DMD(Duchenne Muscular Dystrophy)和BMD(Becker Muscular Dystrophy)是一種常見的X連鎖隱性遺傳病,主要發生于男性,其發病率為1/3500活產男嬰,其發生的原因是Dystrophin(抗肌萎縮蛋)其固缺陷所致.
一、DMD/BMD的臨床表現
在臨床上DMD較BMD常見,發病早,癥狀重,正常于2-3歲即出現骨骼肌無力的表現,一般從骨盒帶肌肉無力開始而出現一系列的特殊癥狀:走路困難呈鴨步,出現Gower's征,腓腸肌進行性肥大.逐漸出現心肌細胞受損,約30%的小兒智能力缺陷.在12歲左右失去能力,至20歲時正常死于呼吸衰竭和心力衰竭.而BMD相對來說癥狀較輕,進展亦較慢.
二、DMD/BMD的遺傳病
(一)遺傳方式:X-連鎖隱性遺傳,發病者多為男性,其母親為致癌基因攜帶者,尚有1/3的患者為散發病例,則新生突變引起.
(二),DMD/BMD的致病基因:1.基因定位:DMD/BMD是因位于Xq21,其基因非常大約為2400Kb.2.基因結構:該基因共有79個外顯子,78個內含子,其CDNA全長約為13974個時,編碼的肽鏈含3685aa殘基,編碼蛋白命名為dystrophine,其基本5個獨立的啟動子,在DMD基因內還存在一些STR,已知有13個STR,其中5'端編碼區有8個,3'端編碼區有1個,44,45,49,30,50內含子各有一個STR,是多為DNDR核心是(CA)n.等位基因數目為2-19個.
三、DMD基因的突變類型
(一)缺失與重復:研究表明約65%的DMD/BMD是由于基因內的部分缺失所致,尚有12.5%病例有基因內重復,這種突變變有兩個高頻發生區,一個在基因的5端,另一個大致在第45~55外顯子區域,而5'端的缺失重復熱點大致在第1~7外顯子區域.缺失的范圍從1至數個外顯子,甚至整個DMD基因亦可發生缺失,啟動子區亦有缺失發生.
(二)單堿量換:近年來的研究還發現,在DMD基因內尚有單堿其置換,目前已發現的約有6種,根認為在DMD患者中由此型突變引起者占30%左右.
(三)基因內連接形成和mRNA剪接異常:以上兩種類型的突變亦在DMD人群中有抗,但因研究的病印例尚少,需要進上步的研究.
四、利用PCR技術診斷DMD的途徑
(一)用PCR技術檢測缺失型突變.
利用PCR可直接檢出DMD/BMD的缺失型突變,由于DMD/BMD發生時,其65%的患者為基因缺失所致,因此直接檢測缺失可使65%的患者得到診斷.在DMD/BMD基因的缺失中,其缺失范圍,缺失的位置具有高度異質性,加之DMD/BMD基因較大,很難用一對引物確定其缺失部位,隨著DMD/BMD基因的克隆及其精結構的闡明,有人開發了多時引物進行多重PCR,從而可使幾乎全部的缺失型DMD/BMD得到診斷.
1.利用6對引物擴增處于缺失熱點區域的6個外顯子,即外顯子8,16,19,44,45和48,再加上外顯子4,12,51的3對引物,可檢測80%的缺失,若再用Beggs等設計的另外九對引物即外顯子3,6,13,46,47,49,50,52,30,60及啟動子的引物,進行多重PCR,可使98%的缺失型患者得到診斷,各引物的序列及擴增片段大小見表.
在用多重PCR進行DMD/BMD基因的缺失型檢測時方便簡便,快速,在擴增后,用瓊脂糖凝膠電泳溴乙錠染色可根據擴增產物的有無判斷結果.擴增時的分清情況見下表:
DMD基因PCR擴增引物
外顯子 | 引物序列(5'--3') | 產物片段 |
Pm | GAAGATCTAGACAGTGGATAC ATAACAAATGCATG | 535 |
TTCTCCGAAGGTAATTGCCTC CCAGATCTGAGTCC | ||
3 | TCATCCATCATCTTCGGCAG ATTAA | 410 |
CAGGCGGTAGAGTATGCCA AATGAAAATCA | ||
4 | TTGTCGGTCTCCTGCTGGTC AGTG | 196 |
GAAAGCCCTCACTCAAAC ATGAAGC | ||
6 | CCACATGTAGGTCAAAAA TGTAATGAA | 202 |
GTCTCAGTAATCTTCTTAC CTATGACTATGG | ||
8 | GTCCTTTACACACTTTAC CTGTTGAG | 360 |
GGCCTCATTCTCATGTTC TAATTAG | ||
12 | GATAGTGGGCTTTACTTA CATCCTTC | 331 |
GAAAGCACGCAACATAA GATACACCT | ||
13 | AATAGGAGTACCTGAGAT GTAGCAGAAAT | 238 |
CTGACCTTAAGTTGTTCT TCCAAAGCAG | ||
17 | GACTTTCGATGTTGAGAT TACTTTCCC | 416 |
AAGCTTGAGATGCTCTCA CCTTTTCC | ||
19 | TTCTACCACATCCCATT TTCTTCCA | 459 |
GATGGCAAAAGTGTTG AGAAAAAGTC | ||
43 | GAACATGTCAAAGTCA CTGGACTTCATGG | 357 |
ATATATGTGTTACCTAC CCTTGTCGGTCC | ||
44 | CTTGATCCATATGCTTT TACCTGCA | 268 |
TCCATCACCCTTCAGA ACCTGATCT | ||
45 | AAACATGGAACATCCT TGTGGGGAC | 547 |
上 | CATTCCTATTAGATCTG TCGCCCTAC | |
47 | CGTTHTTHCSTTTHTCT HTTTCAGTTAC | 181 |
GTCTAACCTTTATCCA CTGGAGATTTG | ||
48 | TTGAATACATTGGTTA AATCCCAACATG | 506 |
CCTGAATAAAGTCTT CCTTACCACAC | ||
49 | GTGCCCTTATGTACCA GGCAGAAATTG | 439 |
GCAATGACTCGTTAAT AGCCTTAAGATC | ||
50 | CACCAAATGGATTAA GATGTTCATGAAT | 271 |
TCTCTCTCACCCAGT CATCACTTCATAG | ||
51 | GAAATTGGCTCTTTA GCTTGTGTTTC | 388 |
GGAGAGTAAAGTGA TTGGTGGAAAATC | ||
52 | AATGCAGGATTTGGA ACAGAGGCGTCC | 113 |
TTCGATCCGTAATGA TTGTTCTAGCCTC | ||
60 | AGGAGAAATTGCGCC TCTGAAAGAGAACG | 139 |
CTGCAGAAGCTTCCA TCTGGTGTTCAGG |
(二)單個堿基置換的檢測
單堿是置換在DMD/BMD的發生中占有重要地位,但DMD/BMD是因單堿基置換近年來才受到人們的重視,它對發現新突變,確定單堿基置換與DMD/BMD發生的關系具有重要意義,推測的方法主要是用RT-PCR-SSCP及全套式RF-PCR檢測.
(三)利用PCR-RFLP和Amp-FLP進行連鎖分析診斷DMD/BMD
若在一個家庭中,已有一個先證者,則首先利用多重PCR檢測其缺失,若不能確定其缺失的部位或不能診斷,或其它條件所限,則可用PCR-RFLP和Amp-FLP進行連鎖分析,確定風險染色體.
1.PCR-RFLP
用多重PCR不能檢出非缺失型DMD/BMD患者及攜帶者,現在可用PCR方法擴增多態性位點區域,同適當的內切酶酶解擴增產物,電泳分離后可對多態性位點進行分布,利用PCR-RFLP連鎖分析,即可進行DMD/BMD風險個體的攜帶者的檢出,下表序列即為常用的幾個多態性位點檢測時的引物及擴增酶解情況.
擴增區域 | 引物序列 | 限制性酶 | 擴增產物 | 水解片段 |
PERT87-1 | 5'GTCAGTTGGTCAGT AAAAGCC3' | B5+NⅠ | 400bp | 400/250+150 |
PERT87-8 | 5'CCAATTAAAACCA CAGCAG3' | TaqⅠ | 155bp | 145+10/74+ 71+10 |
pERT87-15 | 5'GACTGGAGCAAGG GTCGCC3' | XmaⅠ | 740bp | 730+10/520+ 210+10 |
PERT87-15 | 5'ACAATTTCCCTTT CATTCCAG3' | BamHⅠ | 226bp | 216+10/166+ 50+10 |
MPIP | 5'TCCAGTAACGGA AAGTGC3' | AluⅠ | 60bp | 60/56or52 |
841Q | 5'ATAATTCTGAATA GTCACAAAAG3' | MaeⅢ | 252bp | 236+16/128+ 108+16 |
2.AmP-FLP
在DMD/BMD基因區內有多個(CA)n重復區域,這些區域可用OCR方法進行擴增,增產物同聚丙烯酰胺凝膠電泳技術進行分析擴增片段大小,然后與先證者及母親進行對比,亦是檢出患者與攜帶者的理想多態性標記,現將在我國人群中已作分析的(CA)n區引物及多態性片段,PIC列表示下:
位置 | 名稱 | 等位基因 | 引物序列 | 片段 | PIC |
5'腦組織特異啟動子 | DYS-Ⅱ | 8 | F5'TCTTGATATATAGGGA TTATTTGTGTTTGTTATAC | 214-218 | 0.750 |
R5'ATTATGAAACTATAAG GAATAACTCATTTAGC | |||||
3'非翻譯區 | 3'CA | 4 | F5'GAAAGATTGTAAACTA AAGTGTGC | 119-137 | 0.375 |
R5'GGATGCAAAACAATG CGCTGCCTC | |||||
內含子 | 44CA | 9 | F5'TCCAACATTGGAAAT CACATTTCAA | 174-204 | 0.072 |
R5'TCATCACAAATAGAT GTTTCACAG | |||||
45CA | 7 | F5'GAGGCTATAATTCTTT AACTTTGGC | 156-184 | 0.772 | |
R5'CTCTTTCCCTCTTTAT TCATGTTAC | |||||
49CA | 11 | F5'CGTTTACCAGCTCAA ATCTCAAC | 227-257 | 0.870 | |
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