[发明专利]一种线粒体病基因的筛查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基因筛查方法，尤其是一种线粒体病基因的筛查方法。

背景技术

线粒体病是遗传缺损引起线粒体代谢酶缺陷，致使ATP合成障碍、能量来源不足导致的一组异质性病变。线粒体是密切与能量代谢相关的细胞器，无论是细胞的成活(氧化磷酸化)和细胞死亡(凋亡)均与线粒体功能有关，特别是呼吸链的氧化磷酸化异常与许多人类疾病有关。通过基因检测进行早期诊断能够第一时间做出预警，通过针对性的环境或生活方式调整，能有效的预防线粒体病的形成，在线粒体病发生初期实施针对性治疗，极大程度增加治愈的概率。

线粒体：线粒体由两层膜包被，外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所。线粒体有自身的DNA和遗传体系，但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一种半自主性的细胞器。

线粒体病(mitochondrial disorders)：是遗传缺损引起线粒体代谢酶缺陷，使ATP合成障碍、能量来源不足导致的一组异质性病变。mtDNA突变是人类疾病的重要病因，有别于孟德尔遗传的线粒体遗传。根据线粒体病变部位不同可分为：①线粒体肌病：线粒体病变侵犯骨骼肌为主；②线粒体脑肌病：病变同时侵犯骨骼肌和中枢神经系统；③线粒体脑病：病变侵犯中枢神经系统为主。

线粒体病是一组有相似表现和共同发病机制、涉及各年龄段、各组织器官的重要缺陷，主要由位于核外的线粒体基因组突变所引发。这一由16569bp环状双链DNA构成的线粒体基因组(mtDNA)是最早被全部测序的基因组之一，虽然在结构上仅编码37个基因，包括2个rRNA，22个tRNA和13个构成呼吸链的多肽，但具有与核基因组不同的一些特点，如多拷贝、无内含子、不等复制、母系遗传、变异的异胞质性(heteroplasmy)和阈效应(threshold effect)等。

线粒体病可由核基因缺陷或线粒体基因缺陷造成，因此这类疾病可有多种遗传模式，如母系遗传、孟德尔遗传，或者两者均有。除少数线粒体病仅影响单一器官外，绝大多数可影响多器官系统。线粒体呼吸链是有氧代谢必需的和最终的通路，因而往往那些依赖于有氧代谢的组织和器官如心、脑和肌肉最先受累，而且症状突出。任何年龄都可发生线粒体病。一般来说，由nDNA异常所致者发病于幼年时期，由mtDNA异常所致者则发病于童年和成年以后。许多病人表现为一系列临床症状，属于一类分散的临床征候群，其常见的临床表现包括眼睑下垂、外眼肌麻痹、近端肌病、运动不耐受、心肌病、感觉神经性耳聋、视神经萎缩、色素性视网膜病、糖尿病、痉挛或惊厥、痴呆、偏头痛、类卒中样发作、舞蹈症和痴呆等。

儿乎人体内所有细胞的直接能量来源都是线粒体，因此，线粒体病可以说是一种导致多系统紊乱的疾病，它能损伤不止一种体细胞、组织或器官。由于线粒体病患者体内正常和病变线粒体的组成都不径相同，所以其导致的症状也因人而异，即它对机体的影响不会一样。

基因检测是早期发现孩子患有线粒体病的有效手段。近些年来，随着测序技术的飞跃式的发展，线粒体病的基因诊断已成为近年线粒体病研究的热点领域。随着分子生物学的发展，特别是人类基因组计划的顺利实施，人类基因组序列在不断的在被解读和剖析，不断有新的相关基因功能被识别，线粒体病的发生发展有了很深入的了解。通过基因诊断，就能早期筛查出患线粒体病的婴幼儿，并采取相应的干预措施，这对线粒体病治疗是非常有意义的。这一成果开创了将基因捕获测序检测应用于线粒体病早期诊断的先河。

发明内容

本发明提供了一种预测性好、准确度高的线粒体病基因的筛查方法。

实现本发明目的的一种线粒体病基因的筛查方法，包括制作线粒体病基因扫描试剂盒的方法和试剂盒筛查方法：

所述制作线粒体病基因扫描试剂盒的方法包括如下步骤：

(1)根据人类基因组HG19，调取如下基因的外显子序列，即线粒体病扫描基因列表：

此区域包含了所有线粒体病基因的基因区域，以及已知各个transcript的启动子区域；

(2)对每个区域中非重复区域设计60bp的探针序列，每个序列沿着基因位置挪动设计，探针之间的挪动大小3bp；

(3)采用原位合成技术，在芯片上大量合成设计的探针，并利用多聚酶链式反应或转录的方法扩增出大量的带有生物术标记的探针，并制作线粒体病基因扫描试剂盒；