关键词:
反相液相色谱
珠蛋白肽链
地中海贫血
异常血红蛋白
摘要:
背景与目的 血红蛋白(hemoglobin, Hb)是人体内氧的运输体,每个血红蛋白由四条珠蛋白肽链组成四聚体,其中包含两个α类亚基和两个β类亚基,每个亚基又分别携带一个血红素。正常人体血红蛋白存在胚胎、胎儿和成人3个不同发育阶段。由于机体对于氧气需求不同,因此,不同的发育阶段所合成的血红蛋白种类也存在一些差异。这些不同发育阶段的血红蛋白为不同珠蛋白肽链所组合而成的四聚体结构,在胎儿期和成人期,α-链分别以γ-链(根据136位氨基酸的不同可分为Gγ和aγ形成Hb F (fetal hemoglobin, α2γ2),或与δ-链形成Hb A2(α2δ2),或与β-链形成Hb A (adult hemoglobin, α2β2);而在胚胎期,α类珠蛋白肽链还有ζ-链,ζ-链与γ-链形成了Hb Portland(ζ2γ2)或与ε-链形成Hb Gower1(ζ2ε2),此外,α-链与ε-链形成Hb Gower2(α2ε2)。 当珠蛋白肽链编码基因发生缺陷时,将导致两类不同的珠蛋白肽链改变,一类致使珠蛋白肽链合成减少或缺如,使形成血红蛋白的α-链/非α-链比例失衡,而导致一组遗传性溶血性疾病,称为地中海贫血,轻者可无临床表现,重者以进行性溶血性贫血为主要特征,根据珠蛋白肽链合成受到抑制的类型,地中海贫血可以分为α-地中海贫血、β-地中海贫血、δ-地中海贫血、γ-地中海贫血、δβ-地中海贫血和εγδβ地中海贫血等;另一类致使珠蛋白的一级结构发生改变,从而导致血红蛋白的分子结构发生改变,称为异常血红蛋白,大多数异常血红蛋白并不引起临床表型,但有少数异常血红蛋白导致明显功能改变,如溶血性异常血红蛋白Hb S及可引起地中海贫血样变的Hb E、Hb CS、Hb QS等可在单独存在或者复合地中海贫血时表现为中间型或重型地中海贫血。 这两类遗传性血液病的常用确诊方法依赖于基于聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)的分子诊断技术,如缺口-PCR(Gap-PCR)、反向点杂交(reverse dot blot, RDB)、变性高效液相色谱(denaturing high performance liquid chromatography, DHPLC)、多重连接探针扩增技术(multiplex ligation-dependent probe amplification, MLPA)及高分辨率熔解曲线分析(high-resolution melting, HRM)等均已被应用于相关突变检测。尽管如此,表型研究在血红蛋白病的临床诊断及研究中占据着重要地位。没有表型指导下直接进行分子诊断则意味着耗时、高成本,同时使误诊风险加大,基因型与表型关系的复杂性也加大了诊断的困难,因此联合多种检测手段对于正确诊断显然是必要的。血液学表型分析和血红蛋白分析是目前指导后续分子诊断的重要参考指标。而珠蛋白肽链检测是表型研究中的重要技术之一,对于观察珠蛋白肽链合成改变或检测异常珠蛋白肽链均具有重要意义。目前其分析技术主要分为两大类,一类基于电泳原理,主要有醋酸纤维素薄膜电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、垂直等电聚焦及毛细管电泳;另一类则基于色谱分离原理,主要有羧甲基层析柱法和反相液相色谱法(reversed-phase high-performance liquid chromatography, RP-HPLC)。两类技术改进的方向均为提高分辨率和减少分析时长。其中反相液相色谱法得益于其高分辨率以及自动化分析是目前用于珠蛋白肽链分析的主流技术,尽管目前出现各种基于该法的检测条件,但目前其仍面临两个主要技术短板,样品预处理繁琐,为获得较高分辨率所需分析时间仍较长。另外一个重要技术问题是,由于目前所报道的色谱条件五花八门(包括所使用的色谱柱和洗脱条件),而对于无现成条件可参考的反相色谱柱而言,其用于珠蛋白肽链分析的初始条件摸索和进一步的优化显然不是一件容易的工作。 本研究的主要目的是基于反相液相色谱建立一种珠蛋白肽链快速分离方法,并探讨该法在地中海贫血和异常血红蛋白中的应用价值,同时观察相关参数对色谱分离行为的影响,为与珠蛋白肽链分析相关工作提供有参考价值的经验。 材料与方法 1.样本收集:共收集了临床样本301例,其中正常样本106例,α-静止型和标准型共60例(2例合并Hb WS),Hb H病59例,β-地中海贫血携带者46例(其中2例合并Hb E,3例合并Hb WS),中重型β-地中海贫血30例(其中11例合并Hb E,2例合并Hb WS).样本首先进行血常规和血红蛋白分析,标准型α-地中海贫血分子诊断的血液学指标为:MCV<80几,MCH<27pg,HbA2正常或偏低,Hb F<1.0%;β-地中海贫血进