:赣州地区罕见和新型地中海贫血变异的基因型分布与分子谱

《Frontiers in Molecular Biosciences》：Genotypic distribution and molecular spectrum of rare and novel thalassemia variants in Ganzhou, southern China

　　

背景：地中海贫血是全球最常见的单基因遗传血液疾病，在中国北方相对罕见，但在南方更为普遍。为有效预防和控制地中海贫血，研究人员分析了赣州地区普通人群中罕见地中海贫血变异的基因型和频率分布，为遗传咨询和产前诊断提供了有价值的参考依据。方法：在2022年1月至2025年1月期间，研究人员在赣州对84,067名个体进行了筛查。根据排除标准，最终纳入1,081例携带罕见地中海贫血变异的参与者进行分析。采用下一代测序技术（next-generation sequencing, NGS）确定与地中海贫血相关的基因型，变异分类依据美国医学遗传学与基因组学学会/分子病理学协会（ACMG/AMP）指南执行。结果：在携带罕见地中海贫血变异的参与者中，495例表现为罕见α-地中海贫血变异，560例表现为罕见β-地中海贫血变异，其中包含26例新发现的变异。罕见地中海贫血变异占筛查总人群的1.29%。罕见地中海贫血变异在赣州各区域的分布呈现差异，其中南康区检出率最高（12.69%），其次为兴国县（10.49%）和章贡区（8.80%），崇义县检出率最低（1.78%），上述地点均位于赣州西北部。此外，26例个体携带新型地中海贫血变异。其中6种变异被分类为“可能致病性”，HBB:c.50G>T（Gly>Val）基因型与低色素性贫血相关。结论：本研究对赣州地区罕见和新发现的地中海贫血变异进行了全面分析，揭示了该疾病的复杂性和异质性。这些发现凸显了在地中海贫血高发地区实施有效筛查方法的必要性，并为未来该疾病的针对性预防和管理提供了重要参考依据。

**引言与研究背景**

地中海贫血是一种以血红蛋白合成不足为特征的遗传性血液疾病，影响全球数百万人群，约5.2%的世界人口受累。在中国，该病呈现显著的地理分布特征，以长江以南地区尤为高发，赣州地区作为客家人群聚居地，其地中海贫血携带率高达14.54%，防控形势严峻。α-地中海贫血与β-地中海贫血分别由α-珠蛋白基因（HBA1、HBA2）和β-珠蛋白基因（HBB）的缺失或突变所致，临床上可表现为从无症状携带到重型贫血的广泛表型谱。尽管输血、骨髓移植和基因治疗等疗法不断进步，预防仍是控制该病最有效的策略。然而，传统筛查方法主要针对23种常见变异类型（包括α-地中海贫血的3种突变类型和3种缺失类型，以及β-地中海贫血的17种突变类型），大量罕见变异难以被常规检测捕获。目前已有超过1,000种地中海贫血变异被收录于HbVar数据库。既往研究虽表明下一代测序技术（NGS）可将漏诊率降低30.5%–74.8%，但多数研究未系统编目罕见地中海贫血病例，其在不同区域间的流行差异亦不明确。鉴于赣州地区地中海贫血的高负担，研究人员在该地区采用NGS技术开展大规模人群筛查，旨在系统鉴定罕见及新型变异，为政府卫生政策的制定和优化提供依据。

**研究对象与方法**

本研究为一项基于大规模人群的横断面研究，时间跨度为2022年1月至2025年1月，研究对象为赣州地区84,067名筛查个体。经排除标准筛选后，最终纳入1,081例携带罕见地中海贫血变异的参与者（其中汉族占99.1%，年龄范围1至87岁，平均年龄27岁）。参与者均签署书面知情同意书。血液样本经自动化血液分析仪（UniCel DxH 800）检测血红蛋白浓度、平均红细胞体积（MCV）和平均红细胞血红蛋白含量（MCH），以MCH<27 pg和/或MCV<82 fL作为阳性判定的阈值。基因组DNA采用QIAamp Blood Mini Kit提取，经NanoDrop 2000分光光度计进行质量检测。NGS测序方法：对HBA1、HBA2和HBB基因进行全长聚合酶链式反应（PCR）扩增，采用包含6对寡核苷酸引物的组合覆盖4个基因靶标及2个常见缺失断裂点；通过96孔板格式的索引引物实现样本条形码标记和混合测序；在Illumina HiSeq2000平台进行双端100碱基对测序。NGS检出的变异经Sanger测序验证，常见缺失采用Gap-PCR和4%琼脂糖凝胶电泳验证。变异分类遵循临床基因组资源库（ClinGen）血红蛋白病变异解读专家小组制定基因特异性ACMG/AMP指南。统计分析使用SPSS 27.0软件，采用卡方检验比较α-与β-地中海贫血检出率，双侧P<0.05为差异有统计学意义。

**研究结果**

**参与者人口学特征与地理分布**

最终分析共纳入1,081例罕见地中海贫血变异携带者，其中495例为罕见α-地中海贫血变异，560例为罕见β-地中海贫血变异（包含26例新发现变异），罕见变异占筛查总人群的1.29%。年龄分布显示20–30岁组占56.6%，30–40岁组占36.38%，提示携带者以育龄人群为主。地理分布呈现显著区域差异：南康区检出率最高（12.69%），其次为兴国县（10.49%）和章贡区（8.80%），崇义县最低（1.78%）。上述高检出的县区均位于赣州西北部，表明该区域为未来防控需要重点关注的对象。

**罕见α-地中海贫血变异的基因型谱**

在495例罕见α-地中海贫血变异携带者中，研究人员共鉴定出41种不同的变异类型。其中，Hb Hekinan II（HBA1:c.84G>T，α+型）为最常见的变异类型，占28.283%，对应人群频率为0.167%（140/84,067）。αα/--^THAI（α0型）占3.030%。前9种常见基因型占总数的86.06%。除点突变和缺失变异外，还鉴定出1例融合基因变异。

**罕见β-地中海贫血变异的基因型谱**

在560例罕见β-地中海贫血变异携带者中，共鉴定出44种变异类型。3′UTR +129（T>A）（β+型）为最常见变异，占27.679%，对应人群频率为0.184%。检出频率最高的β0型变异为(SEA)-HPFH，检出率为2.857%。前9种常见基因型占总数的83.93%。研究还鉴定了多种罕见Hb变异（hemoglobin variant，血红蛋白变异体），如Hb New York、Hb Zengcheng和Hb J-Bangkok等，这些变异与不稳定血红蛋白相关，可能在不同程度上导致溶血性贫血。

**新型变异的鉴定与致病性评估**

研究人员共发现26例个体携带23种新型地中海贫血变异，均为杂合状态。依据ACMG/AMP指南，其中6种变异被分类为“可能致病性（Likely Pathogenic）”，包括HBA1:c.223G>T（p.Asp75Tyr）、HBA1:c.268C>G（p.His90Asp）、HBA2:c.63C>G（p.His21Gln）、HBB:c.-159delA（非编码，5′UTR）、HBB:c.316-3C>T（非编码，内含子）和HBB:c.50G>T（p.Gly17Val）。其余变异被归类为“意义不明确的变异（VUS）”。血液学评估显示，携带HBB:c.50G>T（p.Gly17Val）基因型的个体表现为低色素性贫血（Hb 10.2 g/dL，MCV 66.6 fL，MCH 19.2 pg），而其他基因型的临床表现未见显著异常。

**讨论与结论**

传统地中海贫血检测方法如限制性片段长度多态性（RFLP）、PCR-反向点杂交（PCR-RDB）、实时荧光定量PCR、Sanger测序和多重连接探针扩增技术（MLPA）等主要聚焦于已知靶标变异，在鉴定罕见缺失、点突变或新型突变方面存在固有局限。NGS凭借其广谱检测能力，逐渐成为地中海贫血遗传筛查的有力工具。本研究通过NGS大规模筛查发现，赣州地区普通人群中罕见地中海贫血变异携带率达1.29%，且不同区域间分布差异显著，西北部县区为高发区。鉴于赣州约899万的人口规模和地域广度，这些数据对区域防控策略的制定具有重要参考价值。研究还发现前9种罕见α/β-地中海贫血基因型均占各自总数的80%以上，提示将这些高频罕见变异纳入传统筛查组合将显著提高检出效率。此外，人群流动对地中海贫血防控格局的影响不容忽视，北方地区的病例数正逐步上升。大多数携带罕见变异者处于育龄期，凸显了在赣州实施针对罕见地中海贫血的靶向预防干预的紧迫性。

本研究发现的新型变异中，多数位于5′UTR和3′UTR区域，可能是良性变异。HBB:c.50G>T（p.Gly17Val）突变的致病性评估（PM2_P、PP3、PM3、PM5标准）结合其与低色素性贫血的共分离证据，支持其作为致病变异。与文献报道的HBB:c.50G>A（p.Gly17Asp）临床静默表型相比，两者差异可能与突变氨基酸的理化性质不同（缬氨酸为疏水性，天冬氨酸为极性）有关。本研究亦存在局限性：拷贝数变异（CNV）检测仅覆盖中国人群常见的已知缺失类型（包括-α^3.7、-α^4.2、--^SEA、--^THAI、FIL、中国型Gγ+(Aγδβ)0、台湾型和SEA-HPFH），不能完全排除其他罕见或非典型CNV的存在；基因型与临床表型不一致的病例需借助长读长测序等专用CNV检测平台作进一步探究。结论：本研究首次基于大样本队列对赣州地区罕见及新型地中海贫血变异进行了系统全面的分析，借助NGS增强了诊断能力，揭示了该地区罕见地中海贫血的遗传多样性和复杂性，为区域及地中海贫血高发地区的靶向预防、产前诊断和遗传咨询体系优化提供了重要的理论依据和数据参考。