PCR技术应用七：地中海贫血
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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:
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位置
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性质
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对基因功能影响
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类型
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| 启动子区(TATA) |
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| -32 | C →A |
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| -30 | T →C | mRNA 转录效率下降 |
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| -29 | A →G | β链合成减少 |
β＋
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| -28 | A →G |
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| RNA 剪接基因突变 |
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| IVS-1n ＋1 | G →T |
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| IVS-1n ＋5 | G →C | mRNA 合成异常 |
β＋
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| IVS-13 | T →G |
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| IVS-2n ＋654 | C →T |
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| 误义突变 |
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| CD26 | G →A |
正
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| 无意突变 |
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| CDn | A →T | β链合成短 |
β
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| CD43 | G →T |
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| 突变 |
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| 缺失: | CD8―AA |
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| CD31―C |
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| CD41/42-TCTT |
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| 括入 | ＋40 ±43-AAAC |
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| CD14/15 ＋G |
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| CD27/28 ＋C |
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| CD71/72 ＋T ，＋A |
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| 起始裂解 |
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| ATG →AGG |
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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
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引物名称
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序列位置
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S1
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F5'GTGTTCTCAGTAT TGGAGGGAA3' |
4 S1 3' 端 |
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S2
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F5'GACACGCTTCCA ATACGCTTA3' |
α3'HVR 5' 端 |
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S3
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R5'CTACTGCAGCCT TGAACTCC3' |
4 α2 5' 端 |
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α1
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F5'CGGGCCTGGGCC CTCGGCCC3' |
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R5'CCACGGGGGTAC GGGTGCAG3' |
二者的3' 端 |
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α2
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F5'CGGCTGCGGGCC TGGGCCGC3' |
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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
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引物名称
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位置
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序列
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扩增片段大
小bp |
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βA
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-129--104 |
A5'GTACGGCTGTCATC ACTTAGACCTCA3' |
A →B600 |
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βB
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编码97-89 |
B5'TGCAGCTTGTCACA GTGCAGCTCACT3' |
C →D422 |
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βC
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EVS-2475-476 |
C5'GTGTACACATATTG ACCAAA3' |
A →D1502 |
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βD
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编码114 →108 |
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18 种5 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7 种ASO 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Cordows41-42 ，TVSnt654 ，CD17TATA 盒-28 和CD71-72 ，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.
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突变位置
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内切酶
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切点影响
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β
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Mnl Ⅰ
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丢失
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CD17
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Mae Ⅰ
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生成
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-29
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NIa Ⅲ
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生成
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CD43
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Hinf Ⅰ
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消失
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TVS-1nt1
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BsPM Ⅰ
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消失
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CD41-42
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HinFZ
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酶解产物变化
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(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.
