鉴定影响表型的新遗传因素并建立重型β地中海贫血风险评估模型

Clinical phenotype of β thalassemia encompass a wide spectrum spanning from mild anemia to severe anemia, and the lethality of patients of thalassemia major without systematic treatment is very high. To find the new genetic modifiers which affect phenotypic severity and construct a risk-assessment model for thalassemia major are very useful in precision clinical management. However, which genetic factors affect the phenotype and how much they affect remain confused. Here we want to discover novel functional variants in some target genesin the samples of selected individuals whose phenotype not corresponding to the genotype of β-globin. The influence of these functional variants on the mRNA expression level of the target gene is analyzed. The expression impact of β globin,γ globin and BCL11A proteins caused by the expressed alteration of the target gene are analyzed by functional analysis.According to above results, the molecular mechanism of the new genetic modifiers affect the clincal phenotype of β thalassemia is clarified. Next, a large population β-thalassemia patients were recruited. The genotype of new genetic modifiers, β globin, α globin and KLF1 gene and some SNPs were analyzed to evaluate their genetic contribution towards the clinical phenotype and build a predictive score of severity. The results could be helpful in describe the genotype-phenotype correlations. It will be useful in prenatal diagnosis and genetic counseling of β-thalassemia.

β地中海贫血的临床表型从轻到重差异极大,未经规范化治疗的重型β地贫致死率高。确定影响表型的遗传因素并据此预测个体患重型地贫的可能性对该病的精准诊治意义重大。目前我国尚缺乏对此类因素的系统性分析，也未通过大人群病例队列研究建立相应的风险评估模型。因此，本项目将开展如下研究：1）选取β基因型和临床表型不对应的个体，对选定靶基因采用二代测序发现新的功能性变异，再通过功能分析阐明其调控β/γ/BCL11A基因表达的具体机制。2）在大人群β地贫病例队列中分析1）中发现的新遗传因素、β/α/KLF1基因和调控HbF水平的SNP位点情况，统计学方法量化其遗传贡献度，建立可预测个体患重型地贫风险的评估模型。本项目完成后可加深我们对遗传因素影响β地贫表型效应的认识，提高根据基因型判断表型严重度的准确性，为临床开展针对性的产前诊断和遗传咨询提供可靠的遗传学依据。

β地中海贫血（β地贫）的临床表型从轻到重存在极大差异。发现可影响表型的遗传因素并以其为依据预测患者临床严重程度和相关家庭的发病风险是该病临床诊断的目标。本研究选取地贫家系、中重型β地贫病例人群队列、红系培养细胞等作为研究对象，采取家系分析、分子生物学、细胞生物学等多种方法对导致β地贫的致病基因和遗传修饰因素进行系统分析，从而发现新的致病主基因突变和鉴定新的影响表型的遗传修饰因素；进而通过分析其具体的作用机制，为进一步阐明β地贫发病的分子基础增添新信息。本研究取得以下成果：一、在地贫家系中发现一个全新β地贫致病突变（β223kb缺失）、两个全新的可加重β地贫表型的α珠蛋白基因簇大片段重复变异（αααα204和αααα159）和三个全新的可减轻β地贫表型的α珠蛋白基因簇大片段缺失变异（- -259、- -60.2和（αα）JS）。 二、发现转录因子KLF6基因可结合于γ珠蛋白基因启动子影响Hb F合成，作为新的β地贫表型的遗传修饰因素。 三、首次建立中国人群血红蛋白病突变LOVD数据库和临床辅助决策管理系统DASH。四、对四例初诊地贫的疑难病例进行了精准诊断，明确其真实的遗传学病因。综上所述，本研究鉴定了一系列β地贫发病相关的遗传因素，并通过功能实验分析其作用机制，可为β地贫表型精确诊断及分子治疗提供新靶点，也可为相关高风险家庭提供更有针对性的遗传咨询服务。本课题按照申请书的研究计划稳步进行，研究计划无重大调整和变动。与本项目研究直接相关的研究结果已发表SCI期刊文章10篇，培养硕士研究生3名。