快速产前诊断13、X和Y染色体非整倍体的研究

【摘要】：目的 1筛选出天津汉族群体13、X和Y染色体上遗传信息含量高的短串联重复序列(short tandem repeat, STR)基因座,建立快速诊断13、X和Y染色体非整倍体的技术,为用STR基因座产前诊断13、X和Y染色体非整倍体提供实验依据。 2建立快速产前诊断13、X和Y染色体非整倍体的技术,探讨定量荧光聚合酶链反应(quantitative fluorescence polymerase chain reaction, QF-PCR)扩增STR基因座在快速产前诊断中的临床应用价值。 方法 1根据文献报道选择13、X和Y染色体上30个基因座作为候选基因座,应用QF-PCR、毛细管电泳研究其在350例无亲缘关系天津汉族个体中的遗传多态性。ABI Prism GeneMapper v3.0软件分析数据,得出片段大小、峰面积、峰图等相关数据。直接计数法观察各基因座的等位基因频率和基因型频率,基因型频率的观察值和理论值用x2检验,验证是否符合Hardy-Weinberg平衡定律(P0.05)。采用PowerStatsV12软件分析STR基因座的期望杂合度(expected heterozygosity, He)、观察杂合度(observed heterozygosity, Ho)、多态信息量(polymorphic information content, PIC)、个体识别率(power of discrimination, PD)、非父排除率(power of exclusion, PE)等群体遗传学数据。用SPSS17.0软件统计杂合子峰面积比值范围、峰面积比值均数±标准差(x±s)和95%可信区间(confidence interval, CI)。每个STR基因座测序2个纯合子样本,对比分析后确定其重复序列及重复次数。 2QF-PCR扩增筛选出的高遗传信息量STR基因座,对362例外周血样本和452例产前诊断样本(包括373例羊水、79例绒毛)进行检测,并将结果与染色体核型分析结果比较。 结果 113、X和Y染色体STR基因座遗传多态性结果 1.1根据易于扩增、结果稳定、重复性好、高信息量等标准,最终确定13号染色体D13S305、D13S631和D13S634基因座、X染色体HPRTB、DXS6803和DXS6809基因座、Y染色体DYS19、DYS390和DYS393基因座为本研究的基因座。 1.2350例天津汉族人群中13号染色体D13S305、D13S631和D13S634基因座的重复序列为CTTT、ATCT和AAGA,分别发现11、7和11个等位基因,42、22和29种基因型。基因型分布经x2检验,符合Hardy-Weinberg平衡定律(P0.05)。3个基因座的He分别为0.833、0.754、0.796,Ho为0.809、0.714、0.757,PIC为0.810、0.714、0.765,PD为0.948、0.893、0.927,PE为0.615、0.451、0.522。 1.3150例天津汉族女性中X染色体HPRTB、DXS6803和DXS6809基因座的重复序列为TCTA、GATA和ATCT,分别发现10、6和10个等位基因,22、12和29种基因型。基因型分布经x2检验,符合Hardy-Weinberg平衡定律(P0.05)。3个基因座的He分别为0.748、0.649、0.806,Ho为0.607、0.700、0.713,PIC为0.706、0.599、0.775,PD为0.894、0.814、0.931,PE为0.299、0.428、0.449。 1.4200例天津汉族男性中Y染色体DYS19、DYS390和DYS393基因座的重复序列为TAGA、TCTA和TATC,分别发现5、6和6个等位基因,基因多样性(gene diversity, GD)为0.743、0.731、0.634。 1.513号染色体D13S305、D13S631、D13S634基因座和X染色体HPRTB、 DXS6803、DXS6809基因座杂合子峰面积比值范围介于0.68～1.49之间,峰面积比值x±s为1.09±0.18,95%CI为1.08～1.10。 2基因诊断和产前基因诊断染色体非整倍体结果 2.1基因诊断结果 362例外周血样本QF-PCR均扩增成功。352例样本未见异常,3例47,XXY、4例45,X、1例47,XYY、1例46,XY女性和1例45,X/47,XYY (嵌合比例60%)得到诊断。与染色体核型分析结果相比,360例样本结果一致,2例嵌合体因为嵌合比例较低,分别为6%和5%,未能检出。 2.2产前基因诊断结果 2.2.1452例产前诊断样本,均成功检测出胎儿性别,包括219例男性胎儿和233例女性胎儿,与染色体核型分析结果相符。 2.2.2D13S305、D13S631、D13S634、HPRTB、DXS6803、DXS6809、DYS19、DYS390和DYS393基因座分别有20、12、12、37、13、35、35、19和18例样本扩增失败。统计数据发现共有415例样本9个基因座均扩增成功,扩增的成功率为91.81%(415/452)。 2.2.3D13S305、D13S631、D13S634、HPRTB、DXS6803和DXS6809基因座正常杂合子峰面积比值范围介于0.70-1.48之间,峰面积比值x±s为1.12±0.18,95%CI为1.10～1.14。 2.2.4扩增成功的样本中发现3例QF-PCR结果异常,包括1例13-三体、1例47,XXY和1例45,X,其余412例未见异常,QF-PCR结果与染色体核型分析相符。 2.3QF-PCR扩增STR基因座诊断13、X和Y染色体非整倍体的灵敏度为86.67%(13/15),特异度为100%(762/762)。 结论 1本研究显示D13S305、D13S631、D13S634、HPRTB、DXS6803、DXS6809、 DYS19、DYS390和DYS393基因座在天津汉族群体具有较高的杂合度和多态信息量,是13、X和Y染色体良好的遗传标记。 2应用QF-PCR扩增13、X和Y染色体上9个STR基因座基因诊断和产前基因诊断13、X和Y染色体非整倍体结果准确,方法简便、快速,在临床上有广阔的应用前景。