关键词:
α-地中海贫血
KLF1基因
突变
遗传修饰因子
摘要:
背景
α-地中海贫血(α-地贫)是一种隐性遗传性溶血性血红蛋白疾病,在我国南方地区具有很高的人群携带率(广西:17.55%和广东:8.53%)。其致病机理是由于α珠蛋白基因缺陷,导致相应的α-珠蛋白肽链合成不足,破坏α-与β-珠蛋白链平衡,从而引起溶血性贫血。α-地中海贫血的表型差异主要取决于缺陷的α-珠蛋白基因的数目。一般来说,正常个体携带有4个功能正常的α-珠蛋白基因。在α-地中海贫血个体中,随着缺陷的α-珠蛋白基因的数目增加,病情会相应的加重,期间涵盖了极其广泛的表型谱,从无临床症状到宫内或出生后数小时内死亡。除此以外,α-地贫表型还会受到α-珠蛋白基因突变等位基因型或非连锁的修饰基因影响。相对于日渐丰富的β-地中海贫血的表型修饰基因,目前关于α-地中海贫血的遗传修饰作用我们却知之甚少。迄今为止,只有β-地中海贫血基因已被明确证实可改善α-地中海贫血的严重程度。但越来越多的研究显示仅凭致病基因α-珠蛋白的基因型和修饰基因β-珠蛋白的基因型仍然不足以解释个体间较大的表型差异。例如,静止型α-地中海贫血携带者(主要包括-α3.7/αα,-α4.2/αα和αWSα/αα)的血液学指标通常是属于正常范围,但有时却会出现低色素和/或小细胞现象。此外,在散发性案例或小鼠模型中,发现有少数基因如HS-40,BRG1,PIP4KIIA和AHSP,可能作为α-地中海贫血潜在的修饰基因,参与调控血红蛋白H病(Hb H)的严重程度。
红系调控因子KLF1基因(Erythroid Kriippel-like factor)是一个与红系发育密切相关的重要因子,可以调控一系列与红细胞的发育相关的基因,另外,还参与调控胎儿血红蛋白(Hb F)到成人血红蛋白(Hb A)转化。最近的研究表明,在正常人或散发的α-地中海贫血携带者(基因型为-α3.7/αα)中,KLF1基因突变能触发的一系列良性红细胞表型,如In(Lu)稀有血型,血红蛋白A2(HbA2)含量增高和胎儿血红蛋白水平增高。因此,KLF1可能通过调节不同的血红蛋白肽链合成,弥补或加重α-与β-珠蛋白肽链不平衡程度,从而改变α-地中海贫血血液指标或影响临床表型的轻重。
本次研究通过筛查大样本的α-地中海贫血人群的KLFl基因突变,通过比较携带具有功能影响的KLF1突变个体与KLF1野生型个体之间血液学指标和临床表型差异,来评估它是否具有对α-地中海贫血的遗传修饰作用。
材料与方法
一、研究对象
本课题对来自中国南方的1468例无血缘关系的α-地中海贫血个体进行回顾性分析,其中包括742例成年的β-珠蛋白基因正常的α-地中海贫血携带者(GroupA和B;年龄18-50岁)和726个随机连续的HbH病患者(Group C;年龄1-70岁)。742例α-中海贫血携带者中包括432例(Group A)伴随着Hb F水平升高(≥1%)和的310例(Group B) Hb F水平正常(<1%)。C组726例Hb H患者按照下述临床常用分类指标,可分为相对较轻的表型(N=243)和相对较重的表型(N=483)两组。轻型Hb H患者包括那些血红蛋白含量(Hb)维持在90g/L或以上,不需要接受定期输血的病人。重型Hb H患者包括那些血红蛋白水平≤90g/L和/或需要接受定期输血的病人。Hb H病患者所有的血液学指标均在输血前收集。这项研究通过了南方医院的伦理委员会批准,所有参与者均签署了知情同意书。
二、血液学参数和基因型的测定
所有的血液学参数均用指定型号的自动细胞计数仪和高效液相色谱法进行测定。运用酚氯仿法抽取参与者外周静脉血(EDTA-K2抗凝)来提取基因组DNA。根据科室早前流行病学调查研究中所用的筛查地中海贫血的方法来验证HBA和HBB基因上的缺失型和点突变。使用高分辨率熔解分析(HRM assay)检测所有参加者的KLF1基因型,使用的引物和实验条件均根据早前本实验室的研究。对于所有怀疑携带有变异的样本进行桑格测序,确定变异所在位置。应用SIFT和PolyPhen-2软件来预测所发现的KLF1变异是否影响其蛋白质结构和功能,同时结合流式细胞分析突变携带者的红细胞表面抗原CD44表达是否下降。若两者都为真,我们就认为该变异为具有功能影响的KLF1突变(直接截短KLFl锌指结构的突变可以无需经过软件的预测)。
三、统计分析
所有的统计分析均使用SPSS13.0统计软件,P值<0.05视为具有显著的统计学差异。独立样本t检验和卡方检验分别用于评估血液学参数和定性资料是否存在显著性差异。逻辑回归分析(Logistic Regression)用于评估4个潜在修饰因素,包括HBA基因型,HBB基因,KLF1基因型和性别,与Hb H病患者表型轻重的关系。计