定要同時檢測α-地貧避免漏檢;30 例HbH 患者經(jīng)血紅蛋白電泳后出現(xiàn)HbH 帶,4例HbH者電泳后未出現(xiàn)HbH帶。4例未出現(xiàn)HbH條帶的患者中,1 例WS-HbH 患者由于未表現(xiàn)出貧血而無HbH 條帶,3 例合并β-地貧的HbH 患者可能由于攜帶了β-地貧而導(dǎo)致β4 聚合體含量降低,血紅蛋白電泳后未出現(xiàn)HbH 條帶。這提示基于HbH 條帶等血液學(xué)指標(biāo)篩查HbH 病可能存在漏檢,其診斷需依賴基因檢測。臨床上,HbH 患者的配偶必須行地貧基因檢測,因為僅通過篩查配偶血常規(guī)與血紅蛋白電泳無法評估該家庭生育嚴重HbH 患兒的風(fēng)險。本研究中行產(chǎn)前診斷的5 個家系中,胎兒為重型α-地貧與重型β-地貧的兩個家庭選擇了終止妊娠。胎兒基因型為-α3.7/--SEA 的家庭在充分知情前提下,選擇繼續(xù)妊娠,建議父母對其定期行血常規(guī)檢查監(jiān)測貧血并特殊護理,以及成年后婚育時進行遺傳咨詢。其余2 例胎兒為α-與β-地貧攜帶者的家庭,建議其成年后婚育時進行遺傳咨詢。
本研究仍然存在一定的局限性。首先,要系統(tǒng)地對江西地區(qū)育齡HbH 患者進行基因型頻率分析,尚有待更大規(guī)模受檢者樣本量的積累;其次,在檢測方法上,采用高通量捕獲測序(next generation sequencing,NGS)結(jié)合Gap-PCR 可更有效地檢測出罕見HbH 病,而在本研究中,僅基于患者血紅蛋白電泳出現(xiàn)HbH 帶的血液學(xué)特點時,才對受檢者行罕見地貧基因檢測,可能存在漏檢罕見HbH患者的情況。
綜上,本研究首次報道了江西地區(qū)育齡HbH患者的發(fā)生率與基因型構(gòu)成及臨床表型,發(fā)現(xiàn)了目前國內(nèi)尚未報道過的αCD61(AAG>TAG)α/--SEA 基因型,豐富了江西地區(qū)地中海貧血的基因突變譜;同時為有生育中、重型地貧患兒的家庭提供產(chǎn)前診斷,為育齡人群HbH 病的遺傳咨詢及后續(xù)產(chǎn)前診斷提供了重要的參考價值,對完善出生缺陷防控具有重要意義。