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    臨床應用

    Clinical application

    PCR在優生優育方面的臨床應用
    作者:博日科技 時間:2018-05-11 10:31:32 瀏覽數:2156

    近年來經濟發展迅猛,人民生活水平逐年提高,對自身及家人特別是下一代的身體健康愈來愈重視。另外,由于國內計劃生育工作逐步走向深化,獨生子女比較高,孩子的身體素質更成為長輩們關注的焦點。因此,怎樣提高新生兒質量改善人類遺傳素質,即優生優充已顯得非常重要。優生優育的個體出生。①避免有嚴重遺傳性疾病和先天性疾病的個體出生。②增進體力、智力優秀個體的繁衍。其中避免有嚴重遺傳性疾病及先天性疾病個體出生是優生優育最基本的內容。從臨床優生學角度分析具體工作包括在母親妊娠期間對母親及胎兒進行遺傳學檢查盡量排除常見的遺傳性疾病個體的出生,另外在妊娠是期檢查母親是否患有某些易引起胎兒畸型的傳染性疾病如弓型蟲、風疹病毒、衣原體等感染。以往對遺傳性疾病的檢測主要使用染色體分析法,而臨床絕大部分遺傳性疾病是基因病而不是染色體病,染色體發析法不能檢出的。若使用PCR基因擴增法聯合單鏈構型多態性分析(sscp)、限制性片段長度多態性分析(RFCP)等位基因特異性寡核某酸(Aso)點雜交或差異PCR可以很方便地檢出單個基因的突變而且其準確性可達95%以上,因此使這一問題得到了較好的解決。常見的易致胎兒畸型的感染性疾病原體主要有單皰病毒(HSVⅡ)、風疹病毒(RV)、人巨細胞病毒(HCMV)、弓形體(TOX)及沙眼衣原體(CT)。以往這些病原體感染診斷比較困難,主要靠培養法進行確診,而培養法費時,代價昂貴,而且受到采樣、樣要保存及用藥等因素的影響,基本不能在臨床中推廣。PCR基因擴增法因其高敏感性、高特異性非常適合這些疾病診斷及療效跟蹤,是最值得推薦的檢驗方法。

    一、PCR基因擴增法在遺傳性疾病產前診斷中的應用,遺傳病是由于遺傳物變化而引起的機體某一功能或缺陷或異常所致的疾病,其根本變化在于遺傳物質。其類型包括單基因遺傳病,染色體遺傳病及多基因遺傳病。遺傳病診斷除詢問病史,一般物理診斷,普通實驗室檢查及了解癥狀、體征外有特殊性。過去常應用系譜分析,染色體及性染色色質檢驗作為遺傳病診斷的主要依據,再輔以相關的酶學分析從而作出診斷。隨著分子生物不的迅速發展及其在遺傳性病診斷中的廣泛應用,基因診斷技術誕生,基因診斷技術為遺傳病的臨床診斷起了很大的促進作用。聚合酶鏈反應(PCR)技術是基因診斷主要技術之一。這種快速、靈敏的基因體外擴增技術與多種分子生物學手段相配合可以檢出大部分已知的基因突變、基因缺失、染色體錯位等,PCR技術日益成為遺傳病診斷的最有效、最可靠的方法之一。以下舉幾個在國內有普遍意義的例子。

     (一)、PCR檢測地中海貧血;地中海貧血(Thalassemia)是一種遺傳性慢性溶血性貧血病,是世界上最常見且發病北最高的一種單基因遺傳病。在兩廣、貴州、四川等地發病率較高,在廣西等地高達15%。地中海貧血是由于基因突變造成珠蛋白的不平衡,使結構正常的肽鏈合成量減少甚至沒有合成表現為溶血性貧血。接受累基因種類分為α、β、 γ等,其中以 α、β地貧為最常見,危害了最大。珠蛋白基因簇位于人6號染色短臂上,有兩個重復基因基因位于α1、α2、兩個α基因及其旁側序列有很大的同源性,易出現染色體不等交換,導致α基因缺失-α地貧。α地貧基因部分缺失有α1基因部分缺失、α2基因缺失、α1及α2基因同時缺失及非缺失型地貧??梢詰肞CR 技術擴增α1、α2基因從而檢測這些基因是否缺失、突變等,從而對α型地中海貧血作出診斷。β地中海貧血基因缺陷主要表現為基因序列中單一核苷酸的突變,或少數堿基的缺失、插入,使正常β珠蛋白肽鏈合成減注或缺失。應用位點特異性寡核苷探針(Aso)進行PCR產物斑點雜交即可對其作出診斷。

     (二)、血友病,血友病是一組最為常見的遺傳性凝血障礙,根據因子缺陷的不同分為甲、乙兩型,(Ⅷ、Ⅸ因子缺陷),也有復合型血友病,但不常見。甲型血友病發病率為1/10000,Ⅷ因子基因位于G6PD基因附近,全長186Kb,大范圍的基因重排(缺失、插入、重復)導致甲型血友病的病例很少,僅為Ⅷ 因子缺陷的5%,大部分病人表現為單個或少數堿基的突變。由于Ⅷ因子基因長度為186Kb,突變位點多,而且新生突變頻率高,從臨床角度講不能對每一個突變都檢測,可對最為常見的幾種突變類型進行檢測,主要的檢測手段是PCR結合RELP分析。乙型血友病發病率占血友病的20%,其基因變化及檢測方法與甲型血友病類似。

     (三)、苯丙酮尿癥,苯西酮尿證(PKU)是一種常染色體隱性遺傳病,患者因苯丙酸羥化酶轉化為酷氨酸,使苯氨酸及其代謝物在體內大量蓄積,出現腦組損傷及不可逆性智力發育障礙。PKU患者出生時正常,新生兒一經確診為PKU停止母乳喂養采用低苯丙氨酸欽食療法8—10年,可使患者智力水平發展維持正常。由于低苯丙氨酸欽食非常昂貴,一般家庭難以承受,因此,施行產前診斷,防止患兒出生是最好的選擇。PAH只在肝細胞中表達,不能用血細胞,成纖維細胞、羊水、絨毛細胞進行酶活性分析,只能進行基因診斷。PKU的基因變化并非全部PAH基因的缺失,而是以點突變為主要表現形式,而且其突變位點很多。必須使用PCR擴增結合,ASO,SSCP或使用擴增片段長度多態性分析(AmpFLA)進行檢測,這些技術都較復雜,檢驗人員須經專業培訓。

     (四)、脆—X綜合征,脆—X綜合片(fragile-X Syndrome,Frax)是發病率最高的一種X-連鎖的智力低下綜合征(X-linked mental retardation XLMR)。因這種綜合征與X染色體上的脆位點連鎖而得名。大多數FRAX男性智商(IQ)低于50,并有隨著年齡增長而下降的趨勢。用人工酵母染色體(artificial yeast chromosome,YAC)克隆技術分離獲得覆蓋X-脆位點區域的YAC克隆,在這一克隆中獲得一個能在人腦中表達的基因命名為FMR- 1(fragile X mentai retardation-1),FMR-1的5‘端有一個CGG(精)三核苷酸串(CGG)n,正常人群中(CGG)n中存在多態性,重復序列為6-46 個,當重復超過52個時,此區域的分裂呈不穩定,導致重復序列大幅度增加,無臨床表現的攜帶者插入片段長度小于500bg,有臨床表現者,長度都大于 600BP而且伴有甲基化。人們將500bp作為前突變與全突變的分界線。對Frax的診斷以前用細胞遺傳學的方法檢測脆位點,實驗條件嚴格,成功率不高?,F在采用分子遺傳學方法即可診出前突變及全突變。用PCR擴增CGG重復序列,檢測擴增產物的長度。突變基因的擴增片段增大,體細胞異質性時出現多條長度不等的擴增帶甚至拖尾成一片,或者因為擴充的全突變插入片段過長超出PCR擴增能力而結果無擴增現象。

     (五)、性別發育異常,區別雄性及雌性的物質基礎是性染色體,哺乳動物胚胎發育中,雌性表型不需要任何調節,而雄性表型則由多因素決定,位于Y染色體上的指導雄性性別分化的基因命名為睪丸決定因子(TDF)?,F代研究表明,SRY(Sex-determining region of Y chromosome)基因是TDF基因,位于Y染以體短臂末端。SRY區缺失易導致46XY核型個體發育成女性。進行基因檢測可以檢出SRY基因組的易位及缺失,從而診斷性別發育異常,這一探索性別異常的研究非常熱門。另外還有一種46XY核型異常的病人即睪丸女性化,這是用于雄激素受體(androgen receptor,AR)基因缺欠,使雄激素的靶基因對雄激素不應答就答或不全而引起的,根據病情的不同有不同的表型,AR缺陷有很高的新生突變頻率,表現為無家族史的散發病。AR基因長90Kb,位于X染色體上,AR基因異常大部分為個別基因堿基的突變,可以通過PCR結合ASO或SSCP檢出。

     (六)、其它遺傳性疾病如抗胰蛋白酶缺陷癥,馬凡綜合征等等都可用PCR法進行檢測。

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