地中海貧血分子基礎(chǔ)以及產(chǎn)前診斷

1、關(guān)于地中海貧血的分子基礎(chǔ)及產(chǎn)前診斷第一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月遺傳性血紅蛋白病Genetic disorders of human hemoglobin 異常血紅蛋白 Abnormal hemoglobin, Structural variants 地中海貧血 (地貧) Thalassemias -thalassemia -thalassemia 遺傳性持續(xù)性胎兒血紅蛋白 Hereditary persistence of fetal hemoglobin(HPFH)第二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Thalassemia地中海貧血是全球最大的單基因遺傳病之一中國(guó)

2、南方不同高發(fā)地區(qū)人群攜帶率 1 23%研究背景第三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月全球血紅蛋白病人群負(fù)荷WHO地區(qū)人口(百萬(wàn))出生(百萬(wàn))純合子出生(千)非洲65030.0230美洲73017.55.0亞洲315084.0120.0歐洲78011.01.6大洋洲300.50.2合計(jì)5340143.0356.8第四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中國(guó)南方地中海貧血人群攜帶率 地區(qū)攜帶率(%) 地貧 地貧 廣東 8.53 2.54 廣西 14.95 6.78 四川 1.92 2.18 臺(tái)灣 4.20 1.10 香港 5.02 3.41Xu, et al. J Clin Path

3、ol 2004, 57:517-22. Cai, et al. Chi J Epidemiol 2002,23:281-5. 第五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月排序出生缺陷分析例數(shù)發(fā)生頻率(/萬(wàn))1先天性心臟病26019.662重型地貧 20815.733多指20015.124肢體短縮111 8.395唇裂 / 腭裂109 8.24廣州市主要出生缺陷的發(fā)生率 (1998-2001) 第六張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Pedigree for -thalassemia in a typical family. 地中海貧血: 常染色體隱性遺傳病第七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作

4、于2022年6月地貧是嚴(yán)重致死、致殘性遺傳性血液病 常染色體隱性遺傳病 受累基因： 地貧 - 珠蛋白基因（16p13.3） 地貧 - 珠蛋白基因（11p15.3） 突變純合子：重型地貧 - 致死 中間型地貧 - 致殘 病理學(xué)基礎(chǔ)： /鏈比例失衡第八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地貧純合子：致死性出生缺陷重型地貧:胎兒水腫綜合征 早產(chǎn)死胎或出生前后死亡 可導(dǎo)致嚴(yán)重產(chǎn)科并發(fā)癥 無(wú)理想治療方法重型地貧 出生后1年內(nèi)發(fā)病 多于未成年前因嚴(yán)重貧血而夭折 輸血和去鐵治療可維持,代價(jià)昂貴第九張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月家系樣品采集現(xiàn)場(chǎng)中間型地貧是嚴(yán)重致殘性遺傳病第十張，PPT共七十

5、一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月研究地中海貧血的意義 重癥地貧患兒的出生是世界公認(rèn)的公共衛(wèi)生問(wèn)題 通過(guò)產(chǎn)前診斷阻止重癥患兒出生是首選預(yù)防措施 WHO優(yōu)先推薦在發(fā)展中國(guó)家實(shí)施預(yù)防的遺傳性疾病 預(yù)防地貧是中國(guó)南方高發(fā)區(qū)減少出生缺陷的戰(zhàn)略需求研究背景第十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中國(guó)需要解決的研究主題 發(fā)展用于臨床和預(yù)防的分子診斷技術(shù) 高發(fā)地區(qū)人群中的遺傳流行病學(xué)調(diào)查 開(kāi)展人群水平的地中海貧血預(yù)防第十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月指導(dǎo)制定計(jì)劃大人群監(jiān)控和預(yù)防用于基因分型用于產(chǎn)前診斷 診斷 篩查 預(yù)防地中海貧血的研究策略研究背景遺傳流行病學(xué)調(diào)查建立一系列診斷標(biāo)準(zhǔn)和診斷技術(shù)第十

6、三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地中海貧血的臨床特征小細(xì)胞低色素性溶血型貧血(中、重度)黃疸肝脾腫大 (脾大明顯)骨髓擴(kuò)增發(fā)育遲緩合并感染Barts 水腫胎(地貧,宮內(nèi)或出生后半小時(shí)內(nèi)死亡)第十四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地中海貧血的血液學(xué)表型特征 RBC 參數(shù) MCV MCH 細(xì)胞形態(tài)變化 Hb電泳分析 Hb A2 () 或 () Hb Barts Hb H () Hb E () 第十五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地貧血象：紅細(xì)胞著色不足、異形紅細(xì)胞和骨髓成紅血細(xì)胞增多癥第十六張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月血紅蛋白電泳圖譜1 2 3 4

7、51. 正常人HB2. 輕型地貧 3. 異常HB E 雜合子4. 新生兒HB Barts (地貧標(biāo)準(zhǔn)型）5. HB HNormal AA2 AE Barts AF HA+-500V, 25min第十七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地貧發(fā)生的分子病理學(xué)經(jīng)典機(jī)制 地貧: 基因缺失使基因功能丟失 地貧: 結(jié)構(gòu)基因變異使轉(zhuǎn)錄異常第十八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 -50kb -10kb 0kb 10kb 20kb 30kb (-SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion 2 1導(dǎo)致地貧的不同類型的基因缺失第十九張，PPT共七

8、十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 Globin genes affected by thalassemia deletionSilent carrierThalassemia traitHb H diseaseHydrops fetalisNormal 第二十張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地貧疾病嚴(yán)重程度的單倍型順序2 1T 2 1 2T1 1T 第二十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Hematological data of the proposituse and her family members. 121234512Sex/age(Y) F/49M/54M/33F/

9、27F/25M/22F/35F/1M/5Hb(g/L) 11815017312613513 5118112141RBC(1012) 5.634.965.706.234.514.575.876.095.02MCV(fL)64.585.788. 162.187.882.363.056.278.5MCH(pg) 21.030.230.420.229.929.520.118.428.1HbA(%) 97.897.593.197.096.695.796.990.097.4HbA2(%)2.202.503.272.983.373. 283.122.182. 65HbF(%)003.6200007.790G

10、enotype-11.1/-11.1/-11.1/- 11.1/第二十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Jia SQ, et al. J Clin Pathol, 2004; 57:164-7. 第二十三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Different point mutations reducing globin gene expression EXON 1IVS 1 EXON 2EXON 3 IVS 2Promoter mutationRNA splicing Initiation mutationFrameshiftNonsense Poly(A) signal R

11、und. & Rachmilewitz. N. Engl. J. Med. 2005, 353:1135-46. 第二十四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月世界上不同種族的常見(jiàn)地貧突變類型 種 族 突變類型 地中海人 IVS-1, position 110 (G A) CD39, nonsense (CAG TAG) IVS-1, position 1 (G A) IVS-2, position 745 (C G) IVS-1, position 6 (T C) IVS-2, position 1 (G A)黑人 29, (A G); 88, (C T) Poly(A), (AATAA

12、A AACAAA) 第二十五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月東南亞人,中國(guó)人 CD 41-42, Frameshift (CTTT) IVS-2, position 654 (C T) 28, (A G); Hb E (G A) CD17, nonsense (AAG TAG) IVS-1, position 5 (G C)亞洲印地安人 IVS-1, position 5 (G C) 619-bp deletion CD 8-9, Frameshift (+G) IVS-1, position 1 (G T) CD 41-42, Frameshift (CTTT)第二十六張，PPT共

13、七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月SexProbandfemale Motherfemale Father maleBrothermale Husband maleRBC(x1012)5.7 6.4Hb (g/L) 139 105154144145MCV (fl) 73.6 68.288.273.467.1MCH (pg) 23.6 21.833.024.722.8MCHC (g/L) 357 320374336340RDW (%) 0.149 0.1520.1320.1440.159HbA (%) 94.3 93.697.294.097.1HbA2 (%) 5.7 6.42.8

14、6.02.9Genotype -90/ N -90/NN/N-90/NN/N/ ratio 2.130 2.2193.7162.2385.341Results of blood analysis, DNA diagnosis and mRNA detection in the family members.第二十七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Sequencing of the -globin gene amplified from the probandHeterozygosity for the CT substitution at position-90 of the-glo

15、bin gene第二十八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的部分中國(guó)南方新突變基 因 突 變珠蛋白基因 11.1大片段缺失珠蛋白基因 2CD118(+TCA)珠蛋白基因 90(CT)珠蛋白基因 73(AT)珠蛋白基因 28(AC)珠蛋白基因 CDs15/16(+G)珠蛋白基因 CD38(A) 第二十九張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地中海貧血的產(chǎn)前診斷 胎兒取樣技術(shù) DNA診斷技術(shù) -地貧的診斷 -地貧的診斷第三十張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月羊膜穿刺 (amniocentesis) 抽取胎兒樣品示意圖第三十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

16、植入前基因診斷 Preimplantation genetic diagnosis(PGD) 超聲產(chǎn)前診斷 Prenatal diagnosis: Ultrasound measurement 母體外周血分離胎兒細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)前診斷 Prenatal diagnosis: Fetal cells in the maternal circulation 母體血漿或血清中胎兒DNA分析 Analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum目前及今后的胎兒產(chǎn)前診斷新技術(shù)第三十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Ding C, Chiu RW, La

17、u TK, Leung TN, Chan LC, Chan AY, Charoenkwan P, Ng IS, Law HY, Ma ES, Xu X, Wanapirak C, Sanguansermsri T, Liao C, Ai MA, Chui DH, Cantor CR, Lo YM. MS analysis of single-nucleotide differences in circulating nucleic acids: Application to noninvasive prenatal diagnosis.Proc Natl Acad Sci U S A. 200

18、4 20;101(29):10762-7. 第三十三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單堿基延伸產(chǎn)物的質(zhì)譜分析M FF父親的突變類型SABER:single allele base extension reaction 第三十四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月分子量FMStandard protocol SABER protocol在母血漿DNA中排除父親的地貧突變+雙親基因型不同：第三十五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Case CD 41/42 - CTTT IVS2 654 C T nt 28 A G CD 17A T Standard protocol SA

19、BER Fetal genotypeWeeks gestation 1 F M N / N11 2 F M N / N18 3 F M N / N21 4 M F F / N18 5 M F F / M 17 6 F M F / N11 7 F M F / N14 8 F N / N7 9 F F / N12 10 M F N / N17 11 F F / N20 12 M & F N.A. N.A. N / N18 鑒定母血漿DNA中的父親地貧突變第三十六張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單倍型分析用于鑒定母血漿DNA中的父親等位基因Case Mother Father HBB mu

20、tant allele HBB WT allele SNP G allele Paternal HBB mutation Fetal HBB genotype3 CC GC G C N / N11 CC GC G C F / N12 CC GC G C N.A. N / N第三十七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地中海貧血的產(chǎn)前診斷 胎兒取樣技術(shù) DNA診斷技術(shù) -地貧的診斷 -地貧的診斷第三十八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA診斷技術(shù) 多重PCR （multiplex PCR） 等位基因特異性性寡核苷酸雜交（ASO） 反向點(diǎn)雜交 （RDB） 變性高效液相色譜（DHP

21、LC） 基于微孔板 (microtiter well-based ) 高通量檢測(cè) 實(shí)時(shí)PCR (real-time PCR) 第三十九張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 -50kb -10kb 0kb 10kb 20kb 30kb (-SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion 2 1導(dǎo)致地貧的不同類型的基因缺失第四十張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Location of primers and detection of -SEA deletion by gap-PCR第四十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Gen

22、otyping of the-SEA alleles by Gap-PCR 第四十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Chong SS, et al. Blood. 2000; 95(1):360-2. 第四十三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月寡核苷酸探針雜交技術(shù)第四十四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月ASO探針檢測(cè) -地貧基因診斷結(jié)果 第四十五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月PCRBBBBBBgDNAHybridizationDetectionStreptavidin-PODColor Signal MMembraneASON M N M N MSubs

23、trate(TMB)反向點(diǎn)雜交技術(shù)第四十六張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RDB analysis: application to rapid prenatal diagnosisfor eight thalassaemia mutations.GenotypeFather CDs41-42 (CTTT) / N MotherIVS-2-654 (CT) / N FetusCDs41-42 / IVS-2-654Normal control N / N 第四十七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Human -globin gene and the PCR amplicons

24、5UTREXON 1IVS 1EXON 2IVS 2 IVS2EXON 33UTRFA(453bp)FB(364bp)FC(423bp)-90,-73,-29,-28cd2cd13-14,cd14-15,cd15-16,cd17 cd26,cd27-28 IVS1-1,IVS1-5 cd37,cd38 cd41-42,cd43cd71-72IVS2-5,IVS2-16IVS2-654,IVS2-666第四十八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月FragmentMutation patternsNormal patternsTotalMutationMutation + SNPHetero

25、zygousHomozygousFA12221237FB 5152224FC 0 322 7Total1740566868 uniquely profiled DHPLC patterns observed from 795 DNA samples第四十九張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)結(jié)果第五十張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)結(jié)果第五十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)結(jié)果第五十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)結(jié)果第五十三張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)結(jié)果第五十四張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中國(guó)南方和地中

26、海貧血的預(yù)防計(jì)劃人群篩查預(yù)防計(jì)劃的策略 醫(yī)院水平(Hospital-based)的預(yù)防計(jì)劃 社區(qū)水平(community-based)的預(yù)防計(jì)劃 家系擴(kuò)展篩查(screening extended families)第五十五張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Carrier screening for and thalassemia in pregnancy: the results of an 11-year prospective program in Guangzhou Maternal and Neonatal Hospital Guangzhou Maternal and Ne

27、onatal Hospital Liao C Li J Huang YN Li QM Feng Q Zhong HZ Cui YYSouthern Medical University Mo QH Li LY Hua L Zhang JZ Zeng R Jia SQ Xu XMPrenat Diagn 2004, 25:163-71第五十六張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月地貧攜帶者篩查及產(chǎn)前診斷流程被檢對(duì)象（婚前或孕中期）血液學(xué)分析（MCV，Hb A2變化）排除地貧地貧攜帶者遺傳咨詢，配偶檢查血液學(xué)分析（MCV Hb A2變化）地貧攜帶者排除地貧遺傳咨詢雙親基因分析胎兒產(chǎn)前診斷第五十

28、七張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月年份 篩查 廣州總 篩查 孕婦數(shù) 孕婦數(shù) 丈夫數(shù) 篩查發(fā)現(xiàn)的 檢 測(cè) 出 的 完 成 的 產(chǎn) 前 陽(yáng)性孕婦數(shù) 陽(yáng) 性 夫 婦 數(shù) 診 斷 數(shù)地貧 (%)地貧 (%)地貧 (%)地貧 (%)/地貧(%)地貧 (%)地貧 (%)19933989 68393 350 232 (5.8) 129 (3.2) 13 (3.7) 8 (2.3) 10 (2.9) 12 (92.3) 7 (87.5) 1994456471617421265 (5.8) 164 (3.6) 18 (4.3) 8 (1.9) 9 (2.1) 16 (88.9) 8 (100) 199

29、53902 71751 361 227 (5.8) 142 (3.6) 17(4.7) 7 (1.9) 12(3.3) 15 (88.2)7 (100)19964994 74460 464 285 (5.7) 181 (3.6) 19(4.1) 8 (1.7) 12 (2.6) 17 (89.5) 8 (100) 19974392 71989 401 250 (5.7) 158 (3.6) 21 (5.2) 7 (1.7) 10 (2.5)18 (85.7) 7 (100) 19984532 75378 425 263 (5.8) 172 (3.8) 17 (4.0) 8 (1.9) 12(2

30、.8) 17 (100) 8 (100) 19995016 80141 465 285 (5.7) 186 (3.7) 24 (5.2) 8(1.7) 14(3.0) 23(95.8) 8 (100) Outcomes of screening program in GZMNH 1993-2003 第五十八張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月年份 篩查 廣州總 篩查 孕婦數(shù) 孕婦數(shù) 丈夫數(shù) 篩查發(fā)現(xiàn)的 檢 測(cè) 出 的 完 成 的 產(chǎn) 前 陽(yáng)性孕婦數(shù) 陽(yáng) 性 夫 婦 數(shù) 診 斷 數(shù)地貧 (%)地貧 (%)地貧 (%)地貧 (%)/地貧(%)地貧 (%)地貧 (%)2000 4492 818

31、17 418 256 (5.7) 172 (3.8) 21 (5.0) 7 (1.7) 16 (3.8) 21 (100) 7 (100) 2001 4521 80152 411 254 (5.6) 164 (3.6) 17 (4.1) 8 (1.9) 12 (2.9) 17 (100) 8 (100) 20024695 80667 415 260 (5.6) 163 (3.4) 16 (3.9) 8 (1.9) 11 (2.7) 16 (100) 8(100) 20034124 86393 372 227 (5.5) 152 (3.6) 15 (4.0) 6 (1.6) 13 (3.5) 1

32、5 (100) 6 (100) Total49221 860758 4503 2804 (5.7) 1783 (3.6) 198 (4.4) 83 (1.8) 131 (2.9) 187 (95.8) 82 (98.8) ( contd )第五十九張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月診斷結(jié)果 基因型 例數(shù) 正常 30 雜合子 (total) 35 CDs 41-42 (TCTT) / N 14IVS-2-654 (CT) / N 8-28 (AG) / N 5CD17 (AT) / N 3CD26 (GA) / N 2-29 (AG) / N 1 CDs27-28 (+C) / N 1

33、Unknown / N or Normal 1 Prenatal diagnosis in 83 fetuses at-risk for thalassemia 第六十張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月診斷結(jié)果 基因型 例數(shù) 純合子或雙重雜合子(總數(shù)) 18CDs 41-42 (TCTT) / IVS-2-654 (CT) 6CDs 41-42 (TCTT) / -28 (AG) 4CDs 41-42 (TCTT) / CD17 (AT) 2IVS-2-654 (CT) / CD17 (AT) 2CDs 41-42 (TCTT) / CDs 41-42 (TCTT) 1CDs 41-4

34、2 (TCTT) / CDs 27-28 (+C) 1IVS-2-654 (CT) / CDs 71-72 (+A) 1IVS-2-654(CT) / CD43 (GT) 1總數(shù) 83( contd )第六十一張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月胎兒診斷 產(chǎn)前診斷例數(shù) 地貧 地貧 總數(shù) (%) 正常 41 30 69 (25.6) 攜帶者 92 35 125 (46.3) 受累胎兒 *54 18 72 (26.7) 胎兒流產(chǎn) 2 1 3 (1.11) 誤診 0 0 0.0 總數(shù)(%) 187 (69.3) 83 (30.7) 270 (100) Results in 266 pregnancies where a precisediagnosis was achieved * Three Hb H disease involved第六十二張，PPT共七十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Detection of the -SEA/ deletion by 1% agarose gelelectrophoresis of a