遗传诊断和胚胎植入前遗传学检测在β-地中海贫血中的重要作用

作者：黎青单位：广州医科大学附属第三医院[摘   要]   β-地中海贫血是常见的地中海贫血类型之一，属于单基因遗传病，根据症状可以分为轻型、中间型、重型三类，重型地贫患儿一般是到出生后几个月才有严重的贫血症状，只能通过长期输血维持生存。因此,通过地贫筛查、基因诊断，并为患者提供专业的遗传咨询，指导优生优育，是降低地中海贫血发病率的有效方法。地中海贫血有明显地区差异和种族特征。据统计目前全球地贫携带者可达数亿人，有调查报道，在国内有30万左右的地中海中间型和重型患者。β-地中海贫血作为常见的地中海贫血类型。在治疗β-地中海贫血的道路上仍面临巨大的挑战[5]。因此对地贫高发区域的人群进行筛查诊断并为患者提供遗传咨询、给与优生优育指导是目前预防地贫的有效方法。01、针对β-地中海贫血面临的主要问题    目前，临床上常规的筛查方法是通过血常规和血红蛋白电泳的方法，这些传统筛查模式只能检测已知的基因突变位点，但是对于一些罕见或未知的变异这些常规方法检测不到，最终导致漏诊和误诊的可能。通过筛查,对于高风险的夫妇可以选择产前诊断终止重型患儿出生，但会给孕妇及其家庭造成巨大的身体和精神伤害。因此，可以通过辅助生殖技术能够保证生育健康孩子的同时阻断遗传病在家族中的传递，有效的降低出生缺陷。此外，对于已经生育重度地贫的家庭如何通过生育一个健康的孩子为患儿提供造血干细胞的移植也是目前比较关注的问题。02、遗传诊断在β-地中海贫血中的应用  在我国，人群中β-地贫分为常见突变和罕见突变。目前临床的策略是先采用一线技术例如反向斑点杂交（reverse dot blot，RDB）、蛋白质错误折叠循环扩增技术（protein misfolding cyclic amplification，PMCA）和跨越断裂位点PCR（GAP-PCR）等检测常见的十几种已知高发突变，对于一线技术无法检测的罕见和未知的突变通过二线技术例如Sanger测序、多重连接探针扩增技术（multiplex ligation-dependent probe amplification ，MLPA）或染色体芯片（array comparative genomic hybridization，array-CGH）检测[6]。随着技术的发展，下一代测序（next generation sequencing，NGS）已可用于地贫的分子检测，研究报道，通过NGS的方法检出了先前技术没有检测出的基因型，明显提高了检测的检出率，且检测灵敏度和特异性也较高。NGS能够检测地中海贫血基因序列上几乎所有的突变，具有通量高、成本低的优点，非常适合地中海贫血基因筛查及地中海贫血罕见基因型的鉴定[14-15]。03、胚胎植入前遗传学检测在β-地中海贫血中的应用  植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing，PGT）是从胚胎中取几个细胞检测，挑选检测结果正常的胚胎移植，是产前诊断的早期形式。目前PGT应用于染色体非整倍体、染色体结构异常和单基因遗传病。至今国内外已报告许多地中海贫血通过PGT阻断的成功案例[19-21]。重度地中海贫血患者最直接的解决办法是造血干细胞移植。目前已有研究报道，能够找到有血缘关系且能够配型的提供者是最优的选择。但是大多数的患者面临的困难是很难找到两者都相符的造血干细胞提供者。近年来，人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）配型结合PGT的技术为这些曾经生育过地贫患儿的家庭提供了一个更好的选择，这些家庭不仅可以通过PGT生育一个健康的孩子而且还能够通过造血干细胞移植救治第一个孩子[22]。有研究报告，通过Gap-PCR方法进行PGT实现地中海贫血的阻断，但是由于等位基因脱扣等原因严重影响PGT结果的准确性[24]。随着技术的发展，高通量测序技术有效提高对遗传病检测的分辨率和诊断率，基于高通量的PGT技术也成为目前的主流方法，同时结合SNP单体型连锁分析能够有效避免等位基因脱扣带来的误诊[25]。04、展望  随着遗传诊断技术的发展，地中海贫血已经得到有效的控制，但是针对一些地贫的罕见突变的检测，PGT阻断地贫过程中家系不全等问题依然困扰着临床，目前行业内也逐步通过三代测序技术、通过单精子、极体等方式构建单体型以及一体化的PGT技术来解决临床中面临的这些特殊问题。相信这些技术在地中海贫血预防及阻断中将得到越来越的应用，为患者与临床提供更好的保障。参考文献[1] 邱月, 赵君. 地中海贫血风险防控体系建设的国内外进展 [J]. 中国计划生育学杂志. 2019;27(02):130-134.[2] 梁秋. 我国地中海贫血诊治进展与现状 [J]. 临床医学研究与实践. 2016;1(24):2.[3] Modell, Bernadette. Global epidemiology of haemoglobin disorders and derived service indicators [J]. Bulletin of the World Health Organization. 2008;86(6):480-487.[4] 王新燕, 刘建华. 北京地区地中海贫血基因的调查分析 [J]. 标记免疫分析与临床. 2022;29(2):3.[5] 杨花梅, 孙菲, 马燕琳, 等. β-地中海贫血治疗的研究进展 [J]. 实用医学杂志. 2021;37(6):5.[6] 商璇, 吴学东, 张新华, 等. β-地中海贫血的临床实践指南 [J]. 中华医学遗传学杂志. 2020;37(3):9.[7] Origa R. β-Thalassemia [J]. Genetics in medicine. 2017;19(6):609-619.[8] Colah R, Gorakshakar A, Nadkarni A. Global burden, distribution and prevention of β-thalassemias and hemoglobin E disorder [J]s. Expert review of hematology. 2010;3(1):103-117.[9] Mettananda S, Higgs DR. Molecular Basis and Genetic Modifiers of Thalassemia [J]. Hematology/oncology Clinics of North America. 2018;32(2):177-191.[10] Shang X, Xu X. Update in the genetics of thalassemia: What clinicians need to know [J]. Best Practice & Research Clinical Obstetrics & Gynaecology. 2016:3.[11] 李佩芳, 庞文正. 珠海地区635例地中海贫血基因检测结果分析 [J]. 中国实用医药. 2015(25):3.[12] 贺骏, 秦佳纯, 周万军. 地中海贫血分子诊断技术进展 [J]. 中国临床新医学. 2020;13(10):4.[13] Shang X, Peng Z, Ye Y, et al. Rapid targeted next-generation sequencing platform for molecular screening and clinical genotyping in subjects with hemoglobinopathies[J]. EBioMedicine, 2017, 23: 150-159.[14] 王珂, 党瑜慧, 李芝兰, 等. 高通量测序技术筛检地中海贫血的临床意义 [J]. 中国实验血液学杂志. 2019;27(4):7.[15] 宋春林, 刘正平, 陈淑芬, 等. 二代高通量测序仪在大规模地中海贫血基因检测的应用价值 [J]. 中国医疗设备. 2016(S1):1.[16] 中华医学会围产医学分会, 中华医学会妇产科学分会产科学组. 地中海贫血妊娠期管理专家共识 [J]. 中华围产医学杂志 2020;23(9):577-584.[17] 李晓红, 庄广伦, 周灿权, 等. α-地中海贫血种植前基因诊断妊娠成功 [J]. 中山大学学报(医学科学版). 2002;23(4):268-269.[18] 对β-地中海贫血携带者进行胚胎植入前遗传学诊断 [J]. 中华医学杂志. 2003;83(4):4.[19] Chen M, Chan J, Nadarajah S, et al. Single-tube nonaplex microsatellite PCR panel for preimplantation genetic diagnosis of Hb Bart’s hydrops fetalis syndrome [J]. Prenatal Diagnosis. 2015;35(6):534-543.[20] 陈一君,唐兰艳,韦雅淑,等. 16111例广西不孕不育患者的地中海贫血筛查及基因检测分析[J]. 广西医学,2020,42(14):1869-1874.[21] 杜丽, 秦丹卿, 刘玲, 等. 台湾型缺失β地中海贫血的基因诊断,产前诊断和植入前遗传学诊断 [J]. 中国实验血液学杂志. 2019;27(5):7.[22] 刘新颜, 王静, 曾艳红,等. β地中海贫血基因检测结合HLA配型的胚胎植入前遗传学诊断技术的临床应用 [J]. 中华妇产科杂志. 2016(7):7.[23] Kahraman S, Beyazyurek C, Yesilipek MA, et al. Successful haematopoietic stem cell transplantation in 44 children from healthy siblings conceived after preimplantation HLA matching [J]. Reproductive biomedicine online. 2014;29(3):340-351.[24] 徐惠玲, 刘彦慧, 晏平, 等. 囊胚细胞WGA结合短片段Gap-PCR的α-地贫SEA突变快速植入前遗传学诊断 [J]. 南方医科大学学报. 2018;038(010):1250-1254.[25] Dreesen J, Destouni A, Kourlaba G, et al. Evaluation of PCR-based preimplantation genetic diagnosis applied to monogenic diseases: a collaborative ESHRE PGD consortium study[J]. European Journal of Human Genetics, 2014, 22(8): 1012-1018.[26] 何天文, 卢建, 陈创奇, 等. 采用二代测序对α/β复合型地中海贫血夫妇进行胚胎植入前遗传学诊断 [J]. 中国实验血液学杂志. 2021.
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