关键词：
地中海贫血
基因型
Hb Bart's胎儿水肿综合征
胎儿发育异常
摘要：
研究背景
地中海贫血是常见的遗传血液疾病之一,也是全球公共卫生问题之一。地中海贫血的临床表现轻重不一,其中中重度贫血对胎儿、母体危害较大。目前主要通过输血及祛铁治疗维持中重度地中海贫血患者的生命。这不仅给患者造成痛苦,还给家庭、社会造成负担。因此,预防中重型地中海贫血是防控该疾病的主要策略。随着人口迁移的影响,地中海贫血在各个地区的流行病学特征正在悄然发生变化。对此,实时更新各地区的地中海贫血基因型构成比及完善基因型谱,有助于为当地制定更具有针对性的防控措施。随着时代技术的不断发展,地中海贫血治疗方法的研究报道逐渐增多,但主要以中重型β-地中海贫血为主,而对于重型α-地中海贫血的报道较少。因此本研究也通过转录组测序分析进一步研究重型α-地中海贫血发育异常的发育机制,为未来探索其治疗方法提供数据基础。
方法
1.本研究选取了2017年1月1日至2022年9月30日期间在清远市人民医院门诊就诊或住院的7410例疑似地中海贫血携带者作为研究对象,对其进行地中海贫血基因检测、血红蛋白电泳及血细胞分析检查,并对可疑对象进行罕见地中海贫血基因检测。通过统计分析,分析清远市地区人群地中海贫血基因型类型、构成比及分布特点;阐明地中海贫血基因型及表现型的相关性;统计清远市罕见地中海贫血基因型类型。
2.本课题主要以5例巴氏水肿胎及3例正常胎儿为研究对象,采集血液样本进行转录组测序分析,分析巴氏水肿胎与正常胎儿之间的差异基因表达,最终得到差异基因;然后通过对差异基因进行生物学分析,进一步深入探讨巴氏水肿胎发育异常的发病机制;最终结合差异基因的相对表达量及差异倍数,我们选择了四个关键基因进行验证。本研究采用q RT-PCR技术从收集的5个巴氏水肿胎和6个正常胎儿的血液标本中提取RNA验证,以此验证测序数据的准确性。
结果
1.本次研究通过对清远市7410例外周血进行地贫基因检测,共检出携带地贫基因的有3593例,总检出率为48.48%,其中α地贫、β地贫及α合并β地贫的检出率分别为39.69%、12.66%及2.20%。清远市α-地贫中共检出常见基因类型有20种,主要为--SEA/αα（70.01%）、-α3.7/αα（13.33%）及-α4.2/αα（6.18%）;β-地中海贫血中共检出常见的基因类型有16种,主要为β41-42M/βN（43.07%）、β654M/βN（27.29%）和β-28M/βN（12.05%）;α合并β-地中海贫血中共检出常见的基因类型有34种,主要为--SEA/αα合并β41-42M/βN（29.45%）,--SEA/αα合并β654M/βN（12.27%）及β-28M/βN（12.05%）;罕见地贫基因检测共10例,其中α地贫3例,β-地贫6例及α合并β-地贫1例。
2.通过对巴氏水肿胎及正常胎儿的转录组测序数据进行差异性表达分析,可以得到共2243个差异表达基因,其中有1369个上调基因和874个下调基因,排名靠前的有HBQ1、HBM、SP6、LINC00570及HSP90AA2P5等。通过GO分析,研究发现差异基因主要存在于血红蛋白复合体、MHCII类蛋白复合物、细胞质膜等细胞组分;主要参与了气体输送、相关免疫应答等生物过程;主要催化了抗原结合、过氧化物酶活性等的分子功能。通过KEGG分析显示,有601个差异基因分布于332个通路中主要富集于内吞作用、造血细胞谱系、细胞黏附分子、抗原处理和呈递等相关通路。结合GSEA分析,我们发现这些差异基因主要富集于组织和器官发育、氧化磷酸化、同种异体移植排斥、造血和干扰素反应等通路。
结论
1.在清远地区,α地贫基因突变率明显高于β地贫基因的突变;清远市各地区的地贫基因型基本一致,其中α地贫基因突变主要以大片段缺失为主,而β地贫基因突变主要以点突变为主,这符合中国南方地区地贫基因突变的特点。同时,清远地贫人群的临床表现与地贫基因型明显相关,这为清远地区产前诊断及遗传咨询提供了实验依据。
2.本研究通过转录组测序分析及生物学分析,巴氏水肿胎存在多种差异基因的表达。通过查阅文献,这些关键差异基因的表达可能参与了胎儿生长发育的过程,其表达异常可能会导致智力发育迟缓、肢体发育异常、隐睾、小阴茎及心房间隔缺损等胎儿发育异常。本研究完善巴氏水肿胎血液样本的转录组谱,为进一步探讨巴氏水肿胎发育异常的发病机制提供依据。
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