国际生殖健康/计划生育杂志

国际生殖健康/计划生育 ›› 2011, Vol. 30 ›› Issue (4): 314-318.

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单基因遗传性疾病的胚胎种植前遗传学诊断

孔德汶   

  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2011-07-15 发布日期:2011-07-15
  • 通讯作者: 孔德汶

Preimplantation Genetic Diagnosis for Single Gene Defects

KONG De-wen   

  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Published:2011-07-15 Online:2011-07-15
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摘要： 因在绝大多数的单基因遗传性疾病（SGD）中基因突变是异质性的，所以对大多数SGD病例行胚胎种植前遗传学诊断（SGD?鄄PGD）时都需个别设计。为此，设计就成为SGD?鄄PGD的重要一环。由于SGD的遗传模式（常染色体显性和隐性，性染色体连锁显性和隐性）和突变种类（点突变，大小片段插入和丢失，重复顺序数超常等）不同，应有相应的不同设计技巧和策略。笔者通过设计实例，向读者介绍了不同的设计技巧和策略。现今SGD?鄄PGD的最基本实验室操作还是用聚合酶链反应（PCR）把单细胞（卵裂细胞）靶DNA片段扩增，然后诊断扩增后所得片段。设计最重要的一步就是对PCR所用引物的设计。设计还应包括单细胞PCR的特殊操作规定，DNA限制性内切酶酶切点设计（因在点突变时，常需用限制性酶内切后片段长度多态性分析方法作诊断）做诊断结果分析预估，确定最后一轮PCR的两个引物之一为荧光标记引物。成功的SGD?鄄PGD工作需要有权威性的领导核心组织，协调，对团队的统管和支持，这也是成批地开展SGD?鄄PGD的先决条件。而且，只有在遗传流行病学工作者、各医院儿科、各专门疾病研究所和分子生物学基因诊断科室的密切配合下，才能对多种SGD全面开展SGD?鄄PGD。

关键词: 胚胎植入前遗传学诊断, DNA限制性内切酶, PCR过程中的位点丢失, 聚合酶链反应

Abstract: Because in overwhelming majority of single gene defects（ＳＧＤ） ｔｈｅ ｇｅｎｅ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｕｓ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｆｏｒ ｍｏｓｔ ｐｒｅ-ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ（ＰＧＤ） ｏｆ SGD（ＳＧＤ-ＰＧＤ） ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙ． Ｔｈｕｓ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｂｅｃｏｍｅｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｐｓ ｉｎ ＳＧＤ-ＰＧＤ． Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｈｅｒｅｄｉｔｙ ｐａｔｔｅｒｎ（ａｕｔｏｓｏｍａｌ ｄｏｍｉｎａｎｔ ａｎｄ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ， Ｘ-ｌｉｎｋｅｄ ｄｏｍｉｎａｎｔ ａｎｄ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ） ａｎｄ ｔｈｅ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ（ｐｏｉｎｔ ｍｕｔａｔｉｏｎ， ｌａｒｇｅ ｏｒ ｓｍａｌｌ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｌｅｔｉｏｎ， ｒｅｐｅａｔ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ） ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎ ｃａｓｅｓ， ｗｅ ｓｈｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔａｃｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｔｈｒｏｕｇｈ different ｄｅｓｉｇｎing ｅｘａｍｐｌｅｓ， ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｗｉｌｌ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｏ ｒｅａｄｅｒｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｔａｃｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ． Ｎｏｗａｄａｙｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｌｉｎｋ ｏｆ ＳＧＤ-ＰＧＤ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔａｒｇｅｔ ＤＮＡ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｆｒｏｍ ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌｓ（ｂｌａｓｔｏｍｅｒｅｓ） ｗｉｔｈ ＤＮＡ ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ）， ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅｎ ｔｏ ｄｉａｇｎｏｓｅ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔａｒｇｅｔ ｆｒａｇｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔｅｐ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｉｍｅｒｓ ｔｈａｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ＰＣＲ． Ａｔ ｓａｍｅ ｔｉｍｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｈｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｏ ｓｅｔ ｓｐｅｃｉａｌ ＰＣＲ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ ｃｅｌｌ， ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｅｎｚｙｍｅ ｃｕｔ ｓｉｔｅ（ｓ）[because for most point mutations, restriction fragment length polymorphism（ＲＦＬＰ） method is commonly used for diagnosis], make the analysis pre-estimate of diagnosis result, and determine which primer of the two in the last round of PCR should be fluorescence?-labelled. Any success SGD-PGD requires an authority core of leadership to organize, coordinate, manage and support the whole team, which is also the precondition to serve SGD?-PGD in groups. Moreover, only when there is close coordination among the inheritance epidemiology workers, the paediatric departments of various hospitals, some special disease research institutes and the groups of molecular biology gene diagnosis, SGD?-PGD can be served for various SGDs comprehensively.

Key words: Preimplantation genetic diagnosis for single gene defects（SGD-PGD）, DNA restriction enzymes（RE）, Allelic dro-out, Polymerase chain reaction（PCR）