地中海贫血的分子基础及产前诊断
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地中海贫血
在我国，广东、广西、海南、云南为地中海贫血 高发区，尤其是香港，在福建、四川、贵州、湖北、 湖南等地也较为常见 。
保守估计全世界有近2亿人携带此病基因。
.
4
α地中海贫血
是由于α珠蛋白基因缺失 或点突变，使α链合成受 到抑制而引起的贫血。
.
5
静止型α地贫
分子基础：
4个α基因中有1个缺失（突变）
25%为标准型 （- -/ α α）
25%为HbH病 （- -/- α）
一方是标准型-1，另一方是静止型, 每次怀孕有1/4的机会生育HbH.
.
17
MCV<82.0fl
孕前或产检对象 地贫筛查
MCV>82.0fl
Hb电泳分析
HbA2>3.5%
HbA2≤2.5%,亨氏小体阳性
β地贫(略于后)
配偶行MCV、Hb 分析
羊水穿刺术：15-20周，1周出诊 断报告
羊水或脐带血穿刺术：20周后， 1周出诊断报告
.
29
如何预防重型地贫患儿出生
• 怀孕前或怀孕早期进行地贫筛查。 • 若夫妇双方均为同型地贫携带者，应进行产前诊断。
.
30
如何进行地贫筛查
很简单，最初的筛查只需要“血常规”就可以了。也就是 夫妇双方同时进行血常规检查。
双方α地贫
一方α地贫 另一方初诊为β地贫
建议双方行α基因诊断
一方α地贫 另一方正常
一方α地贫 另一方β复合α地贫
一方α地贫 另一方β地贫
产前诊断
正常婚育
.
18
α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, 胎盘厚度, 大脑中动脉血流),若提示胎儿贫血,再行侵入 性检查；若无提示胎儿贫血，不需要侵入性检查。
地中海贫血治.
地中海贫血的防治地中海贫血（Thalassemia）是一组由于珠蛋白基因的缺陷导致珠蛋白合成障碍所引起的遗传性溶血性疾病，以α和β地中海贫血最为常见。
主要见于地中海地区、东南亚地区和中国南方等地。
全世界7%的人群携带有地中海贫血基因，每年出生的重型地中海贫血患儿约50万，对家庭和社会带来很大的影响。
地中海贫血是通过人群干预即可以预防的遗传病之一。
通过公众教育，人群筛查，遗传咨询，对可能生育重型地中海贫血患儿的高危夫妇实施产前诊断和选择性流产，避免重型患儿出生是预防地中海贫血的重要措施。
一、地中海贫血的分子基础与临床表现：（一）β地中海贫血1. 分子缺陷：β珠蛋白基因簇位于11号染色体（11p15.5），包括ε，Gγ，Aγ，δ，β基因和2个假基因。
β珠蛋白基因的点突变，核苷酸缺失与插入，导致β珠蛋白链的合成减少或完全缺乏。
β0-地中海贫血：突变导致β 链的合成完全受抑制，无β链生成。
β+-地中海贫血：突变导致β链的合成部分受抑制，有少量β链生成。
非典型β地贫：分子缺陷位于β珠蛋白基因的启动区或位点控制区（LCR），导致β珠蛋白基因表达受影响。
β地中海贫血基因突变与临床类型：重型β地中海贫血（β-thalassemia major）：纯合子：β0/β0，β+/β+双重杂合子：β0/β+中间型(β-thalassemia intermedia)：纯合子：β+/β+双重杂合子：β0/β+合并α地中海贫血等轻型(β-thalassemia minor)：杂合子β+, β0, δβ等。
2. 病理生理：当β链减少，多余的α链与γ链结合成为Hb F（α2γ2），使Hb F增高。
Hb F氧的亲和力高，使组织缺氧。
多余的α链沉积在幼红细胞和红细胞中形成包涵体，包涵体附着于红细胞膜使其变僵硬：幼红细胞在骨髓内被破坏，导致无效造血(ineffective erythropoiesis)，而红细胞在通过外周血微循环时被破坏。
地中海贫血
地中海贫血地中海贫血亦称为珠蛋白生成障碍性贫血或海洋性贫血(thalassemia)，是一组遗传性溶血性贫血。
因珠蛋门基因缺陷使血红蛋白中的珠蛋白肽链有一种或几种合成减少或不能合成，导致血红蛋白的组成成分发生改变，临床上主要表现为慢性溶血性贫血。
国外以地中海沿岸及东南亚各国多见，中国主要分布在长江以南各省，广东、广西、海南及四川等省(自治区)发病率较高，湖南、湖北及江两等省发病率稍低，北方各省少见。
胚胎期后组成珠蛋白的肽链有4种：α、β、γ、δ链，每种肽链各由相应的基因编码、。
因珠蛋白基缺失或点突变不同，肽链合成障碍各异，根据异常肽链类型将地中海贫血分为α、β、δβ、γ等类型，其中β和α地中海贫血较为常见。
β一地中海贫血：β一地中海贫血(简称β一地贫)是由于调控β珠蛋白的基因缺陷，导致β珠蛋白合成障碍的溶血性贫血。
1、发病遗传学人类β珠蛋白基因位于1 l号染色体短臂上(1 1p15．5)，发生β一地贫的主要原因是基因的点突变，少数为基因缺失。
如果基因缺失或点突变导致β链的生成完全受到抑制，称为βo地贫；如果点突变仅使部分β链生成减少，则称为β+地贫。
β地贫基因变化复杂，已发现的点突变有200多种．1979年，中国发现第1个β一地贫基因点突变，迄今已累计发现相关基因点突变28种，最为常见的突变有6种：①β4l 42(‘TCTT)，约占45％；②IVS一Ⅱ一654(c—T)，约占24％；③1317(A—T)，约占14％；④13—28 (A—T)，约占9％；⑤[β7l一72(+A)，约占2％；⑥[β26(G—A)，约占2％。
根据酽或β+地贫基因的组合不同，临床表现为3型β一地贫：①重型：为βo基因的纯合子(βo/βo)、部分β+基因的纯合子(β+／β+)及部分βo和β+基因的双重杂合子(βo／β+)；②中型：少数βo／βo，部分β+／β+，以及不典型β地贫杂合子、重型β地贫合并α或δβ地贫及某些变异型β地贫的纯合子等；③轻型：β+、βo、δβ地贫的杂合因子。
地中海贫血的分子基础和产前诊断-徐湘民
地中海贫血的 分子基础和产前诊断
北海， 2013年 8月23-25日
徐湘民
南方医科大学基础医学院
School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University
遗传性血红蛋白病
Inherited disorders of hemoglobin
和地贫发生的分子遗传学机制
• -珠蛋白基因缺失 • -珠蛋白基因点突变 • 中间型地贫:复杂变异
和地贫发生的分子遗传学机制
• -珠蛋白基因缺失 • -珠蛋白基因点突变 • 中间型地贫:复杂变异
产前基因诊断：地贫预防的技术基础
• 人群携带者筛查发现高风险家庭 • 基于DNA分析的胎儿基因型诊断
• 胎儿取样 • 家系分析
-地中海贫血 临床综合征
-地中海贫血 临床综合征
正常
珠蛋白链不平衡
正常
11p15.3
-珠蛋白基因表达
-地中海贫血特征
-地中海贫血特征
Hb H 病
中间型-地中海贫血
Bart’s胎儿水肿综合征
重型-地海贫血
地中海贫血的临床特征
• 小细胞低色素性溶血型贫血 (中、重度) • 黄疸 • 肝脾肿大 (脾大明显) • 骨髓扩增 • 发育迟缓 • 合并感染 • Bart’s 水肿胎
IVS II
EXON III
UTR
3’
1
CD74 CD78
CD118
错义突变 小缺失或插入
终止密码突变 移码突变
地中海贫血预防控制操作指南. 人民军医出版社, 2011.
中国南方人群不同基因型Hb H病的分布
Unpublished Data, 2012.
北海， 2013年 8月23-25日
徐湘民
南方医科大学基础医学院
School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University
遗传性血红蛋白病
Inherited disorders of hemoglobin
和地贫发生的分子遗传学机制
• -珠蛋白基因缺失 • -珠蛋白基因点突变 • 中间型地贫:复杂变异
和地贫发生的分子遗传学机制
• -珠蛋白基因缺失 • -珠蛋白基因点突变 • 中间型地贫:复杂变异
产前基因诊断：地贫预防的技术基础
• 人群携带者筛查发现高风险家庭 • 基于DNA分析的胎儿基因型诊断
• 胎儿取样 • 家系分析
-地中海贫血 临床综合征
-地中海贫血 临床综合征
正常
珠蛋白链不平衡
正常
11p15.3
-珠蛋白基因表达
-地中海贫血特征
-地中海贫血特征
Hb H 病
中间型-地中海贫血
Bart’s胎儿水肿综合征
重型-地海贫血
地中海贫血的临床特征
• 小细胞低色素性溶血型贫血 (中、重度) • 黄疸 • 肝脾肿大 (脾大明显) • 骨髓扩增 • 发育迟缓 • 合并感染 • Bart’s 水肿胎
IVS II
EXON III
UTR
3’
1
CD74 CD78
CD118
错义突变 小缺失或插入
终止密码突变 移码突变
地中海贫血预防控制操作指南. 人民军医出版社, 2011.
中国南方人群不同基因型Hb H病的分布
Unpublished Data, 2012.
地中海贫血(全)
正常人血红蛋白组成的演变
血红蛋白 肽链组成 合成部位 出现时间
胚胎 Hb Gower1 2 2
22
Hb Gower2 2 2
Hb Potland 2 2
胎儿 Hb F 成人 Hb A
Hb A2
22 2 2 22
卵黄囊 卵黄囊 卵黄囊
胚胎5~6周 胚胎4~13周 胚胎5~6周
肝 骨髓 骨髓
胎儿全程~生后25周 胚胎 9 周以后~终生
80
60
40
20
0
- 6m
-3m
Birth
3m
6m
Relative rates of synthesis of different globin chains during embryonic,
fetal and neonatal life.
HbH病（中间型）
发病机理
3个肽链基因缺失或缺陷，仅有少量 链合成。
产生+地贫。
珠蛋白基因缺失 ✓ 珠蛋白基因缺失，产生0地贫。 ✓ 由于、 、 基因连锁在一起，根据基因
缺失长短的不同，产生 、 地贫。
基因的突变已发现有100多种，国内已报道28种， 常见有6种：
41-42（-TCTT）：占45%，缺失4个硷基，造成框 架突变，使终止密码提前出现，几乎无-链合成 （ 0地贫）
IVS-II 654（C T）：约占24%，内含子II中654位 点C T硷基替换，导致潜在拼接位点活化，mRNA 加工异常，不能翻译成正常的链（ 0地贫）。
17（A T）：约占14%，导致终止密码TAG形成， 链不能合成（ 0地贫）。
TATA盒-28（A T）：约9%，突变位于起始位点 上游的启动子TATA盒，使转录效率降低，mRNA 生成量减少（β+地贫）。
地中海贫血的分子基础及产前诊断徐湘民
• 地中海贫血 (地贫)
Thalassemias -thalassemia -thalassemia
• 遗传性持续性胎儿血红蛋白
Hereditary persistence of fetal hemoglobin(HPFH)
研究背景
Thalassemia
中国南方不同高发地
区人群携带率 1 ~ 23%
和地中海贫血的分子基础 及产前诊断
Zhongshan 2007, November 30
徐湘民
南方医科大学，医学遗传学教研室 南方医院产前诊断和遗传病诊断技术中心
遗传性血红蛋白病
Genetic disorders of human hemoglobin • 异常血红蛋白
Abnormal hemoglobin, Structural variants
Ⅱ4
M/22 13 5 4.57 82.3 29.5 95.7
Ⅱ5
F/35 118 5.87 63.0 20.1 96.9
Ⅲ1
F/1 112 6.09 56.2 18.4 90.0
Ⅲ2
M/5 141 5.02 78.5 28.1 97.4
HbA2(%) HbF(%) Genotype
2.20
0
--11.1 /αα
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Normal
Silent carrier
Thalassemia trait
Hb H disease
Hydrops fetalis
α Globin genes affected by thalassemia deletion
Thalassemias -thalassemia -thalassemia
• 遗传性持续性胎儿血红蛋白
Hereditary persistence of fetal hemoglobin(HPFH)
研究背景
Thalassemia
中国南方不同高发地
区人群携带率 1 ~ 23%
和地中海贫血的分子基础 及产前诊断
Zhongshan 2007, November 30
徐湘民
南方医科大学，医学遗传学教研室 南方医院产前诊断和遗传病诊断技术中心
遗传性血红蛋白病
Genetic disorders of human hemoglobin • 异常血红蛋白
Abnormal hemoglobin, Structural variants
Ⅱ4
M/22 13 5 4.57 82.3 29.5 95.7
Ⅱ5
F/35 118 5.87 63.0 20.1 96.9
Ⅲ1
F/1 112 6.09 56.2 18.4 90.0
Ⅲ2
M/5 141 5.02 78.5 28.1 97.4
HbA2(%) HbF(%) Genotype
2.20
0
--11.1 /αα
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Normal
Silent carrier
Thalassemia trait
Hb H disease
Hydrops fetalis
α Globin genes affected by thalassemia deletion
地中海贫血与产前诊断
o 造血干细胞移植术的费用昂贵,费用大概在23 万 , 手术最佳时间是3岁~6岁 。
地中海贫血与产前诊断
o 我们一般能见到的重症地贫患者几乎都 是β-地贫患者。而另一类α-地贫患者多 在胎儿期或刚出生时便夭折，“这是由 于血红蛋白的α链无法合成所致，刚出 生时或生后不久死去，胎儿全身水肿、 肚子大，且胎盘特别大，所以也称‘胎 儿水肿综合症’。”
是早期）
羊水 16-20周 1% 少 能 接近100% B超引导下安全
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you 海贫血与产前诊断
地中海贫血与产前诊断
α -地中海贫血基因类型
静止型α地贫：缺失1个 α基因(αα/α-) 或1 个α基因突变(αα/ααT ) 又叫α地贫2，不会贫血。
T
轻型α地贫：
1.缺失2个α基因: αα/--SEA；α-/α-
2.2个α基因突变:α αT /α αT
T
3.缺1个α基因另有一个α基因突变:
α-/ ααT ，
羊膜腔穿刺术
绒毛、羊水细胞的基因诊断
o 自绒毛、羊水提取DNA o 以获取的DNA行基因扩增 o 电泳或杂交法，检测突变或缺失型地贫基因 o 与父母基因进行比对 o 重型或中间型者终止妊娠
绒毛与羊水取材比较
绒毛 取材时间：10周后 流产率：3% 母体细胞污染：可有 能否长期培养：不能 准确率：98-99% 可能对胎儿有影响（尤其
地贫基因，也就是9个人中就有1个有潜伏 发病的可能。而广东每年约诞生1万名地 贫患儿，其中约1000个是重症患儿。如
果夫妇两人均携带β地贫基因，所生孩子
有1/4的几率是重型地贫患者。
地中海贫血与产前诊断
重症地贫的治疗
o 输血和除铁是最传统也被证明为有效的治疗方 法。重度地贫患者必须定时输注浓缩红细胞悬 液，以维持生命和正常生长发育，但由于长期 大量的输血，使体内铁负荷严重超载，因此在 输血的同时必须使用去铁剂。每年的费用至少 需要5万元，如今，输血治疗水平不断提高， 患者寿命可延续到40多岁，至少需要花费 200万元。给家庭和社会带来沉重负担。
地中海贫血与产前诊断
o 我们一般能见到的重症地贫患者几乎都 是β-地贫患者。而另一类α-地贫患者多 在胎儿期或刚出生时便夭折，“这是由 于血红蛋白的α链无法合成所致，刚出 生时或生后不久死去，胎儿全身水肿、 肚子大，且胎盘特别大，所以也称‘胎 儿水肿综合症’。”
是早期）
羊水 16-20周 1% 少 能 接近100% B超引导下安全
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you 海贫血与产前诊断
地中海贫血与产前诊断
α -地中海贫血基因类型
静止型α地贫：缺失1个 α基因(αα/α-) 或1 个α基因突变(αα/ααT ) 又叫α地贫2，不会贫血。
T
轻型α地贫：
1.缺失2个α基因: αα/--SEA；α-/α-
2.2个α基因突变:α αT /α αT
T
3.缺1个α基因另有一个α基因突变:
α-/ ααT ，
羊膜腔穿刺术
绒毛、羊水细胞的基因诊断
o 自绒毛、羊水提取DNA o 以获取的DNA行基因扩增 o 电泳或杂交法，检测突变或缺失型地贫基因 o 与父母基因进行比对 o 重型或中间型者终止妊娠
绒毛与羊水取材比较
绒毛 取材时间：10周后 流产率：3% 母体细胞污染：可有 能否长期培养：不能 准确率：98-99% 可能对胎儿有影响（尤其
地贫基因，也就是9个人中就有1个有潜伏 发病的可能。而广东每年约诞生1万名地 贫患儿，其中约1000个是重症患儿。如
果夫妇两人均携带β地贫基因，所生孩子
有1/4的几率是重型地贫患者。
地中海贫血与产前诊断
重症地贫的治疗
o 输血和除铁是最传统也被证明为有效的治疗方 法。重度地贫患者必须定时输注浓缩红细胞悬 液，以维持生命和正常生长发育，但由于长期 大量的输血，使体内铁负荷严重超载，因此在 输血的同时必须使用去铁剂。每年的费用至少 需要5万元，如今，输血治疗水平不断提高， 患者寿命可延续到40多岁，至少需要花费 200万元。给家庭和社会带来沉重负担。
地中海贫血
β地贫产前诊断
产前诊断结果为重型β地贫胎儿的家系，其遗传
咨询原则同重型α地贫。 对于中间型β地贫的遗传咨询，也基本与HbH病 的咨询原则相同，但因中间型β地贫的临床异质 性更为复杂，在该病的遗传咨询过程中，更需 要慎重和严格的知情同意。
谢谢！
分类及发病机制
根据珠蛋白肽链缺ห้องสมุดไป่ตู้不同，地贫可分为α、 β、δ、δβ和γδβ等不同类型，而α和β地贫是最常 见的地贫类型。
α地贫
α珠蛋白基因位于第16号染色体短臂末端的珠 蛋白基因簇中，已知α地贫基因突变类型至少 有77种之多，其中44种点突变，余下的33种为 缺失型突变，虽然点突变多，但临床上以缺失 型突变更为多见，就一个单倍体而言， α地贫 可分为3类缺陷： 1、 α地贫2（ α+地贫），缺失一个α基因（ α/）； 2、 α地贫1 （ α0地贫），两个α基因都缺失（-/）； 3、非缺失型， α基因发生点突变或小的缺失 （ αT α / α αT ）
4、分子筛查：上述血液学表型分析不能工巧 匠00%检出地贫基因携带者，尤其对静止型和 复合型地贫患者，有相当的漏诊率，因此基因 诊断进行确诊才是最为有效的地贫筛查手段， 尤其对于夫妇中一方已确诊为地贫携带者的情 况，另一方除需同时接受上述地贫血液学表型 筛查程序外，分子筛查也是必不可少的，目前 绝大部分的地贫突变均可通基于PCR技术的分 子诊断进行鉴定，分子筛查的灵敏度和特异性 均显著高于血液学表型分析，如双方同时携带 同型地贫基因，则应在医生指导下做好产前诊 断，以避免重型患儿的出生。
产前筛查
血液学筛查：
1、全血细胞计数：地贫的典型特征之一是小红
细胞和低色素，因此地贫筛查最重要的血液学 指征为MCV和MCH，若MCV＜82fl， MCH＜ 27pg则筛查阳性，需要做进一步检查，但这两 项指标在静止型α地贫和αβ复合型地贫的检测中 可能完全正常。
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没有定义HbF达到多少的比例
是一组遗传异质性很大的血红蛋白病
一般情况下是一个没有贫血的“正常人”
血红蛋白量及红细胞大小均正常或接近正常 α珠蛋白链与非α珠蛋白链维持正常的合成平衡 注意与（γδ）0-地贫、 β-地贫鉴别
地中海贫血: 常染色体隐性遗传病
Pedigree for -thalassemia in a typical family.
地中海贫血的产前诊断
胎儿取样技术
DNA诊断技术
-地贫的诊断
-地贫的诊断
目前及今后的胎儿产前诊断新技术
植入前基因诊断
Preimplantation genetic diagnosis(PGD)
超声产前诊断
Prenatal diagnosis: Ultrasound measurement
血蛋白病的定义及分类
血红蛋白病 由于血红蛋白在质量和数量上的异 常而发生的一类遗传性贫血病
异常血红蛋白病： 由于血红蛋白发生结构上 的异常而导致的贫血症 比如：镰刀型细胞贫血病 （HbS）、HbC、HbD、HbE 等
地中海贫血： 由于某类血红蛋白合成受 到抑制所引起的溶血性贫血
比如: α-地中海贫血、β-地 中海贫血
α-地中海贫血及β-地中海贫血
遗传性持续性胎儿血红蛋白增多症（HPFH） 与异常血红蛋白病相互作用的地贫
α-地贫+ α-链变异体 β-地贫+ β-链变异体
HPFH
其他
HPFH定义
当成人体内持续存在过量的HbF时,就称： 遗传性持续性胎儿血红蛋白增高症 ( Hereditary persistence of fetal hemoglobin, HPFH)
异常血红蛋白病
镰刀型细胞贫血病（HbS）
β6 – Glu à vol
HbC
β6 – Glu à Lys
HbD
β121– Glu à Gln
HbE
β26– Glu à Lys
地中海贫血
希腊语 1925年，意大利第一例 Thalasso即是“海”的意思 Hemia即是“血”的意思
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Location of primers and detection of --SEA deletion by gap-PCR
Genotyping of the--SEA alleles by Gap-PCR
寡核苷酸探针杂交技术
ASO探针检测 -地贫基因诊断结果
血红蛋白是由两条α珠蛋白链 (α、ξ)和两条非α珠蛋白链(β、 γ、δ、ε)组成的四聚体。
人类珠蛋白肽链的发育演b Portland: ξ2γ2
HbF: α 2γ2 HbA2: α2δ2 HbA: α2β2
ε: elta /'i:tə/ γ: gamma ξ：rho /rou/ δ: delta
EXON 1
IVS 1
EXON 2
IVS 2
EXON 3
Promoter mutation
RNA splicing
Initiation mutation Frameshift Rund. & Rachmilewitz. N. Engl. J. Med. 2005, 353:1135-46. Nonsense Poly(A) signal
地中海贫血的血液学表型特征
RBC 参数 MCV MCH 细胞形态变化
Hb电泳分析 Hb A2 () 或 () Hb Bart’s Hb H () Hb E ()
Normal
AA2
AE
Bart’s AF
HA
血红蛋白电泳图谱
+
1. 正常人HB 2. 轻型地贫 3. 异常HB E 杂合子 4. 新生儿HB Bart’s (地贫标准型） 5. HB H
由于γ链有Gγ和Aγ两种亚型，所以HbF也有两种构成：α2Gγ2和α2Aγ2 。
胎儿血红蛋白（HbF)
是胎儿和新生儿血液中的主要血红蛋白
脐血中HbF 70%-80% 出生后很快减少，至6个月后绝大部分被HbA替代
许多性质与HbA不同
具有明显的抗碱性和抗酸性（酸洗脱法） 抗原性较HbA大 氧亲合力较HbA大
等位基因特异性性寡核苷酸杂交（ASO）
反向点杂交 （RDB）
变性高效液相色谱（DHPLC）
基于微孔板 (microtiter well-based ) 高通量检测
实时PCR (real-time PCR)
-50kb
-10kb
0kb
10kb
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
Thalassemia
指“海洋性贫血”
地中海贫血的临床血液学分类
α-地中海贫血
静止型α-地贫 标准型α-地贫 HbH病 Hb Bart，s胎儿水肿病
轻型β-地贫 中间型β-地贫 重型β-地贫
β-地中海贫血
少见的地中海贫血
γ-地中海贫血 δ-地中海贫血 （γδ）0-地贫
1 2 3 4
500V, 25min
5
-50kb
-10kb
0kb
10kb
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Different point mutations reducing globin gene expression
地中海贫血的分子基础 及产前诊断
中山大学附属第一医院胎儿医学中心 黄 轩
中国南方地中海贫血人群携带率
地区
广东
广西 四川 台湾 香港 携带率(%) 地贫 β地贫
8.53
14.95 1.92 2.54 6.78 2.18 1.10 3.41
4.20
5.02
Xu, et al. J Clin Pathol 2004, 57:517-22. Cai, et al. Chi J Epidemiol 2002,23:281-5.
被检对象（婚前或孕中期） 血液学分析（MCV，Hb A2变化）
排除地贫
遗传咨询 双亲基因分析
地贫携带者 遗传咨询，配偶检查 血液学分析（MCV Hb A2变化） 地贫携带者 排除地贫
胎儿产前诊断
地贫携带者筛查及产前诊断流程
人类血红蛋白结构
血红蛋白(Hemoglobin, Hb)是人体红细胞内的一种主要蛋 白质，由珠蛋白和血红素结合而成，通过携氧释氧实现氧气 在人体内的运输。
Genotype
Father CDs41-42 (CTTT) / N
Mother IVS-2-654 (CT) / N
Fetus CDs41-42 / IVS-2-654 Normal control N / N
RDB analysis: application to rapid prenatal diagnosis for eight βthalassaemia mutations.
HbF增高的疾病
HPFH、δβ-地贫 β-地中海贫血、 β-地贫复合其他地贫 Hb Lepore HbS病 Fanconi贫血
F细胞（有些RBC的HbF含量10%-30%，称为F细胞）
并非所有的红细胞均含有HbF
多数不含有HbF
Gγ/ Aγ
脐血中：7：3 出生头几个月：3：2 出生六个月后：4：6
母体外周血分离胎儿细胞进行产前诊断
Prenatal diagnosis: Fetal cells in the maternal circulation
母体血浆或血清中胎儿DNA分析
Analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum
DNA诊断技术
多重PCR （multiplex PCR）
成人血红蛋白成分
正常成人血红蛋白的主要成份
HbA (α2β2) 96.5%-97.5% HbA2 （α2δ2） 2.5%-3.5%
正常成人中次要血红蛋白 均匀分布所有红细胞中 其生理功能特性和HbA几乎一致 漫长人类进化史上没有被淘汰
HbF （ α2γ2 ） ＜1%
思 考
α-地中海贫血一定不能用铁剂治疗吗？
HbA2升高只提示β-地中海贫血吗？ HbH病是否需要引产？
思 考
为何重型α-地中海贫血比重型β-地中海贫血更重？
胎儿重型β-地中海贫血能否通过血红蛋白电泳诊断？
是一组遗传异质性很大的血红蛋白病
一般情况下是一个没有贫血的“正常人”
血红蛋白量及红细胞大小均正常或接近正常 α珠蛋白链与非α珠蛋白链维持正常的合成平衡 注意与（γδ）0-地贫、 β-地贫鉴别
地中海贫血: 常染色体隐性遗传病
Pedigree for -thalassemia in a typical family.
地中海贫血的产前诊断
胎儿取样技术
DNA诊断技术
-地贫的诊断
-地贫的诊断
目前及今后的胎儿产前诊断新技术
植入前基因诊断
Preimplantation genetic diagnosis(PGD)
超声产前诊断
Prenatal diagnosis: Ultrasound measurement
血蛋白病的定义及分类
血红蛋白病 由于血红蛋白在质量和数量上的异 常而发生的一类遗传性贫血病
异常血红蛋白病： 由于血红蛋白发生结构上 的异常而导致的贫血症 比如：镰刀型细胞贫血病 （HbS）、HbC、HbD、HbE 等
地中海贫血： 由于某类血红蛋白合成受 到抑制所引起的溶血性贫血
比如: α-地中海贫血、β-地 中海贫血
α-地中海贫血及β-地中海贫血
遗传性持续性胎儿血红蛋白增多症（HPFH） 与异常血红蛋白病相互作用的地贫
α-地贫+ α-链变异体 β-地贫+ β-链变异体
HPFH
其他
HPFH定义
当成人体内持续存在过量的HbF时,就称： 遗传性持续性胎儿血红蛋白增高症 ( Hereditary persistence of fetal hemoglobin, HPFH)
异常血红蛋白病
镰刀型细胞贫血病（HbS）
β6 – Glu à vol
HbC
β6 – Glu à Lys
HbD
β121– Glu à Gln
HbE
β26– Glu à Lys
地中海贫血
希腊语 1925年，意大利第一例 Thalasso即是“海”的意思 Hemia即是“血”的意思
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Location of primers and detection of --SEA deletion by gap-PCR
Genotyping of the--SEA alleles by Gap-PCR
寡核苷酸探针杂交技术
ASO探针检测 -地贫基因诊断结果
血红蛋白是由两条α珠蛋白链 (α、ξ)和两条非α珠蛋白链(β、 γ、δ、ε)组成的四聚体。
人类珠蛋白肽链的发育演b Portland: ξ2γ2
HbF: α 2γ2 HbA2: α2δ2 HbA: α2β2
ε: elta /'i:tə/ γ: gamma ξ：rho /rou/ δ: delta
EXON 1
IVS 1
EXON 2
IVS 2
EXON 3
Promoter mutation
RNA splicing
Initiation mutation Frameshift Rund. & Rachmilewitz. N. Engl. J. Med. 2005, 353:1135-46. Nonsense Poly(A) signal
地中海贫血的血液学表型特征
RBC 参数 MCV MCH 细胞形态变化
Hb电泳分析 Hb A2 () 或 () Hb Bart’s Hb H () Hb E ()
Normal
AA2
AE
Bart’s AF
HA
血红蛋白电泳图谱
+
1. 正常人HB 2. 轻型地贫 3. 异常HB E 杂合子 4. 新生儿HB Bart’s (地贫标准型） 5. HB H
由于γ链有Gγ和Aγ两种亚型，所以HbF也有两种构成：α2Gγ2和α2Aγ2 。
胎儿血红蛋白（HbF)
是胎儿和新生儿血液中的主要血红蛋白
脐血中HbF 70%-80% 出生后很快减少，至6个月后绝大部分被HbA替代
许多性质与HbA不同
具有明显的抗碱性和抗酸性（酸洗脱法） 抗原性较HbA大 氧亲合力较HbA大
等位基因特异性性寡核苷酸杂交（ASO）
反向点杂交 （RDB）
变性高效液相色谱（DHPLC）
基于微孔板 (microtiter well-based ) 高通量检测
实时PCR (real-time PCR)
-50kb
-10kb
0kb
10kb
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
Thalassemia
指“海洋性贫血”
地中海贫血的临床血液学分类
α-地中海贫血
静止型α-地贫 标准型α-地贫 HbH病 Hb Bart，s胎儿水肿病
轻型β-地贫 中间型β-地贫 重型β-地贫
β-地中海贫血
少见的地中海贫血
γ-地中海贫血 δ-地中海贫血 （γδ）0-地贫
1 2 3 4
500V, 25min
5
-50kb
-10kb
0kb
10kb
20kb
30kb
2 1
(--SEA) Deletion (- 4.2) Deletion (- 3.7) Deletion
导致α地贫的不同类型的基因缺失
Different point mutations reducing globin gene expression
地中海贫血的分子基础 及产前诊断
中山大学附属第一医院胎儿医学中心 黄 轩
中国南方地中海贫血人群携带率
地区
广东
广西 四川 台湾 香港 携带率(%) 地贫 β地贫
8.53
14.95 1.92 2.54 6.78 2.18 1.10 3.41
4.20
5.02
Xu, et al. J Clin Pathol 2004, 57:517-22. Cai, et al. Chi J Epidemiol 2002,23:281-5.
被检对象（婚前或孕中期） 血液学分析（MCV，Hb A2变化）
排除地贫
遗传咨询 双亲基因分析
地贫携带者 遗传咨询，配偶检查 血液学分析（MCV Hb A2变化） 地贫携带者 排除地贫
胎儿产前诊断
地贫携带者筛查及产前诊断流程
人类血红蛋白结构
血红蛋白(Hemoglobin, Hb)是人体红细胞内的一种主要蛋 白质，由珠蛋白和血红素结合而成，通过携氧释氧实现氧气 在人体内的运输。
Genotype
Father CDs41-42 (CTTT) / N
Mother IVS-2-654 (CT) / N
Fetus CDs41-42 / IVS-2-654 Normal control N / N
RDB analysis: application to rapid prenatal diagnosis for eight βthalassaemia mutations.
HbF增高的疾病
HPFH、δβ-地贫 β-地中海贫血、 β-地贫复合其他地贫 Hb Lepore HbS病 Fanconi贫血
F细胞（有些RBC的HbF含量10%-30%，称为F细胞）
并非所有的红细胞均含有HbF
多数不含有HbF
Gγ/ Aγ
脐血中：7：3 出生头几个月：3：2 出生六个月后：4：6
母体外周血分离胎儿细胞进行产前诊断
Prenatal diagnosis: Fetal cells in the maternal circulation
母体血浆或血清中胎儿DNA分析
Analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum
DNA诊断技术
多重PCR （multiplex PCR）
成人血红蛋白成分
正常成人血红蛋白的主要成份
HbA (α2β2) 96.5%-97.5% HbA2 （α2δ2） 2.5%-3.5%
正常成人中次要血红蛋白 均匀分布所有红细胞中 其生理功能特性和HbA几乎一致 漫长人类进化史上没有被淘汰
HbF （ α2γ2 ） ＜1%
思 考
α-地中海贫血一定不能用铁剂治疗吗？
HbA2升高只提示β-地中海贫血吗？ HbH病是否需要引产？
思 考
为何重型α-地中海贫血比重型β-地中海贫血更重？
胎儿重型β-地中海贫血能否通过血红蛋白电泳诊断？