基于 MALDI-TOF MS 快速检测 β- 地中海贫血遗传修饰因子，助力精准诊疗

为改善 β- 地中海贫血精准诊断，研究人员用 MALDI-TOF MS 检测相关遗传变异，该方法高效且利于疾病诊疗。

　　地中海贫血，这个名字或许听起来有些陌生，但它在全球范围内的影响却不容小觑。β- 地中海贫血是一种由 β- 珠蛋白基因（HBB）遗传缺陷引起的单基因疾病，约 1.5% 的世界人口是 β- 地中海贫血携带者。患者的 β- 珠蛋白生成减少或缺失，从而引发一系列健康问题。而且，这种疾病的临床表型差异很大，主要由 HBB 突变类型决定，但遗传因素也会影响其临床严重程度，比如 α- 地中海贫血突变的共同遗传，以及能促进胎儿血红蛋白（HbF）重新激活的遗传变异。HbF 在正常成年人中通常低于 1.5%，但在 β- 地中海贫血患者体内却高得多。许多研究表明，与 HbF 水平增加相关的遗传修饰因子可以改善镰状细胞贫血和 β- 地中海贫血的临床表现。所以，准确检测这些遗传修饰因子，对 β- 地中海贫血的临床诊断至关重要。

然而，目前的检测方法存在诸多问题。现有的检测 α- 珠蛋白和 β- 珠蛋白基因突变的方法虽然不少，但检测 HbF 修饰因子的方法却很有限。像桑格测序（Sanger sequencing），不仅通量低、成本高，还很耗时；下一代测序（NGS）虽然通量高，但需要复杂的生物信息学分析。这些方法的局限性，使得开发一种快速、经济的同时检测 HbF 相关变异的方法迫在眉睫。

为了解决这些问题，南方医科大学南方医院地中海贫血诊疗创新中心等机构的研究人员开展了一项研究。他们利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术，对 BCL11A、KLF1、HBG2、DNMT1、GATAD2A 和 HBS1L-MYB 基因间多态性（HMIP）中的 20 个已证实对 HbF 水平有显著影响的遗传修饰因子进行检测。该研究成果发表在《Annals of Hematology》上，为 β- 地中海贫血的诊疗带来了新的希望。

研究人员为开展此项研究，用到了几个主要关键的技术方法。样本方面，招募了 662 名受试者，包括之前研究剩余标本中的 102 个样本，并从 1020 名 β- 地中海贫血患者中筛选出 560 名 αα/αα 和 β⁰/β⁰基因型的患者 。实验技术上，运用 MALDI-TOF MS 进行检测，先设计 17 对 PCR 引物对 20 个单核苷酸多态性（SNP）进行多重 PCR 扩增，之后进行单碱基延伸，再用 MALDI-TOF MS 分析。同时，采用桑格测序对部分样本进行检测以验证 MALDI-TOF MS 检测的准确性。

下面来看看具体的研究结果：

• MALDI-TOF MS 检测方法的开发：研究人员选定 20 个遗传修饰因子作为目标，设计了 17 对 PCR 引物进行多重 PCR。用桑格测序和 MALDI-TOF MS 对 22 个样本进行检测，两种方法结果完全一致，准确率达 100%。此外，还成功构建了 6 个修饰因子的突变质粒，进一步验证了检测的准确性，成功检测出所有 20 个 SNP 基因型。
• MALDI-TOF MS 检测方法的性能评估：对 MALDI-TOF MS 检测方法的准确性、重复性和最低检测限进行评估。选取 3 个样本连续 5 天每天检测 3 次，20 个修饰因子的 15 次检测结果一致，证明重复性良好。选取 2 个样本，将 DNA 从约 25 ng/μL 等比例稀释到 0.1 ng/μL，在浓度为 0.2 ng 时，所有 20 个修饰因子仍可检测到，确定最低检测限为 0.2 ng。对 81 个样本的检测结果与桑格测序数据完全一致，进一步验证了准确性。
• MALDI-TOF MS 检测目标的临床疗效验证：在 560 名 β- 地中海贫血患者队列中分析这些遗传修饰因子基因型对临床分类的影响。携带和不携带遗传修饰因子的患者，在 HbF 水平和无输血生存时间上存在显著差异。携带遗传修饰因子越多，患者出现中间型地中海贫血（TI）表型的可能性越大。

在讨论部分，研究人员指出，目前缺乏快速统一检测 β- 地中海贫血遗传修饰因子的方法，而他们建立的 MALDI-TOF MS 检测系统，能同时准确检测 20 个遗传修饰因子，且具有高通量、成本效益高的优势，有助于精准诊断和解释临床异质性。虽然该研究未涵盖所有潜在基因位点，但随着对 HbF 修饰因子分子机制和作用的进一步研究，有望纳入更多位点，提高 β- 地中海贫血的精准诊断水平。

总的来说，这项研究成功建立了基于 MALDI-TOF MS 检测 β- 地中海贫血 20 个遗传修饰因子的方法。该方法为 β- 地中海贫血遗传修饰因子的分型提供了高效途径，有助于疾病的准确诊断和临床分类，在 β- 地中海贫血的诊疗领域具有重要意义，为未来的临床实践和研究开辟了新的方向。