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b中国人三种常见缺失型α-地中海贫血基因

2011-06-04 5页 pdf 265KB 61阅读

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b中国人三种常见缺失型α-地中海贫血基因 ·技术与方法· 单管多重!"#快速检测中国人三种常见 缺失型!$地中海贫血基因 周玉球 张永良 李莉艳 李文典 莫秋华 郑勤 徐湘民 【摘要】 目的 建立一种简单快速、准确可靠、经济实用的检测常见缺失型!$地中海贫血(!$地贫)突 变($$%&’、$!()*和$!+),)的单管多重!"#技术以用于!$地贫的分子筛查和产前诊断。方法 采用-./$!"#方 案设计+组!"#引物并对!"#反应条件进行系统优化以扩增代表这(种地贫和!,基因存在的特异性 01’片段。此外,还设计2对引物扩增34%2 基因(5$端非翻译区片段作...
b中国人三种常见缺失型α-地中海贫血基因
·技术与方法· 单管多重!"#快速检测中国人三种常见 缺失型!$地中海贫血基因 周玉球 张永良 李莉艳 李文典 莫秋华 郑勤 徐湘民 【摘要】 目的 建立一种简单快速、准确可靠、经济实用的检测常见缺失型!$地中海贫血(!$地贫)突 变($$%&’、$!()*和$!+),)的单管多重!"#技术以用于!$地贫的分子筛查和产前诊断。方法 采用-./$!"#方 案+组!"#引物并对!"#反应条件进行系统优化以扩增代表这(种地贫和!,基因存在的特异性 01’片段。此外,还设计2对引物扩增34%2 基因(5$端非翻译区片段作为整个!"#体系扩增成功与否的 内在对照。采用盲法分析对该技术的特异性、准确性和可靠性进行并应用于产前分子诊断中。结果 所建的单管多重!"#技术成功地检出这(种常见缺失型!$地贫突变的纯合子、杂合子和双重杂合子。 正常人出现34%2 和!,基因特异扩增片段,而$$%&’、$!()*和$!+),杂合子除了出现正常人的,条扩增带外,还 分别出现2条指示这些突变存在的特异性扩增片段。盲法分析结果显示,该技术对!$珠蛋白基因型经过 %6789:;<印迹法或01’直接测序确证的01’标本的诊断准确性达到2==>,并被成功地应用于?个重症 !$地贫高风险家庭的产前诊断中。结论 该技术可准确、快速地检测$$%&’、$!()*和$!+),(种常见缺失型!$地 贫突变,且具有经济和实用的优点,非常适合于!$地贫的大人群分子筛查和临床样品的基因诊断。 【关键词】!$地中海贫血; 多重聚合酶链反应; 分子诊断; 产前诊断 !"#$%%&’&(’$)*)+’,-&&()..)*%&/&’$)*"/!0’,"/"11&.$"1$*2,$*&1&341$*5/&0’63&.6/’$#/&782!! !"#$ %&’()&2,!"*+,%-./’0)1./2,232)’41.,,2356.’7)1.2,8#9)&’:&1,,!";+,9)./2,<$<)1./’ =).,> 2(!:&:1)3.?@)@&@6-A867)B10,6.6@)B?,!:&:1)8&.)B)C1081@6D.101.7E:)07"610@:B1D6"-?C)@10, !:&:1),,&1./7-./,@2?==2F>G>E:).1>;=1)0:/6.6@)B?=1.",2B.>B-=); ,(H6C1D@=6.@-A867)B10 ,6.6@)B?,I-&@:6D.867)B10$.)J6D?)@4,,&1./K:-&,,&1./7-./,@2=@2@F>G>E:).1) E-DD6?C-.7)./1&@:-D:<$<)1./’=).,;=1)0:/KL&L="C&M>/&1./K:-&>/7>B. 【931’-"(’】 :3;&(’$<& A6B:C:D6/.EFG/D:,;./FB,.HH7;.8:,.计划
项目(,==,U(=@=+);广东省医学科研基金(’,==(*(*);珠海市科技计 划项目(!",==(2==*,) 作者单位:@2?==2珠海市妇幼保健院,珠海市医学遗传研究所(周玉球、张永良、李文典、郑勤);南方医科大学医学遗传学教研室(李莉艳、莫秋 华、徐湘民) 通信作者:徐湘民,&G.FD:-OK7KG"/7J)-7.<-O967)-B)H< ·=T2· 中华医学遗传学杂志,==@年+月第,,卷第,期 "9F?, ?,< !+*@($%?)、右侧缺失(?自身或与 ?/<<=>?)或严重影响生命质量的 X- X 病 (?或?)。目前该病尚无理想的治疗 方法,通过遗传筛查和产前基因诊断选择性地淘汰重 症!<地贫胎儿则是控制该病发生的首要途径。因此, 建立检测这+种缺失突变的快速准确的基因分型方 法,对于在我国南方开展以预防!<地贫为目标的大人 群分子筛查和产前基因诊断具有重要意义。根据我国 人群的!<地贫基因谱特征,参考国外相关文献,我们设 计建立了同时诊断中国人上述最常见的+种!<地贫缺 失突变的单管多重KLM技术。在用盲法分析对该技 术的特异性和准确性进行评价的基础上,应用该法成 功地完成了W例重症!<地贫高风险胎儿的产前诊断。 / 材料与方法 /*/ GH?样品 采用酚<氯仿法抽提外周血白细胞 或羊水细胞人类基因组GH?。S份!<珠蛋白基因型 经="#&’60$印迹分析或GH?直接测序确定的GH? 标 准 样 品 ( !!/!!、?/!!、< !+*@/<<=>?、?、!L=!/<<=>?和<<=>?/<<=>?)用于该 方法的建立。采用盲法分析对@.份!<珠蛋白基因型 (其 中 !!/!!、?/!!、< !+*@/<<=>?、?和<<=>?/<<=>?各为)S、)A、W、.、./、 A、+和.份)已通过="#&’60$印迹分析或GH?直接测 序确定的库存外周血或产前GH?样品进行试验以检 验该方法的特异性和准确性。此外,该法还被应用于 W对!<地贫高风险夫妇及其所孕胎儿的基因分型以评 价其在产前诊断应用中的可靠性。 /*0 方法 /*0*/ 引物设计 采用;(3方案
设计[@]。 +对引物+*@?+种缺失基因断裂点的两 侧。因这些缺失使得本来相距遥远、位于断裂点侧翼 的这+对引物而变得很近,从而就能通过KLM技术分 别 扩增出代表这+种基因存在的、特异的扩增条带(分 表/ 单管多重KLM检测!<地贫的引物序列和位置 123%*/ K0526086E#6$768!"0!<&’(4(88625(885$;46<&#-62#4&5346J//1A1.*) LLLLILTLL??TILL?LTT )1)SS.")1)W// +*@//1A1.*) ???TL?LILIITTTILL?TTL )1@@)S")1@1WS !./+*@//1A1.V) !.//1A1.*) ?T?LL?TTI?TTTLLTT?L )1+1SA")1+111 A*.//1A1.*) ?TLLL?LTIITITIIL?ITLL )@RW/S")@RSSS ·)S)·中华医学遗传学杂志.//R年A月第..卷第.期 L’5$[Q6%T6$6&,?3054.//R,\"4*..,H"*. 万方数据 别为!"!!、#$!%和#&’()*)。由于这&种缺失类型部 分(+!&,-)或完全(+!’,!和++./0)缺失了!!基因,故另设 计#对引物(!!+1/!!+2)在此缺失区内。当存在上述 突变时,如同时扩增出特异的!!基因片段(#%"")*), 则表示为杂合子,否则为纯合子。此外,还设计了另一 对引物(3+1/3+2)用来扩增45.#基因(#-*#&,&)&6+端 非翻译区780片段(!&9")*)以作为多重:32体系 扩增成功与否的内在对照。这些引物部分由我们自行 设计,余按文献[%、(]。上述引物的位置和序列见表 #。引物由上海生物工程公司合成。 !,"," :32条件 在!9";:32反应体积中,含有 #<:32缓冲液,#<=溶液,!""">?;/4@8A:,#B!9 CD?E.EFGAFH(=50I/8I>)D,德国),#""!""JK人 类基因组780,",#$",9">?;/4的各种引物。:32 在:/+!’""扩增仪(ILJL0>*!’"",:LGMNJ/;>LG)上 进行。热循环的参数为:($O预变性#9>NJ,然后 (%O’9P,$"O#>NJ&"P,-!O!>NJ#9P,&"个循 环,最后-!O延伸9>NJ。扩增后,取#"";:32产物 和",%";ILJL2Q;LG(深圳晶美生物工程公司产品)在 #条件下,#,"U琼脂糖凝胶 电泳#V,/R染色于CS:凝胶成像仪(CS:5JT,,美 国)下观察并记录结果。 " 结果 ",! 单管多重:32技术的建立 %份各种已知!+珠 蛋白基因型并经.?QEVLGJ印迹分析或780直接测序 确证的780样品采用单管多重:32技术进行分 析,其与.?QEVLGJ印迹分析或780直接测序结果完 全一致。图#显示该技术检测这些标准780样品出 现的具有代表性的电泳图谱。从图#可知,各泳道均 出现#条3+1/3+2扩增的!&9")*条带,说明整个单 管多重:32体系运转正常。除此之外,单体型为!! (!A!)、+!&,-、+!’,!和++./0的标准780样品分别出现指 示这种基因存在的#%"")*、!"!!)*、#$!%)*和#&’( )*特异性扩增条带。在出现某一种!+地贫基因的特 异扩增片段时,如同时还出现#%"")*的!!基因特异 扩增带,则为该种!+地贫基因的杂合子(图#的!、&和 ’泳道),否则为纯合子(图#的%泳道)。除45.# 基 因片段外,同时还可见两条大小不同的!+地贫基因特 异扩增片段而无!!基因产物时,则为双重杂合子(图# 的$和-泳道)。从图#可以看出:除!!/++./0(图#泳 道’)和!3.!/++./0(图#泳道9)两种基因型出现相同 的电泳图谱外,其余9种缺失型!+地贫都有其独特的 电泳带型,而!!/++./0和!3.!/++./0则可结合D)电泳结 果进行鉴别。 "," 单管多重:32反应条件 以’种已知基因型为 !!/!!、+!&,-/!!、+!’,!/!!、++./0/!!780样品作为代表, 图! 单管多重:32检测各种!+珠蛋白基因型780标准样品结果 W:780分子量标准;#%:对应的780样品基因型为!!/!!、+!&,-/!!、+ !’,!/!!、!!/++./0、!3.!/++./0、+!&,-/++./0、+!’,!/++./0和++./0/++./0;R:阴性 对照 #$%! 2L*GLPLJEFENXLGLPQ;EPYG?>MJ?ZJ780PF>*;LPZNEVXFGN?QP!+ K;?)NJKLJ?E[*LP W:780>FGMLG;4FJLP#+%::32*G?@QTEPZLGLF>*;N+ YNL@YG?> 780PF>*;LPZNEVKLJ?E[*LP?Y!!/!!,+!&,-/!!,+!’,!/!!, !!/++./0,!3.!/++./0,+!&,-/++./0,+!’,!/++./0FJ@++./0/++./0,GLP*LTENXL;[; R:JLKFENXLT?JEG?; 对影响单管多重:32检测体系的特异性、准确性和重 复性的一些重要因素进行了分析。结果发现当引物的 终浓度为",#$",$">?;/4时,所有的引物对均能扩增 出清晰的特异带。如低于",#">?;/4时,有些:32 产物几乎看不见;如高于#,$">?;/4时,则出现非特 异性的扩增带。合适的780模板量对多重:32反应 体系获得最佳的结果也是重要的。我们对9"#$""JK 范围内的780浓度进行了试验,发现当780浓度为 #""JK时,所获得的结果最好。如780浓度高于!"" JK时,随着780浓度的递增,3+1/3+2扩增的效率明 显下降,由!!/&,-+1\!!+2扩增的#%"")*带则出现 偏性扩增以致通过电泳无法将之与!"!!、#$!%)*带 分开。而当780低于9"JK时,虽扩增的特异性好, 但扩增带较弱。因此,780模板量以#""!""JK为 宜。AFH酶在多重:32体系中的作用则是至关重要 的。我们的研究对文献已有报道的、且能有效扩增具 有复杂二级结构(II含量丰富等)或有重复序列的模 板的&种AFH酶,即D?E.EFGAFH、0>*;NAFHI?;@(0*+ *;NL@RN?P[PEL>P,C.0)和AF]F2F40AFH[AF]F2F RN?ELTVJ?;?K[(7F;NFJ)3?,,4E@]进行了对比分析。图 !0表示的是这&种AFH酶在最适:32条件下扩增 +!&,-/!!780的结果。从图中可知,D?E.EFGAFH不但 能明显地提高:32产物的产量,还能有效地减少多重 :32反应中非特异性 :32 产物的产生;其次为 AF]F2F40AFH。0>*;NAFHI?;@则未扩增出任何特 异条带,而产生了多条较小的非特异性的:32产物。 尝试在0>*;NAFHI?;@多重:32体系中,加入终浓度 为9U7W.^ 和",-9>?;/4)LEFNJ两种780二级结 构变性剂,结果虽有所改善,但绝大数条带仍未能扩 出。此外,本试验还发现,@8A:对多重:32的特异 性和灵敏度的影响也是不可忽视的。在该多重:32 ·!%#· 中华医学遗传学杂志!""9年’月第!!卷第!期 3VNJ_WL@ILJLE,0*GN;!""9,S?;,!!,8?,! 万方数据 体系中,当!"#$终浓度为%&&!’()/*时,结果最好。 如!"#$浓度高于+&&!’()/*时,则无扩增带出现。 此外,还发现!"#$贮存液对反复冻融非常敏感。当 !"#$贮存液超过,次反复冻融循环后,多重$-.体 系的扩增效率明显下降,一些条带变得非常弱,有的则 变得无法看见(图%/)。此外,!"#$贮存液保存时间 太长,对多重$-.结果也产生明显的不利影响。 图! "种0"1耐热性聚合酶(1)和不同冻/融循环次数的!"#$(/) 多重扩增基因型为2"345/""0"1标准样品的结果 6:0"1分子量标 准;1:7,分别代表8(9:9;<#;=、#;>;.;*1#;=、1’?)@#;=A()!和1’2 ?)@#;=A()!加06:B和/C9;@D;/:7,对应于新鲜的!"#$、冻/融,、+和 7E次的!"#$ #$%! 6F)9@?)CG$-.;’?)@H@I;9@(D(H0"1J;’?)CK@9LMCD(9N?C(H 2"345/""FJ@DM9L;.;*1#;=,1’?)@#;= A()!;D!1’?)@#;=A()!’@GC!K@9L06:B;D!/C9;@D,23?、 -@ABC23? 023?在单管多重!"#中所具有的较高特异性 和扩增能力,同时还发现D82!反复冻融可显著降低 多重!"#的扩增效率,故建议在单管多重!"#中使 用未经反复冻融的、新鲜的D82!,以保证单管多重 !"#技术检测基因突变的准确性、灵敏度和重复性。 综上所述,我们所建立的检测中国人)种常见缺 失型!’地贫基因的单管多重!"#技术,具有简便快 速、准确实用而又经济等特点,非常适合于我国以预防 为目的而开展的大人群!’地贫的分子筛查和临床样品 的基因诊断。 参 考 文 献 & FGFH,IJMN3BM4OM34DPAMO=>G@ =JMQG=G>MJM3B=JRG>DM434DAMM4C4S.T"BC4!3=JMN3BM4OMPG>NMW34D@OJ3>’ 3O=M>CX3=C<4PH-,\CB[CM-]H,!"#$.->MNCM^ SM4M=COP._B<.2JM=J3B3PPM@C3PW4D><@MP:@R3PCP34D A>M43=3BDC3S4MPGB=R3PCPM43=3BSM4MDC3S4P=HCB HMDa4CN,&%%$,&$V9$’/*.[肖维威,徐湘民,徐钤.中国人缺失型 !’地中海贫血的分子基础及产前基因诊断.第一军医大学学报, &%%$,&$V9$’/*.] / "J34ST0,5MM5+,5C4"!,!"#$.#3ACDDC3S43PMOJ3C4>M3O’ =C<4._B<3ACD34D>MBC3RBM/’DMBM=C<4 @GB=CABMYA3PMOJ3C4>M3O=C<43PP3WQ<>!’=J3B3PPM@C3._B<MM4Q<>O<@@<4DMBM=C<43BDM=M>@C434=PMM4C4S34DSM4M=CODC3S4DM>P. _B<@C434=PRW!"#3PP3W."JC4THMD0M4M=,*UU&, &$V*&9’*&$.[赵永忠,钟梅,刘忠英,等.!"#技术快速检测常见缺 失型!’地中海贫血基因.中华医学遗传学杂志,*UU&,&$V*&9’ *&$.] &* 5CGTI,IJSM’ 4M=CODC3S4CABCO3=C<4RW@GB=CABMYA3PMOJ3C4 >M3O=C<4._>T;3M@3=<4’E3>4CZ,‘CB<47,]AAM4JMC@-,!"#$.#3ACDDM=MO=C<4>34M34 !’SBM3>>34SM@M4=P GPC4S !"#.-@T;M@3=E,7>3S<4+,!"#$.-DN34=3SMP3PMC4@GB=CABMY!"#34D=C@M>MBM3PM!"#. _C<=MOJ4C?GMP,&%%$,*(V&:(’&:$. (收稿日期:*UU(’U9’&() (本文编辑 刘华) ·($&· 中华医学遗传学杂志*UU:年(月第**卷第*期 "JC4THMD0M4M=,-A>CB*UU:,Z
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