臨床生物化學(xué)/血紅蛋白分子病

跳轉(zhuǎn)到：導(dǎo)航, 搜索

臨床生物化學(xué)

遺傳性疾病的生物化學(xué)與分子生物學(xué)診斷
- 常見遺傳性疾病的發(fā)生與基因診斷
  - 血紅蛋白分子病
  - 先天性代謝缺陷病
  - 診斷分子生物學(xué)在生化遺傳學(xué)實(shí)驗室的發(fā)展前景

血紅蛋白由四種珠蛋白肽鏈組成，它們分別是α、β、δ和γ肽鏈，由它們不同的組合組成各種血紅蛋白。除α肽鏈的基因位于16號染色體外，其余β、δ、γ肽鏈的基因連鎖在11號染色體。血紅蛋白異常導(dǎo)致的分子病就是珠蛋白結(jié)構(gòu)基因的DNA分子結(jié)構(gòu)異常所致。

⒈點(diǎn)突變 DNA分子的堿基轉(zhuǎn)換或顛換造成單個堿基替代，導(dǎo)致三聯(lián)體遺傳密碼改變，使得相應(yīng)表達(dá)翻譯的肽鏈中氨基酸發(fā)生改變而導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，最終引起該蛋白的生理功能發(fā)生改變。如β鏈第6位應(yīng)是谷氨酸，其對應(yīng)的堿基密碼是GAA，當(dāng)顛換成GUA時，表達(dá)的氨基酸改為纈氨酸，當(dāng)轉(zhuǎn)換成AAA時，表達(dá)的氨基酸改為賴氨酸。在目前發(fā)現(xiàn)的血紅蛋白異常中，絕大多數(shù)屬于這種類型。

⒉終止密碼子突變 mRNA翻譯蛋白質(zhì)的終止密碼有UAA、UAG、UGA。當(dāng)終止密碼子發(fā)生點(diǎn)突變，如UAA轉(zhuǎn)換為CAA時，終止密碼翻譯為谷胺酰胺，肽鏈無法終止導(dǎo)致肽鏈延長。相反，肽鏈中途某一密碼突變終止密碼時，肽鏈就提前終止變短。如在中國人中發(fā)現(xiàn)有β珠蛋白基因突變，使轉(zhuǎn)錄mRNA密碼子17由AAG→UAG，使翻譯的β珠蛋白過早終止，造成β鏈過短，而無正常功能，導(dǎo)致珠蛋白生成障礙性貧血發(fā)生。

⒊移碼突變由于DNA分子三聯(lián)體密碼子之間是無標(biāo)點(diǎn)符號的，因此當(dāng)DNA的堿基序列中缺失或插入一個核苷酸，就相當(dāng)于多了或少了一個堿基，使得在突變位置以后的三聯(lián)體密碼子均依次發(fā)生變化，包括終止密碼。所以移碼突變可以是肽鏈的氨基酸發(fā)生改變，也可是肽鏈長短發(fā)生改變。而且這種突變位置越靠近翻譯起始端（5′端）其后果越嚴(yán)重。如在中國人中發(fā)現(xiàn)有β珠蛋白基因轉(zhuǎn)錄的密碼子41-42產(chǎn)生缺失，造成β鏈合成提前終止，這種β鏈不穩(wěn)定而導(dǎo)致β珠蛋白生成障礙性貧血發(fā)生。

突變類型檢測可用核酸測序，人工合成寡核苷酸探針作產(chǎn)前診斷。前者多用于研究，后者可應(yīng)用于臨床?，F(xiàn)可利用PCR法擴(kuò)增突變區(qū)域，再行測序或雜交分析，大大提高了靈敏度和特異性，可省去目的基因的克隆，方法也得到一定的簡化。

⒋密碼子缺失和插入它與移碼突變不同的是生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時，染色單體發(fā)生錯配或不等交換，造成在基因DNA分子中，缺失或插入的核苷酸不是一個，而是一部分，即多了或少了一部分密碼子。當(dāng)然其肽鏈也相應(yīng)缺失或插入一個以上的氨基酸。如珠蛋白生成障礙性貧血發(fā)現(xiàn)二種類型，一種為右側(cè)缺失型，缺失了涉及α2和α1基因3.7kb的片段，而左側(cè)缺失型則缺失了α2及左側(cè)區(qū)域4.2kb的片段。（α2基因排列在左，α1基因排列在右）。該類變異可用Southern blot法，RFLP法加以診斷，參見診斷分子生物學(xué)基本技術(shù)有關(guān)章節(jié)。

⒌融合基因由于減數(shù)分裂時不同珠蛋白肽鏈的基因之間發(fā)生不等交換，結(jié)果造成某一珠蛋白基因同時融合兩種不同珠蛋白基因的部分堿基，由此合成的肽鏈也含有兩種不同珠蛋白的氨基酸序列。

血紅蛋白病的診斷可根據(jù)臨床癥狀，如溶血性貧血等現(xiàn)象。有些沒有臨床癥狀，須依賴實(shí)驗室診斷。在細(xì)胞水平可以通過血液學(xué)檢查，蛋白分子水平也可通過電泳，熱穩(wěn)定試驗等方法檢查。

血紅蛋白病的治療目前尚無根治辦法。該病的起因是基因突變所致，其治療有待于基因工程技術(shù)來矯正基因的缺陷，即用基因治療的方法加以根治。但要進(jìn)行基因治療，必須建立完善基因診斷的技術(shù)，這是醫(yī)學(xué)檢驗工作者面臨的新課題。目前基因診斷技術(shù)可利用核酸探針進(jìn)行分子雜交或進(jìn)行核酸測定來分析基因突變和突變的位置。由于mRNA分子直接轉(zhuǎn)錄了DNA分子上基因的信息，又直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，在細(xì)胞內(nèi)又有一定的量，故易于分離純化和分析，因此對內(nèi)源性基因的分析，其分析對象多為mRNA分子。mRNA分析最常使用的分子雜交技術(shù)有斑點(diǎn)雜交和Northern blot技術(shù)以及逆轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）技術(shù)。