综述:资源有限环境下地中海贫血症的先进分子方法及分子水平诊断检测选择

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Hematology, Transfusion and Cell Therapy 1.8

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  本综述系统探讨了地中海贫血的分子诊断与治疗前沿,重点介绍了PCR、MLPA、NGS、TGS和CRISPR等先进检测技术,强调了表观遗传调控(如DNA甲基化)和非编码RNA(如miRNA、lncRNA)在疾病机制中的作用,并提出在资源有限地区优先采用经济高效的qPCR策略,为精准诊断和靶向治疗提供新视角。

  

分子层面解析地中海贫血症

地中海贫血是一种单基因遗传性血红蛋白病,以隐性遗传模式影响全球儿童与成人。β-地中海贫血在印度占全球疾病负担的25%,高发于地中海地区、中东和南亚,其中印度北部和西部州邦发病率最高。患者需终身输血和螯合治疗,面临心脏病、肝损伤及内分泌疾病等并发症。临床分型包括重型(TM)、中间型(TI)和轻型,分子层面则分为α-地中海贫血(HBA1/HBA2基因)和β-地中海贫血(HBB基因),分别由碱基缺失和点突变导致。

分子诊断技术全景

传统实验室检测包括血常规、血红蛋白电泳和色谱分析,但分子技术才是确诊关键。桑格测序可检测所有突变但无法识别大片段缺失;等位基因特异性PCR适用于遗传同质人群;Gap-PCR快速多重但仅限已知缺失;MLPA覆盖大片段缺失分析但分辨率低;NGS能并行分析所有珠蛋白基因突变,需提高临床认知;质谱技术快速鉴定血红蛋白变体尚未常规应用;人工智能通过算法区分地中海贫血与其他小细胞性贫血。

前沿分子技术突破

下一代测序(NGS)通过靶向测序高效检测HBA、HBB、HBD和HBG基因的点突变与插入缺失,显著减少误诊。Gupta等开发的SNAPseq assay利用口腔拭子或指尖血直接进行NGS,实现了β-血红蛋白病的无创精准诊断。第三代测序(TGS)如牛津纳米孔技术(ONT)和PacBio SMRT无需克隆扩增,直接识别α/β-地中海贫血携带者状态,虽错误率较高但完全契合常规技术结果。CRISPR-Cas9基因编辑通过调控HBB表达或下调α-珠蛋白基因成为治愈性策略,Casgevy和Lyfgenia已获批准用于输血依赖型β-地中海贫血和镰状细胞病。

表观遗传调控机制

表观遗传修饰如DNA甲基化和组蛋白修饰在地中海贫血中作用关键。α-地中海贫血中缺失突变导致胎盘与白细胞甲基化差异;β-地中海贫血中DNA甲基化下调β-珠蛋白基因并上调γ-珠蛋白基因,改善临床严重程度。IGSF4和LARP2等基因的超甲基化影响珠蛋白合成。表观基因组编辑技术(如锌指蛋白、TALE和CRISPR-Cas9)通过书写/擦除表观标记精准调控基因表达,其中CRISPR-Cas9因多靶点编辑优势成为治疗新希望。

非编码RNA的作用

非编码RNA(ncRNA)包括小RNA(miRNA、siRNA)和长链非编码RNA(lncRNA),调控基因表达与红细胞生成。lncRNA(如MALAT1、MIAT、H19、ANRIL)在β-地中海贫血中差异表达,通过维持HbF水平参与病理机制。miRNA如miR-15a/16-1、miR-486-3p提升γ-珠蛋白表达,miR-451诱导α/β/γ-珠蛋白合成。循环miRNA(如miR-let-7d下调、miR-122上调)可作为铁过载组织损伤的生物标志物。

人工智能赋能诊断

人工智能(AI)通过机器学习算法区分地中海贫血与缺铁性贫血,提前预测基因突变趋势,优化诊断流程与患者生活质量,需临床与工程团队深度合作开发适配算法。

分子诊断需求与策略

尽管技术多样,但社会经济条件和认知度限制临床推广。qPCR灵敏度高、成本低,适合印度人群常见突变检测与产前筛查;NGS用于qPCR阴性但临床高度疑似病例。资源有限地区应优先选择经济、特异、可靠的方案,兼顾可及性与精准性。

结论:迈向精准防治

地中海贫血防治需结合筛查计划、患者支持与出生缺陷预防。qPCR作为一线检测,NGS为补充策略,表观遗传编辑与非编码RNA研究提供治疗新靶点。通过技术优化与资源适配,最终实现疾病负担的有效控制。

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