关键词:
地中海贫血
α珠蛋白
高通量测序
拷贝数分析
摘要:
地中海贫血(以下简称地贫)是全世界最常见的遗传病之一,主要分布于地中海地区,中东,印度,东南亚和非洲;地贫也是中国南方最最常见、危害最大的遗传病之一。主要原因是由于珠蛋白基因发生缺陷使其编码的肽链一种或几种合成减少或缺失,致使血红蛋白的组成成分比例失衡,进而导致血红蛋白不稳定。根据珠蛋白基因缺陷的种类不同,地贫主要分为α地贫和β地贫。α地贫主要是α珠蛋白基因发生大片段缺失和基因突变,其中绝大部分为缺失型α地贫。地中海贫血防控是我国控制出生缺陷的一个重要组成部分,婚前、孕前地贫筛查预防地贫最为有效的阶段,因此α珠蛋白的基因检测对防控α地贫具有重要意义。跨越断裂点的PCR扩增法(Gap-PCR)和实时荧光定量PCR(Real-Time PCR)是缺失型α地贫常用的检测技术,但Gap-PCR无法检测未知的缺失型,而RealTime PCR每个样本需要进行2-3个重复实验,而且荧光信号的波动会影响结果判断。本研究以α珠蛋白基因为研究对象,根据缺失型α地贫现有基因检测技术的不足,将基于新一代高通量测序技术平台Illumina Hiseq2000开发一种准确、高通量、低成本的缺失型α地贫基因检测新技术。本研究采用引物标签的PCR技术对α珠蛋白各种类型大片段缺失的共缺失区域进行扩增,涵盖HBA1基因和HBA2基因两个基因常见缺失区域。通过对PCR扩增产物的进行测序文库构建,结合新一代测序的adaptor测序原理,在llumina Hiseq2000高通量测序平台完成测序。针对llumina Hiseq2000测序原理和测序数据的特点开发配套的生物信息分析流程,根据测序深度对每个基因进行相对定量,完成结果分析。为了验证本研究的可行性,我们选取了950个已知结果,包括120个阳性样本和830个阴性样本对本方法进行验证,结果符合率为97.1%。通过补充实验的验证,结果表明本技术能准确检测α珠蛋白大片段缺失导致的α地贫,也能发现α珠蛋白基因拷贝数增加。因此,本研究开发的一种基于高通量测序技术平台的缺失型α地贫检测新技术,具有高通量、低成本、准确性高等特点,对于人群中的α地贫的筛查与防控具有重要意义,并为技术开发及临床转化奠定基础。