课件：α和β地贫苯丙酮尿症遗传性耳聋.pptx

1.和地中海贫血病 Mediterranean anemia,1.1 概述,遗传性溶血性贫血 血红蛋白的珠蛋白链（、链）的一种或几种受到部分或完全抑制 地贫分为、等4种类型 以和地中海贫血较为常见 *血红蛋白分子是由四分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成，珠蛋白约占96%。,*依发病机制和病因分类,贫血,珠蛋白异常 合成量异常地中海贫血 机构异常异常血红蛋白病,现状： 广泛分布于世界许多地区，东南亚即为高发区之一。 我国广东、广西、四川多见，长江以南各省区有散发病例，北方则少见。 预防： 开展人群普查和遗传咨询、做好婚前指导以避免地贫基因携带者之间联姻； 采用基因分析法进行产前诊断，避免重型地贫患者出生。 治疗： 轻型地贫无需特殊治疗。中间型和重型地贫：一般治疗、输血和铁治疗、铁螯合剂、脾切除、造血干细胞移植、基因活化治疗。,1.2 病因,珠蛋白的肽链、链 基因的缺失或点突变造成编码的肽链的合成障碍，导致血红蛋白的组分改变 地中海贫血是由珠蛋白基因的缺失和基因的点突变所致； 地中海贫血是由珠蛋白基因的点突变和基因的缺失所致。 正常人自父母双方各继承2个珠蛋白基因（/）合成足够的珠蛋白链，各继承1个珠蛋白基因合成足够的珠蛋白链。,地中海贫血 人类珠蛋白基因簇位于16pter-p13.3（16号染色体短臂末端到短臂13区3带 ）。 地贫大多是由于珠蛋白基因的缺失所致，少数由基因点突变造成。 缺失型-地贫：占-地贫的95%以上，由基因缺失引起； 非缺失型-地贫：占-地贫的约5%，由基因点突变引起。,缺失型地中海贫血,标准型-1或称东南亚型（-SEA）,标准型-2,静止型,HbH病,Hb Barts胎儿水肿综合征,点突变型地中海贫血 一般只发生于1个基因上，占地贫的5%，目前至少发现68种。 在中国南方地区主要见两种：Hb Constant Spring (CS), Hb Quong Sze(QS)， 点突变型地贫表型较缺失型地贫严重 点突变大多位于功能较强的2基因 2基因发生突变比缺失时链产量明显减少 点突变产生的某些异常血红蛋白可形成不溶物直接损伤红细胞 有些非缺失型-地贫纯合子（ QS / QS 、CS/CS、 QS /CS）可以表现为HbH病； 有些非缺失型HbH病（ -SEA/ QS 、-SEA/CS）的临床表现比缺失型HbH病（-SEA/3.7、 -SEA/4.2 ）更为严重。,地中海贫血 人类珠蛋白基因簇位于11p15.5。 地中海贫血（简称地贫）的发生主要是由于基因的点突变，少数因基因缺失。 地贫的发生的分子病理相当复杂，目前在全世界已发现了近200多种突变类型。中国人群中共发现约48余种，其中常见的6种占90%以上。 轻型-地贫： 2个基因中有1个基因突变 基因型： N/T 重型-地贫： 2个基因中有2个基因突变 基因型： T/T,1.3 诊断方法,临床特点、实验室检查，结合阳性家族史，一般可作出诊断。有条件时可作基因诊断。少见类型和各种类型重叠型，进行遗传学和分子生物学检查才能确诊。 筛查步骤： MCV(erythrocyte mean corpuscular volume)、MCH(mean corpuscular hemoglobin) 等 Hb分析（HbA2/Hb?）血红蛋白A2增多见于轻型珠蛋白生成障碍性贫血 基因分析,临床上的基因检查（如PCR-RDB）只能检测已知突变的类型，有漏诊可能,所以不能单纯只做基因检测。,地贫产前诊断方法 1、非侵入性产前诊断：为无创性产前诊断方法，最早于孕12周进行。先用超声检查胎儿是否贫血。 心胸比例（孕12-17周0.5；孕18-21周0.52）、大脑中动脉血流（MCV-PSV1.5MOM提示胎儿重度贫血）、胸腔腹腔积液、胎盘厚度、羊水过多等 若提示胎儿贫血,再进行侵入性检查；若无提示胎儿贫血，不需要侵入性检查。 2、侵入性产前诊断：同地贫产前诊断方法,地贫产前诊断方法 侵入性产前诊断： 绒毛穿刺术：10-14周，5-7天出诊断报告 羊膜腔穿刺术：16-23周，5-7天出诊断报告 脐静脉穿刺术：23周后， 5-7天出诊断报告,1.4 基因分析,-地中海贫血基因检测试剂盒 在中国地区普遍发生的-地贫分别由-SEA、- 3.7和- 4.2位点缺失引起的。,PCR方法结合DNA芯片杂交技术 根据这三种缺失型的缺失断裂点，设计了三对引物分别检测-3.7、-4.2和-SEA，只有当样品发生缺失时，相应的上下游引物距离靠近，扩增出相应条带。 将正常内对照（用表示）设计在三种共同缺失的位置，以使当发生任一种缺失时正常对照都不扩增。,四对引物要在同一管扩增并通过电泳来判断结果，设计引物位置时各PCR产物的条带大小要有区别，最终-3.7、-4.2和-SEA的扩增条带分别约为：2.0kbp、1.8kbp、1.6kbp和1.3kbp。,-地中海贫血点突变基因检测试剂盒 在中国人群中还存在的 - 珠蛋白基因点突变（T）类型，这是导致临床地贫漏诊的主要原因之一。作为地贫 3种缺失型检测的补充，对怀疑地贫有漏诊的患者进行CS、QS和WS突变的诊断，确定具体的基因突变类型。,常见基因检测结果的判定(以CS突变为例),-地中海贫血基因检测试剂盒 PCR体外扩增结合DNA芯片反向点杂交技术，检测人全血样本中-珠蛋白基因上17个位点的18种突变。 珠蛋白基因有三个外显子，地贫突变的高频发生区主要在从基因前调控区到第二个内含子之间约1200bp内，针对中国人常见的17个位点，设计两对引物，两扩增片段约为650bp和470bp，这两对引物的扩增片段包含了17个位点的基因信息。 针对17个突变位点共设计了17个突变探针。同时设计了7个与突变探针（12个）对应关系的正常对照探针。还有5个少见的突变类型未设计正常对照（只能提供是否突变）。,定性、确定具体基因突变型 （41-42M、654M、28M、71-72M、17M、EM、31M、IVS1-1M、27/28M、43M、32M、29M、30M、14-15M、CAP、IntM、IVS1-5M） *红色为少见突变类型,2.苯丙酮尿症 phenylketonuria , PKU,2019/9/1,19,可编辑,2.1 概述,一种常见的遗传氨基酸代谢病，常染色体隐性遗传。 发病率约为1/10 000，临床表现不均一，主要临床特征为智力低下、精神神经症状、湿疹、皮肤抓痕征及色素脱失和鼠气味等，最终成为痴呆。 是数千种遗传病中，少数几种可以通过新生儿筛查，早期诊断治疗，并可完全避免智残的疾病。因此,对新生儿早期进行筛查,检测血清(浆) 中Phe和Tyr的浓度两个主要实验室指标对诊断PKU具有重要意义。,2.2 病因,苯丙氨酸（ phenylalanine , Phe ）代谢途径中的酶缺陷，苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸，导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积，并从尿中大量排出。 苯丙氨酸羟化酶(phenylalanine hydroxylase , PAH)先天性缺陷或突变 四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin ,BH4) 辅因子的合成和BH4的再循环障碍 由PAH缺乏导致者占97%-99%，与四氢生物蝶呤(BH4)合成缺陷有关者占1%-3%，并被称为非经典型PKU。其特征是人体苯丙氨酸代谢异常，导致高苯丙氨酸血症。,GTP-CH：GTP cyclohydrolase，三磷酸鸟苷酸环化水解酶 6-PTS：PTPS,6-Pyruvoyl-tetrahydropterin synthase，6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶 DHPR： dihydropteridine reductase ，二氢生物蝶呤还原酶,苯丙氨酸是人体必需的氨基酸之一。正常人每日需要的摄入量约为200-500mg，其中1/3供合成蛋白，2/3则通过肝细胞中苯丙氨酸羟化酶（PAH）的转化为酪氨酸，以合成甲状腺素、肾上腺素和黑色素等。,生物蝶呤(B),2.3 诊断方法,1新生儿期的诊断： 依靠新生儿疾病筛查，阳性儿进行复查，并用定量法（氨基酸分析、高效液相法、荧光法）精确测定。 2新生儿以后的诊断：根据临床诊断和实验室检查。 3实验室检查： 尿液检查、荧光免疫法测定血中的Phe和Tyr、苯丙氨酸负荷实验、头颅影像检查：核磁共振（MRI）、尿喋呤分析。,苯丙氨酸负荷实验,尿蝶呤分析 应用高压液相层析（PHLC）测定尿液中新蝶呤和生物蝶呤的含量，用以鉴别各型PKU。 典型PKU： 尿中蝶呤总排出量增高，新蝶呤与生物蝶呤比值正常。 BH4缺乏症： DHPR缺乏：蝶呤总排出量增加，四氢生物蝶呤减少； 6-PTS缺乏：新蝶呤排出量增加，其与生物蝶呤的比值增高； GTP-CH缺乏：蝶呤总排出量减少。,图 正常人、携带者和患者的苯丙氨酸负荷试验的结果 Load test of phenylananine in normal man, carrier and patient,新生儿筛查试剂盒：（检测苯丙氨酸） 1.菌环直径：提供苯丙氨酸可使在含抑制剂培养基上的枯草杆菌恢复生长，且生长环的直径与苯丙氨酸的含量呈正比。与标准品比较菌环直径，可得出样品中苯丙氨酸的含量。 2. OD：苯丙氨酸在外加苯丙氨酸脱氢酶的作用下转化成苯丙酮酸盐，此反应使存在于反应混合物中的辅酶NAD+再生。产生的NADH 使加入的黄色Tetrazalium 盐发生氧化还原反应生成紫色物质Formazane，OD570nm值与病人样本中的苯丙氨酸浓度成正比。 3. 荧光：滤纸片上干燥血标本的苯丙氨酸的一种化学方法定量检测。从滤纸片上干燥血标本中洗脱出苯丙氨酸同印三酮形成一种荧光化合物。用荧光读数仪读数。,2.4 基因分析,PAH基因定位于12号染色体的长臂上，即12q22-q24.1。 PAH基因除了缺失突变外，大多是点突变。迄今已发现430多种突变(在中国人中也已确定44种突变)，突变大多在外显子区， 60%是错义突变。 间接诊断： 由于尚有30的PKU患者的基因突变类型还不清楚，因此间接诊断成为对这部分病例进行基因诊断和产前诊断的主要手段。 PCR-RFLP、PCR-STR、PCR-SSCP、PCR-DGGE、PCR-PASA,直接诊断： 70%PKU的基因突变已被阐明，直接检测PAH基因中的点突变是目前对PKU进行基因诊断和产前诊断的主要途径。 采用PCR/ASO(allele-specific oligonucleotide) 探针杂交法，目前中国人PKU常见的突变基因类型有7种，因此合成和应用7组ASO探针可以鉴定出大多数PKU患者的基因突变类型。 分别用正常序列寡聚核苷酸探针或突变序列的寡聚核苷酸与PCR产物杂交，正常纯合子应仅与正常序列探针杂交，PKU患者仅与突变序列探针杂交，而杂合子则与两者均杂交。 由于PKU存在遗传异质性，即致病突变有许多种，以某探针进行筛查后，对可能存在的未知突变基因要进一步分析。,3.遗传性耳聋 Hereditary Hearing Impairment,3.1 概述,基因和染色体异常所致的耳聋 在每1000个新生儿中就有一位患有先天性耳聋，其中60%以上是由遗传因素引起的，遗传性聋的群体发病率已超过27/1000，在所有耳聋病人中，遗传性聋约占50%。 遗传性聋分为综合征性遗传性聋及非综合征性遗传性聋两大类。前者指除了耳聋以外，同时存在眼、骨、肾、皮肤等部位的病变，这类耳聋占遗传性聋的30%；后者只出现耳聋的症状，在遗传性聋中占70%。,3.2 病因,父母的遗传物质（包括染色体及位于其中的基因）发生了改变传给后代而引起的耳聋，并且在于孙后代中以一定数量出现。常见的遗传性耳聋有以下几种： (1)常染色体隐性遗传性聋：隐性遗传性聋到目前为止占单基因突变的80。 (2)常染色体显性遗传性聋：占遗传性聋的10%-20%。 (3)性连锁遗传致聋基因位于x染色体上，随x染色体传递。此类耳聋占基因性聋的1%-2% ，包括隐性遗传和显性遗传。 (4)线粒体基因突变发病率较低，呈母系遗传。,3.3 诊断方法,想要明确耳聋是不是遗传性耳聋，就要进行基因检测。 传统的酶切，测序等方法不仅耗时长，而且一次只能检测一个基因，也就是说除非能够确定到底是由哪个基因导致耳聋，否则检测的费用是十分昂贵且费时的。 但随着基因技术的不断发展，基因检测的技术也出现了突飞猛进，基因芯片技术就是针对快速检测而出现的技术。,线粒体DNA A1555G突变检测试剂盒（PCR酶切法） 用特异性扩增引物，结合聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）分析方法，检测DNA样本中线粒体基因1555位点的突变情况。 DNA提取 PCR扩增（PCR仪）酶切电泳（电泳仪）结果判定（凝胶成像仪） PCR扩增产物为113bp，正常DNA经Hae III酶切后产生111bp和2bp片段，突变个体（线粒体DNA 1555位点发生AG突变）因存在