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  • 發布時間:2019-05-20 19:20 原文鏈接: PCR技術應用八:DMS/BMD基因診斷

      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

    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

    ()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.

    ()利用PCR-RFLPAmp-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-RFLPAmp-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

    PERT87-15'GTCAGTTGGTCAGT
    AAAAGCC3'
    B5N400bp400/250150
    PERT87-85'CCAATTAAAACCA
    CAGCAG3'
    Taq155bp14510/74
    7110
    pERT87-155'GACTGGAGCAAGG
    GTCGCC3'
    Xma740bp73010/520
    21010
    PERT87-155'ACAATTTCCCTTT
    CATTCCAG3'
    BamH226bp21610/166
    5010
    MPIP5'TCCAGTAACGGA
    AAGTGC3'
    Alu60bp60/56or52
    841Q5'ATAATTCTGAATA
    GTCACAAAAG3'
    Mae252bp23616/128
    10816

      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-

    8

    F5'TCTTGATATATAGGGA
    TTATTTGTGTTTGTTATAC
    214-2180.750



    R5'ATTATGAAACTATAAG
    GAATAACTCATTTAGC


    3'非翻譯區

    3'CA

    4

    F5'GAAAGATTGTAAACTA
    AAGTGTGC
    119-1370.375



    R5'GGATGCAAAACAATG
    CGCTGCCTC


    內含子

    44CA

    9

    F5'TCCAACATTGGAAAT
    CACATTTCAA
    174-2040.072



    R5'TCATCACAAATAGAT
    GTTTCACAG



    45CA

    7

    F5'GAGGCTATAATTCTTT
    AACTTTGGC
    156-1840.772



    R5'CTCTTTCCCTCTTTAT
    TCATGTTAC



    49CA

    11

    F5'CGTTTACCAGCTCAA
    ATCTCAAC
    227-2570.870

    人体艺术视频