专题脊髓性肌萎缩症SMA与基因检测

什么是SMA?

脊髓性肌萎缩症(SpinalMuscularAtrophy,SMA)是一种常染色体隐性遗传的神经肌肉病,临床特征是脊髓前角细胞变性退化、导致对称性肌无力和肌萎缩,为一种常见的运动神经元疾病,主要表现为肌肉萎缩、肌张力低、腱反射减弱、病理征阴性,目前尚无有效治疗手段。

SMA通常根据疾病严重程度与发病年龄分为三个亚型。I型患者(MIM#)在出生时或在6个月之前开始发病,不能独自坐或走,并且通常在两年内死于呼吸功能不全。II型患者(MIM#)在6个月之后发病,可以独坐但在没有任何辅助设备帮助的情况下不能走路,并且寿命会大大减少,III型患者(MIM#)通常在1岁半后发病,可以独立的坐或走路,但在青春期或成人后一般行走能力有所退步,需要靠轮椅行动。

脊髓性肌萎缩症在人群中的携带率约为1/35-1/50左右,发病率约为1/-1/左右。

SMA与基因

目前遗传学已经确认,SMA主要与两个高度同源(是指这两个基因的序列非常相似)的基因密切相关,SMN1与SMN2,这两个基因主要通过7号外显子和8号外显子上的两个基因位点进行区分(下图来自QuYJetal,PMID:,JMolDiagn,)。

一般来说,大部分正常个体都有2份拷贝的SMN1基因与2份拷贝的SMN2基因,SMN2基因发生外显子7的跳跃,只有少量的全长SMNmRNA,所以如果某个人两份拷贝的SMN1基因都失去功能的话一定会患病,只有一份SMN1基因起作用的个体为携带者。在SMN1基因都失去功能的情况下,SMN2基因拷贝数数目,则会影响患者的发病时间与疾病严重程度。根据Feldk?tteretal.(AmJofHumGenetics,)描述,80%的I型SMA患者携带有1到2个SMN2拷贝,82%的II型SMA患者携带有3个SMN2拷贝,96%的III型SMA患者携带有3或4个SMN2拷贝。所以对于SMA患者来说,检测SMN2基因的拷贝数在一定程度上有助于评估疾病的严重性或预后。等等,你们已经发现以上内容有问题了,怎么会有4个SMN2拷贝呢?为了便于大家理解,上面提到大部分正常人的2份SMN2拷贝,由于基因所在区域的复杂性,实际上人群中SMN2拷贝数在0到4个。根据统计95%以上的SMA患者都会检测到SMN1基因外显子7和(或)外显子8纯合缺失,除此之外,还有复合杂合突变(一个等位基因缺失,另一个点突变)。

当你理解了以上内容后,还有一些比较复杂的情况,首先SMN1基因外显子7的那个独特碱基(c.C)可以由C转换为T,这样SMN1基因就变成了SMN2基因,从造成的结果上来说,这个转换与缺失的效果是一样的,但是对于患者来说就多了一个SMN2拷贝,其次,人群中有很低比例的正常人一条染色体上有2个SMN1拷贝,而另外一条染色体上为0个拷贝,这样的正常人SMN1基因型为2+0,其实也是携带者,但是目前没有切实可行的方法去区分1+1还是2+0,但是有一个位点与之高度关联,也许将来三代测序可以。当你了解了以上内容后,我们再来聊聊SMA基因检测,理想的基因检测应该达到如下效果:

1明确区分患者、携带者、正常人;

2如果为SMN1纯合缺失患者,能够检测SMN2拷贝数;

3除了检测SMN1外显子7缺失或转换外,还能检测点突变;

4可以识别SMN12+0基因型的特殊携带者;

SMA基因检测

SMA基因检测的方法有以下几类

PCR-RFLP或一代测序

首先对目标区域进行扩增,然后通过限制性内切酶或一代测序的方法来区分,如果是患者的样本,在c.位点缺失SMN1的C峰,只显示SMN2的T纯合峰,正常人或携带者应该为杂合的C/T峰图,RFLP的分析方法性价比并不高,是那时唯一可以采用的新方法,替代SSCP分析。这个方法有个缺陷,就是有酶切不彻底的隐患,但是不能区分携带者与正常人,也不能检测SMN2拷贝数,在临床上可以诊断SMN1纯合缺失的患者,其他情况只能作为初筛。

双侧双重AS-PCR

该方法是由黄尚志老师带领团队开发,利用SMN1与SMN2基因中外显子7与内含子7的2处核苷酸差别,分别设计2个等位基因特异的引物,与内对照直接在琼脂糖电泳及PAGE进行分析,获得很好的效果。由于设计的引物正反向均有与SMN1基因特异碱基结合的位点,应用两个引物对模板的选择性,增强了特异性。与酶切方法比较,诊断结果完全一致,但没有非特异扩增,避免了酶切不完全的缺点,且方法简便,易操作,适宜临床使用。

(图片来自黄尚志等,医学研究杂志)

荧光定量PCR

主要原理是通过两个多重实时荧光定量PCR反应,以单拷贝RPP40基因为内标基因,采用MGB-Taqman探针法分别对SMN1基因第7和第8外显子进行拷贝数相对定量,来判断是否发生缺失或转换。

(图来自上海五色石医学研究股份有限公司







































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