地中海贫血相关知识

2021年1月23日发(作者：詹小楠)
1.

β
—珠蛋白基因有多少个外显子？
mRNA
序列与编 码序列之间有
何关系？

答：
（
1
）人血红蛋白
β
珠
蛋白基因有
3
个
外显子
和
2
个内含子< br>,
全长
约
1700
个碱基对
,
编码
146< br>个氨基酸。




（
2
）
DNA
双连中按碱基配对规律能指引转录生成
RNA
的一股
单链，称为模版链，相对 的另一股单链是编码链。转录产物若是
mRNA,,
则可用作翻译模版，按遗传密码决定氨基酸 的序列，因此，
模版链既与编码链互补，又与
mRNA
互补，
mRNA
的碱基序列除用
U
代替
T
以外，与编码链是一致的。

2.

β
—地中海贫血的分子基础是什么？中国人群中有哪
5
种最常见
的突变？这些突变对该基因的表达有何影响？

答：


绝大多数的
β
地中海贫血是由于
β
基因突变所造成的。
至今 为
止只发现十几种缺失型的
β
型地中海贫血。
β
珠蛋白基因的突变可 能
发生在基因中的编码序列，也可能发生在基因
5
’
端转录调控序列、
内含子碱基信号序列、
3
’
端多聚腺苷酸附加信号序列等非编码序列。
< br>β
地中海贫血至今已发现
170
多种突变类型，
其中
10多种为缺失型，
其余
均为点突变。我国发现报道
27
种。

1
）

点突变


绝大多数
β
地 中海贫血是由于
β
基因发生点突变所致，
突变涉及基
因内及侧翼表达序列的各 个环节。主要类型有
5
种。

A
．

编
码区的无义突变、移码突变和起始密码突变


这些突变使生成的
mRNA
的稳定性降低或形成无功能的
mRNA
，从而不能合成正常的
β
珠蛋白链，
多数产生
β
0
地贫；少数为
β
+< br>地贫。例如：无义突变密码子
17
（
A
→
T
）
、
43
（
G
→
T
）
都产生
β
0
地贫。
移码突变密码子
41|42
（
-TCCTT
）
，
密码子
71|72
（
+A
）产生的
β
0
地贫；以及起始密码子突变
ATG
→
AGG
导致的
β
0< br>都属
于这类，见于中国人。

B
．

非
编码区



IVS-1
和
IVS-2
突变


影响前
mRNA
剪接等加工过程不能准确
进行，形成异常的
mRNA
，导致
β
0
或
β
+
地贫。例如
IVS-1
的
1< br>位
G
→
T
为
RNA
拼接处改变；中国人中常见的IVS-2
的
654
位，为内含子中由于碱
基置换形成了一个新的裂解信 号，影响正常位点的剪接，产生异常的
mR2NA
；还有一种是内含子中剪接位点的通用顺序上 的同义突变，从而激
活内含子或外显子中隐藏裂解位点（
CSS
）
，如
IVS-1
的
5
位（
G
→
C
）
。
CSS
即
DNA
的一段顺序在点突变后可形成剪切识别顺序
（
CC TATTGGT
的第七
个碱基
G
变成
A
，则产生新的切点，
CCTATTAG
↓
T
）

C
．

影
响转录的突变



这类突变主要集中于起始位点上游的 启动子
TATA
框，
使转录效率降低
mRNA
生成量减少而产生β
+
地贫。中国人中的
-29A
→
C
、
-28 A
→
C
都属于这一类。

D
．

R
NA
裂解部位缺陷


这类突变是由于异常的
R NA
加帽部位和多聚腺苷酸化
信号的突变，
从而影响在
RNA
转录后 不能准确裂解，
产生不稳定的
mRNA
，
使得正常
β
链生成 减少，导致
β
+
地贫。例如，在
mRNA
加帽部位发生
A< br>→
C
颠换，引起
β
+
地贫，又如，多聚腺苷酸化信号
AATAAA
→
AACAAA
，引
起
β
+
地贫。< br>
E
．

编
码区的外显子突变引起剪接作用的改变


这类突变是由于编码区的单碱
基突变激活邻近的隐藏裂解信号，影响
IVS
正常位点的剪接，产生异常的
mRNA
。如东南亚常见的
Hb E
， 是一种轻型的
β
地贫，其原因是当
β
链
26
位密码子发生< br>G
→
A
错义突变时，其相邻的裂解信号被激活，生成异常
mRNA，产生
Hb E
2)

类
p
珠蛋白基因缺失按类p
珠蛋白基因簇缺失长短大致可分为
5
种，
即
β
0、
δ
β
、
γ
δ
β
地中海贫血、
HPF H
及融合基因，单纯由于
p
基因缺失引起的
β
0
地中海贫血 是罕见的。




















3.

如何检测
β
—地中海贫血？寡核苷酸探针杂交、反 向点杂交、等
位基因特异聚合酶链反应，限制性内切酶分析检测方法的生化基
础分别是什么？< br>
答：四种检测方法，即反向点杂交，限制酶酶谱分析，寡核苷酸探针
杂交，等位基因特 异聚合酶链反应。

(1)
反向点杂交



< br>又称
DNA
点杂交，
把患者
DNA
直接点加在
硝酸纤 维膜上，
与同位素标记的珠蛋白基因探针作分子杂交。
根据杂
交斑点的放射性强度，< br>即能鉴定出珠蛋白基因是否缺失。
本法由作者
实验室建立，
具有快速简便而灵敏 的优点，
已成为血红蛋白病诊断的
重要技术。




（
2
）限制酶酶谱分析
(restriction
map
analysis)s
患者
DNA
先经
限制性内切酶消化，电泳分离，再与 珠蛋白基因探针作
Southern
7
杂交和放射自显影，
即可得限制性内 切酶酶谱。
根据酶谱上是否存在
特异的
DNA
区带和
DNA
区带的长短，可以诊断出珠蛋白基因是否
缺失和缺失多少。

（
3)
寡核苷酸探针杂交：
用人工合成和突变基因互补的寡核苷酸
(oligonucleotide )
作探针与患者
DNA
杂交，根据杂交与否，便能测知
是否存在相应的
β
地贫突变基因或异常血红蛋白基因，这是
80
年代
中期开始应用的一种遗 传病基因诊断技术，
由于本法灵敏、
简便，
能
直接检测出基因突变类型，具有 重要价值。

（
4
）等位基因特异聚合酶链反应



等位基因特异性
PCR
等位基因
特异性
PCR(alle lespecificPCR
，
ASPCR)
也称为
3
‘碱基特异< br>PCR
或
称
扩
增
不
应
突
变
系
统
(amplificationrefractorymutationsystem，
ARMS)
。它的原理是由于
PCR
过程中引物延长是从
3+
端开始的，
所以
3
’末端的碱基对引物的延长处于至关重要的位置。如果这个 碱
基与模板互补，则引物能从
3+
端延伸，
PCR
得以正常进行，反 之则
不行。
就是说当用
3+
碱基为突变碱基的引物进行
PCR
时，
如果有特
异长度扩增带，表明模板
DNA
有该种突变；如果没有特异扩 增带，
则表明没有这种突变。因此根据已知点突变设计一对引物，其
3
’端
碱 基分别与突变和正常的模板碱基互补，
从而将有某种点突变的模板
与正常模板区分开来。
现我们已建立了中国人常见
5
种突变的等位基
因特异性
PCR
诊断 方法。



4.
目前有哪些先进的诊断方法？

答：
血红蛋白病的诊断和防治皿红蛋白病的诊断血红蛋白病可以表现
溶血性贫血、
紫绀 等症状，
也有些没有任何临床症状。
故本组疾病的
确诊往往依赖实验室诊断
C 25)
。

1
．血液学检查由于血红蛋白合成速度降低可表现为低色素性贫血 血
象。
由于肽链合成不平衡而导致多余肽链在红细胞内沉淀，
以及由于
异常血 红蛋白的不稳定性沉淀而产生的包涵体，
所以可进行细胞学检
查或作变性珠蛋白小体生成试验。

2
理化分析对于等电点改变的异常血红蛋白，
可通过电泳分离出异常
成分，或者应用血红蛋白不稳定性检查
(
异丙醇试验和热不稳定试验
)
鉴定 不稳定血红蛋白，
或者通过血红蛋白溶解度测定，
检出溶解度改
变的异常血红蛋白，进 一步可进行化学结构分析，确定结构的变化，
最终鉴定出血红蛋白的异常
c26)
。< br>对于地中海贫血，
可以通过测定患
者血中
HbA
。和
F
的含量作临床实验室诊断，进一步可应用。
H
标
记的亮氨酸孵育患者的网织红细胞，
通过体外生物合成试验来测定珠
蛋白链合成速率，从而作出明确的诊断。

3
．基因诊断目前常用的有以下五种方法：

DNA
点杂交，限制酶酶谱分析，寡核苷酸杂交详见第四题。