地中海贫血的相关研究进展_吕福通&

·综述·

地中海贫血的相关研究进展吕福通谢丹尼广西壮族自治区人口和计划生育研究中心（南宁，530021）地中海贫血是一组因珠蛋白肽链合成障碍而导致的遗传性溶血性贫血，是一组常见的常染色体隐性遗传病［1］，是世界上最常见和发病率最高的遗传性溶血性贫血，也是危害最严重的血红蛋白病之一［2］。1925年ThomasCooley和PearLee首次描述这种发生在意大利儿童的严重贫血，由于早期的病例均来自地中海地区，故称为地中海贫血或海洋性贫血。根据合成障碍的肽链不同，将地中海贫血分为α－地中海贫血和β－地中海贫血。地中海贫血发病主要集中在热带和亚热带地区，好发于地中海沿岸、美国黑人人群、北非、东南亚和印度次大陆等地区，世界上有4．83%的人口携带珠蛋白变异基因［3］。在我国以广西、广东、海南等省发病率较高，其中广西人群中地中海贫血基因携带率为12．22%～23．02%［4～6］，高居我国首位。本文对地中海贫血的相关研究进展作一简要综述。1地中海贫血常见基因突变和缺失近几十年来，国内外医学界对地中海贫血发病机制的研究主要集中在基因缺失与突变方面。人类的珠蛋白基因簇分为两类：一类是α珠蛋白基因簇，另一类是β珠蛋白基因簇。α珠蛋白基因簇位于16号染色体短臂近端粒的GC丰富区，每条染色体上均有两个α珠蛋白基因；β珠蛋白基因簇位于11号染色体短臂中部AT富集区，每条染色体上只有一个β珠蛋白基因。若两类基因发生突变和缺失，就会引起相应贫血疾病的发生［7］。研究发现，地中海贫血的发生主要是珠蛋白基因缺失或突变。目前已发现的α－地中海贫血的基因突变型至少有81种，其中46种点突变，35种缺失突变［8］；β－地中海贫血基因突变类型至少有186种［9］，主要为点突变。α－地中海贫血最常见的点突变类型是血收稿日期：2013－03－18修回日期：2013－05－13红蛋白ConstantSpring（HbCS）和HbQuongSze［10］，缺失突变则以－SEA、－α3．7、－α4．2常见。β地中海贫血常见突变类型为CD41～42、IVSⅡ654、CD17、TATA－28、CD71～72、TATA－29等［11，12］。2地中海贫血主要诊断技术目前对地中海贫血尚无有效的治疗方法，因此，通过对新生儿、婚前检查、孕前检查及产检人群进行地中海贫血筛查，有效防止重症地中海贫血患儿出生是国际上公认的预防对策。而可靠的地中海贫血诊断结果是地中海贫血患儿双亲在知情同意的基础上选择终止妊娠首要前提。所以，快捷有效的诊断技术在地中海贫血干预中极为重要。随着现代医学和分子生物学的发展，地中海贫血诊断技术也得到了发展，目前主要的诊断技术有如下几种。2．1常规筛查地中海贫血筛查主要包括血常规、红细胞形态学检查、红细胞渗透脆性试验、血红蛋白理化性质测定、血红蛋白电泳等检查。目前，常用的地中海贫血筛查流程是通过血常规检查分析平均红细胞体积（MCV）和平均红细胞血红蛋白量（MCH），若MCV＜80fl或MCH＜27pg则为地中海贫血可疑阳性，对可疑阳性者通过全自动琼脂糖电泳进行血红蛋白定量分析，根据HbA2＞4．0%或HbF异常值可判断为β－地中海贫血；根据HbH异常值可判断为中间型α－地中海贫血；若HbA2＜2．5%，则高度怀疑为α－地中海贫血基因携带者，可通过珠蛋白肽链聚丙烯酰胺凝胶电泳来明确。在地中海贫血筛查过程中，应注意进行血清铁蛋白测定，以排除缺铁性贫血［13］。部分轻型地中海贫血患者尤其是静止型α－地中海贫血，MCV和MCH均可以正常，这是造成地中海贫血基因携带者漏诊的主要原因，β－地中海贫血漏诊率可达到13．23%［14］。2．2基因诊断094中国计划生育学杂志2013年7月第21卷第7期ChinJFamPlann，Vol．21，No．7，July2013基因诊断又称分子诊断是通过对受检者某一特定基因（DNA）或某转录物（mＲNA）进行分析来诊断遗传病的技术。1983年Mullis建立PCＲ技术，多年来，这种技术在实际运用中发挥了重要的作用，为遗传病的诊断提供了更加可靠的依据［15］。地中海贫血的发病和珠蛋白合成受阻有关，大多数患者均是由于珠蛋白合成缺失而导致。地中海贫血的发生目前除被认为与DNA构造相关外，还被认为与基因转录翻译过程密切关联［16］，所以以DNA为水平的基因检测可以更好地预防和诊断地中海贫血，基因诊断中的探测物为患者某一特定基因，探测内容至少应包括DNA与mＲNA［17，18］。我国对地中海贫血的基因诊断始于20世纪80年代初，先后经历了DNA点杂交、限制性内切酶酶谱分析、限制性内切片段长度多态性（ＲFLP）链锁分析、寡核苷酸（ASO）探针杂交、聚合链酶反应（PCＲ）体外基因扩增和芯片技术等6个发展阶段。PCＲ及其相关发展技术，已成为最为普遍的地中海贫血诊断方法。基因检测能够大大提高地中海贫血检测的准确性，减少地中海贫血的漏检率，因此基因检测又被称之为是诊断地中海贫血的金标准。地中海贫血是世界上最早应用DNA诊断技术进行产前诊断的人类遗传病。地中海贫血诊断基因芯片（ThalachipTM）是一种基于DNA芯片技术识别中国地区已知地中海贫血基因型的新技术，专为快速检测α和β珠蛋白基因中的DNA缺失和突变而设计，能够同时检测中国地区最常见的β－地中海贫血和－α3．7、－α4．2和－SEA3种α－地中海贫血［10］。与传统方法比较，基因芯片诊断技术在核酸扩增的基础上，采用荧光标记及引物延伸的方法，可提高检测结果的敏感性和特异性。地中海贫血诊断基因芯片具有简便、省时等特点［19］。由于基因芯片高通量特点，可将α、β地中海贫血基因诊断在一张芯片上完成，适用于大人群普查［20］。2．3胎儿产前无创性基因检测随着对地中海贫血分子基础认识的深入，及特异基因突变检测技术能力的提高，尤其是20世纪50年代研究人员从孕妇外周血中发现胎儿细胞后，如何利用游离在孕妇外周血中的胎儿细胞进行无创性产前诊断的应用研究便如火如荼地开始了。1997年Lo等［21］利用传统聚合酶链反应（PCＲ）首次成功地扩增到孕妇外周血中的胎儿细胞；1998年Lo等［22］通过比较妊娠期各阶段、产后妇女血浆中胎儿细胞内DNA和胎儿游离DNA证实，孕妇外周血中胎儿游离DNA的代谢动力学相对于有核红细胞DNA具有浓度高、清除快、高敏感性、易于分析等特征。在此基础上，经过较漫长的摸索阶段，孕妇血浆中游离的胎儿DNA检测终于在β－珠蛋白突变检测中获得突破。2008年Galbiati等［23］采用PNA钳夹术，以微电子芯片技术对32例孕妇通过检测7个常见的β珠蛋白突变，得到100%的准确度和98.3%的特异性；2008年龙兴江等［24］利用二次PCＲ反应及反向斑点杂交检测胎儿的β－珠蛋白基因型，结果在37例妇女血浆中胎儿游离DNA标本检测中，检出重型β－地中海贫血19例，轻型β－地中海贫血11例，正常7例，与创伤性产前诊断结果相比较出现3例误诊，准确率为91．9%（34/37）。2011年李广华等［25］利用二次PCＲ反应及反向斑点杂交检测胎儿的β－珠蛋白基因型，结果在9例孕妇中有5例经羊水检测证实胎儿有父系的β－地中海贫血基因，有2例孕妇外周血中检测到胎儿（父系）的β地中海贫血基因，与羊水检测相符；另外3例出现了检测偏差。实践证实，利用孕妇外周血浆中胎儿游离DNA进行地中海贫血基因的无创性产前诊断，可大大减轻孕妇的思想负担，维护孕妇和胎儿健康。但是由于母源性DNA背景的污染，以及胎儿DNA含量低等可能导致检出率存在一定偏差，因此该技术尚处于探索研究阶段，未正式在临床应用。2．4超声波技术在重型α－地中海贫血检测中的应用超声技术应用于产科观察胎儿并诊断胎儿产前诊断已有30余年的历史，随着超声医学工程技术的飞速发展，其诊断的敏感性和准确性得到了很大的提高。重型α－地中海贫血胎儿由于贫血导致了血浆胶体渗透压降低、心衰和胎儿水肿，在超声声像图上常表现为胎儿全身皮肤水肿、胸腹水、肝脾肿大、心脏增大以及胎盘增厚等；此外，由于贫血胎儿红细胞压积降低导致血液黏稠度降低，全身血液处于高循环动力状态，血流动力学指标异常。这些临床表现，在孕中期产前超声均能探测到。因此，超声检测胎儿水肿已经成为重型α－地中海贫血产前筛查和诊断的常用方法。1999年Lam等［26］研究发现，重型α－地中海贫血胎儿从孕12～13周开始可以通过腹部二维超声观察到胎儿心脏扩大，以心胸比率194中国计划生育学杂志2013年7月第21卷第7期ChinJFamPlann，Vol．21，No．7，July2013≥0．53作为诊断标准，重型α－地中海贫血胎儿在17～18周内均被检出，且不存在假阳性诊断。2011年卢婷婷等［27］使用二维B超对确诊重型α－地中海贫血胎儿139例进行系统研究发现，108例晚期胎儿异常声像表现：胎儿心胸面积比值增大73.1%，胎儿宫内发育迟缓42.6%，胎儿浆膜腔积液36.1%，胎盘增厚35.2%，肠管回声增强29.6%，肝脾肿大17.6%，羊水量异常15.7%，胎儿水肿11.1%，脉络丛囊肿8.3%；31例早孕胎儿胎盘厚度大于正常对照组（P＜0.05）。2005年Leung等［28］报道，在出现胎儿水肿等症状之前应用超声多普勒方法诊断胎儿重型α－地中海贫血，所观测的4例胎儿的大脑中动脉（MCA）收缩期峰值流速（PSV）均高于同龄胎儿的第95百分位数。2008年马燕等［29］对146例孕19～30周α－地中海贫血风险的胎儿应用超声多普勒检测胎儿MCA－PSV，结果显示重型地中海贫血胎儿MCA－PSV明显高于非重型α－地中海贫血胎儿。3地中海贫血的治疗地中海贫血治疗方法包括输血治疗、去铁治疗、脾切除术或脾动脉栓塞术、造血干细胞移植（HSCT）、基因治疗。轻型地中海贫血一般不需治疗。中间型α－地中海贫血（HbH病）（Hb＜80g/L，无黄疸伴脾肿大者）行脾切除术疗效极佳，而脾动脉栓塞术较脾切除术安全、简便、经济，术后恢复快，住院时间短，是目前治疗HbH病的重要方法之一。中型β－地中海贫血一般不输血，但在感染、应激、手术等情况下，可适当给予浓缩红细胞输注。对于重型β－地中海贫血，高量输血联合去铁治疗是基本的治疗措施，造血干细胞移植是目前根治本病的唯一治疗方法。3．1输血治疗可以维持患者Hb浓度接近于正常水平，保证机体氧气携带能力，并抑制患者自身骨髓中缺陷红细胞的产生，维持正常的生活活动与生长发育。准确地进行铁负荷评估，有效去铁治疗能明显防止铁负荷并发症，延长地中海贫血患者的生存期，改善生活质量，目前临床应用最为广泛而且最有效的去铁剂是去铁胺（DFO）。HbH病或重型β－地中海贫血伴脾功能亢进者行脾切除术或脾动脉栓塞术可以减轻溶血，而部分脾栓塞术治疗地中海贫血具有损伤小、并发症少的特点［30］。基因治疗仍在实验研究阶段，有些开启γ或β链合成的药物（如羟基脲、丁酸及其衍生物等）对某些基因突变型β－地中海贫血有效，可提高Hb水平20～40g/L，改善贫血症状［31］。3．2造血干细胞移植通过纠正珠蛋白链合成异常的遗传缺陷而根治地中海贫血［32，33］，可分为骨髓移植（BMT）、外周血造血干细胞移植（PBSCT）、脐带血移植（UMBT）、子宫内造血干细胞移植（IUSCT）等。自1982年美国Thomas等应用异基因骨髓移植治愈世界上第1例β－地中海贫血以来，至今全世界应用BMT治疗重症β－地中海贫血已达1500多例，其无病生存率可达85%［34］。外周血干细胞移植具有采集方便、造血功能恢复快、免疫重建早以及移植后并发症减少等优点，近年来也成为移植物的重要来源。2001年Yesilipek等［35］报道15例异基因外周血干细胞移植治疗β－地中海贫血。1995年Issaragrisil等［36］进行了第1例脐带血移植治疗地中海贫血，脐带血很快就被认为是造血干细胞移植的很好来源，其最大特点是克服人类白细胞抗原不完全相同障碍，移植物抗宿主病的发生率和程度均低于骨髓移植。子宫内骨髓移植可减少治疗过程中的死亡，移植后胎儿易诱导免疫耐受，减少排斥反应，从而增加植入的机会。关于地中海贫血子宫内骨髓移植的报道较少，曾有1例手术后仍回复到需要输血生存的状态［37］。3．3基因疗法通过基因工程技术，把健康人的正常基因或者别种生物乃至微生物的有关基因，移植到患者细胞内，来取代或者矫正患者所缺陷的基因，以达到根治遗传性疾病的目的。2010年Cavazzana－Calvo等［38］成功对1例18岁的HbE/β0地中海贫血实施基因治疗，他们采集该患者的造血干细胞在体外应用慢病毒载体基因转染技术，采用自体造血干细胞移植的模式将体外成功整合了正常人β珠蛋白基因的造血干细胞回输患者体内，造血重建后正常β珠蛋白基因在患者体内表达，增加了HbA的合成，患者免除输血长达3年之久。2009～2010年刘容容［39］、罗琳等［40］研究证实，应用反义核酸技术及小ＲNA干扰（siＲNA）技术调控α珠蛋白基因的表达可减少α珠蛋白链的合成，在体外能部分纠正β地中海贫血患者α与非α珠蛋白链的合成不平衡，减294中国计划生育学杂志2013年7月第21卷第7期ChinJFamPlann，Vol．21，No．7，July2013