下一代测序技术显著提高中国傣族成人地中海贫血基因变异携带者筛查的效率

摘要

        利用高通量测序技术筛查951例傣族人地中海贫血基因变异携带情况，评估地中海贫血高发区域特定人群地贫携带者频率，探讨高通量测序技术在预防严重地中海贫血和降低儿科死亡率方面的潜在用途。

前言

        地中海贫血（thalassemia）是由珠蛋白基因的突变或缺失导致一个或多个珠蛋白肽链减少或结构异常而引起的血液系统遗传性疾病，包括两种亚型：α地中海贫血（α-thalassemia，）和β地中海贫血（β-thalassemia）。珠蛋白链合成的不平衡破坏了血红蛋白四聚体的正确组装，引起红细胞渗透脆性和溶血性贫血症。地中海贫血主要分布在地中海、非洲、中东、印度和亚洲东南部等沿海地区。在中国人群中，以广西，广东，海南等南方人群的地中海贫血患病率较高。本文利用高通量测序技术对云南傣族人群针对地中海贫血开展大规模人群筛查，评估地中海贫血高发区域特定人群地贫携带者频率，探讨高通量测序技术在预防严重地中海贫血和降低儿科死亡率方面的潜在用途。

研究对象

        951例中国云南省的德红和西双版纳的婚前或新婚的傣族人。

研究策略

        用传统血液学筛查方法（先进行红细胞参数和血红蛋白电泳检测，再采用基因检测）和高通量测序方法分别对951例血液样本进行地中海贫血筛查。具体流程如图1所示。

图1 工作流程和结果图

研究结果

1. NGS技术能显著提高中国傣族人群地贫携带者筛查的效率

        用传统血液学方法、NGS方法对951例傣族样本进行地贫检测，结果显示951例样本中，NGS共有检测471例地贫携带者（49.5%），而传统检测方法仅检出209例地贫携带者（22%）

        传统血液学筛查方法检测α-地贫的漏检率为74.8%，β-地贫漏检率为30.5%如图2所示。

图2 传统血液学检测方法的漏检率

        高通量测序方法能够一次性检测300多种α-血红蛋白和β-血红蛋白突变。除能检测常见的地贫突变类型外，还能检测更多突变类型， 如c.95 + 1G>A、 c.1delA、 Hb Queens Park突变是首次在国内发现。

2. 傣族人群中地贫基因突变情况

        发现α-珠蛋白基因突变12种，其中-α^3.7和--^SEA突变最常见，占到所有突变的80.0%，其次是α^CSα，α^WSα和-α^4.2的突变占15.0%；而β-珠蛋白基因突变87.9%发生在密码子26，密码子41-42和密码子17 。

图3 傣族人群中α-珠蛋白和β-珠蛋白基因突变的情况

结论

        在人群地贫携带者筛查工作中，传统血液学筛查方法极易发生漏检，而高通量测序技术能在一次实验中检测超过300种α-珠蛋白基因和β-珠蛋白基因的变异，显著提高检测效率的同时明显降低检测假阳性率和假阴性率，也减少了重复采血和进一步转诊测试。高通量测序技术可用于地贫携带者筛查，但基因检测结果复杂，应加强对临床医生、实验室诊断人员及其他医学专业人员对地贫相关遗传学基础及临床知识的培训。

参考文献：He J, Song W, Yang J, et al. Next-generation sequencing improves thalassemia carrier screening among premarital adults in a high prevalence population: the Dai nationality, China.[J]. Genetics in Medicine, 2017.