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1、,遗传性血红蛋白病Genetic disorders of human hemoglobin 异常血红蛋白 Abnormal hemoglobin,Structural variants 地中海贫血(地贫)Thalassemias-thalassemia-thalassemia 遗传性持续性胎儿血红蛋白 Hereditary persistence of fetal hemoglobin(HPFH),地中海贫血是全球最大的单基因遗传病之一,中国南方不同高发地区人群携带率 1 23%,研究背景,全球血红蛋白病人群负荷,中国南方地中海贫血人群携带率,Xu,et al.J Clin Pathol 2
2、004,57:517-22.Cai,et al.Chi J Epidemiol 2002,23:281-5.,广州市主要出生缺陷的发生率(1998-2001),Pedigree for-thalassemia in a typical family.,地中海贫血:常染色体隐性遗传病,地贫是严重致死、致残性遗传性血液病,常染色体隐性遗传病 受累基因：地贫-珠蛋白基因（16p13.3）地贫-珠蛋白基因（11p15.3）突变纯合子：重型地贫-致死 中间型地贫-致残 病理学基础：/链比例失衡,地贫纯合子：致死性出生缺陷,重型地贫:胎儿水肿综合征 早产死胎或出生前后死亡 可导致严重产科并发症 无理想治疗
3、方法,重型地贫 出生后1年内发病 多于未成年前因严重贫血而夭折 输血和去铁治疗可维持,代价昂贵,家系样品采集现场,中间型地贫是严重致残性遗传病,研究地中海贫血的意义 重症地贫患儿的出生是世界公认的公共卫生问题 通过产前诊断阻止重症患儿出生是首选预防措施 WHO优先推荐在发展中国家实施预防的遗传性疾病 预防地贫是中国南方高发区减少出生缺陷的战略需求,研究背景,中国需要解决的研究主题 发展用于临床和预防的分子诊断技术 高发地区人群中的遗传流行病学调查 开展人群水平的地中海贫血预防,指导制定计划,大人群监控和预防,用于基因分型,用于产前诊断,诊断 筛查 预防,地中海贫血的研究策略,研究背景,遗传流行
4、病学调查,建立一系列诊断标准和诊断技术,地中海贫血的临床特征,小细胞低色素性溶血型贫血(中、重度)黄疸肝脾肿大(脾大明显)骨髓扩增发育迟缓合并感染Barts 水肿胎(地贫,宫内或出生后半小时内死亡),地中海贫血的血液学表型特征 RBC 参数 MCV MCH 细胞形态变化 Hb电泳分析 Hb A2()或()Hb Barts Hb H()Hb E(),地贫血象：红细胞着色不足、异形红细胞和骨髓成红血细胞增多症,血红蛋白电泳图谱,1 2 3 4 5,1.正常人HB2.轻型地贫 3.异常HB E 杂合子4.新生儿HB Barts(地贫标准型）5.HB H,Normal AA2 AE Barts AF
5、HA,+,-,500V,25min,地贫发生的分子病理学经典机制,地贫:基因缺失使基因功能丢失 地贫:结构基因变异使转录异常,-50kb-10kb 0kb 10kb 20kb 30kb,(-SEA)Deletion(-4.2)Deletion(-3.7)Deletion,2 1,导致地贫的不同类型的基因缺失,Globin genes affected by thalassemia deletion,地贫疾病严重程度的单倍型顺序2 1T 2 1 2T1 1T,Hematological data of the proposituse and her family members.,Differe
6、nt point mutations reducing globin gene expression,Rund.&Rachmilewitz.N.Engl.J.Med.2005,353:1135-46.,世界上不同种族的常见地贫突变类型,种 族 突变类型,地中海人 IVS-1,position 110(G A)CD39,nonsense(CAG TAG)IVS-1,position 1(G A)IVS-2,position 745(C G)IVS-1,position 6(T C)IVS-2,position 1(G A)黑人 29,(A G);88,(C T)Poly(A),(AATAAA A
7、ACAAA),东南亚人,中国人 CD 41-42,Frameshift(CTTT)IVS-2,position 654(C T)28,(A G);Hb E(G A)CD17,nonsense(AAG TAG)IVS-1,position 5(G C)亚洲印地安人 IVS-1,position 5(G C)619-bp deletion CD 8-9,Frameshift(+G)IVS-1,position 1(G T)CD 41-42,Frameshift(CTTT),Results of blood analysis,DNA diagnosis and mRNA detection in t
8、he family members.,Sequencing of the-globin gene amplified from the proband,Heterozygosity for the CT substitution at position-90 of the-globin gene,近年来发现的部分中国南方新突变,地中海贫血的产前诊断,胎儿取样技术 DNA诊断技术-地贫的诊断-地贫的诊断,羊膜穿刺(amniocentesis)抽取胎儿样品示意图,植入前基因诊断 Preimplantation genetic diagnosis(PGD)超声产前诊断 Prenatal diagno
9、sis:Ultrasound measurement 母体外周血分离胎儿细胞进行产前诊断 Prenatal diagnosis:Fetal cells in the maternal circulation 母体血浆或血清中胎儿DNA分析 Analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum,目前及今后的胎儿产前诊断新技术,Ding C,Chiu RW,Lau TK,Leung TN,Chan LC,Chan AY,Charoenkwan P,Ng IS,Law HY,Ma ES,Xu X,Wanapirak C,Sanguansermsri T
10、,Liao C,Ai MA,Chui DH,Cantor CR,Lo YM.MS analysis of single-nucleotide differences in circulating nucleic acids:Application to noninvasive prenatal diagnosis.Proc Natl Acad Sci U S A.2004 20;101(29):10762-7.,单碱基延伸产物的质谱分析,M F,F,父亲的突变类型,SABER:single allele base extension reaction,鉴定母血浆DNA中的父亲地贫突变,地中海贫
11、血的产前诊断,胎儿取样技术 DNA诊断技术-地贫的诊断-地贫的诊断,DNA诊断技术,多重PCR（multiplex PCR）等位基因特异性性寡核苷酸杂交（ASO）反向点杂交（RDB）变性高效液相色谱（DHPLC）基于微孔板(microtiter well-based)高通量检测 实时PCR(real-time PCR),-50kb-10kb 0kb 10kb 20kb 30kb,(-SEA)Deletion(-4.2)Deletion(-3.7)Deletion,2 1,导致地贫的不同类型的基因缺失,Location of primers and detection of-SEA deleti
12、on by gap-PCR,Genotyping of the-SEA alleles by Gap-PCR,Chong SS,et al.Blood.2000;95(1):360-2.,寡核苷酸探针杂交技术,ASO探针检测-地贫基因诊断结果,PCR,B,B,B,B,B,B,gDNA,Hybridization,Detection,Streptavidin-POD,Color Signal,M,Membrane,ASO,N M N M N M,Substrate(TMB),反向点杂交技术,RDB analysis:application to rapid prenatal diagnosisf
13、or eight thalassaemia mutations.,GenotypeFather CDs41-42(CTTT)/N MotherIVS-2-654(CT)/N FetusCDs41-42/IVS-2-654Normal control N/N,Human-globin gene and the PCR amplicons,68 uniquely profiled DHPLC patterns observed from 795 DNA samples,实验结果,实验结果,实验结果,实验结果,实验结果,中国南方和地中海贫血的预防计划人群筛查预防计划的策略 医院水平(Hospital
14、-based)的预防计划 社区水平(community-based)的预防计划 家系扩展筛查(screening extended families),Carrier screening for and thalassemia in pregnancy:the results of an 11-year prospective program in Guangzhou Maternal and Neonatal Hospital Guangzhou Maternal and Neonatal Hospital Liao C Li J Huang YN Li QM Feng Q Zhong HZ
15、 Cui YYSouthern Medical University Mo QH Li LY Hua L Zhang JZ Zeng R Jia SQ Xu XM,Prenat Diagn 2004,25:163-71,地贫携带者筛查及产前诊断流程,Outcomes of screening program in GZMNH 1993-2003,(contd),Prenatal diagnosis in 83 fetuses at-risk for thalassemia,(contd),Results in 266 pregnancies where a precisediagnosis w
16、as achieved,*Three Hb H disease involved,筛查发现的阳性孕妇或阳性夫妇 地贫1 地贫 地贫 地贫 5.7%3.6%4.4%1.8%,Total of 4503 couples screened,Outcomes of screening program in GZMNH 1993-2003,49221 例被筛查的孕妇,4587(9.3%)地贫特征/病例 2804(5.7%)地贫 1783(3.6%)地贫,139 例其他异常Hb个体44495 例正常表型个体,4503(98.2%)阳性孕妇的配偶被筛查,281(6.2%)例高风险妊娠 198 重型地贫 83
17、 重型地贫,84(1.8%)例配偶未接受筛查,281(100%)例高风险妊娠孕妇进入跟踪随访,4222 例非风险妊娠,269(95.7%)孕妇实施产前诊断 187 地贫 83 地贫(1双胞胎),72(26.7%)孕妇要求终止妊娠 54 重型地贫 18 重型地贫(1双胞胎),69 重型地贫被预防 51 水肿胎 18 重型地贫(1双胞胎),12 孕妇不接受产前诊断,197例孕妇继续妊娠,3 例HbH病出生,2例水肿胎出生,自行研制的东南亚型地贫链免疫学检测试剂盒,A,B,产前遗传学的临床和公共卫生问题利用有效的公共卫生教育资源，首先使医生 和公众了解更多的地贫知识和知晓选择遗传 服务及其对待产前诊
18、断的态度是我们面临的 一个重要课题；2.为满足大规模预防工作的需要，我们须大力 加强专科医生,遗传咨询师，及其他相关专业 人员的培训工作;,3.预防监测系统建立过程中，要特别注重转诊、病例登记、实验室质量控制的把关;4.政府在组织、基础建设、制定政策法规和行 政管理上的主导作用是推动预防计划的关键 因素。,(contd),AcknowIedgments,第一军医大学 南方医科大学 广州市妇婴医院 珠海市妇幼保健医院 韶关市妇幼保健医院 广东医学院附属一医院 汕头市第二人民医院 柳州市妇幼保健医院 美国Transgenomic公司 珠海市海泰生物制药有限公司 NSFC,973 Program 广东省科技厅,广东省卫生厅 广州市卫生局,四会市卫生局,
