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    关于产前检查,那些你不知道的事!|短串联重复序列篇
    2021-06-11 14:05

    短串联重复序列(short tandem repeat,STR是广泛存在于人类基因组中的一类具有长度多态性的DNA序列,核心单位为2~6个碱基,按孟德尔规律呈共显性遗传。由于核心单位及其重复次数不同,STR在不同种族、不同人群、不同个体之间的分布具有很大的差异性,构成了STR的遗传多态性。在人类基因组中,平均每15~20 kb就存在一个STR位点,人类23对染色体上分布着近8000多个STR位点[1]。


    由于其广泛性和多态性,STR位点可作为特异性高、灵敏度强的遗传标记。结合PCR技术,STR检测已经广泛应用于遗传制图、基因定位、法医学鉴定、产前诊断等许多领域。


    STR检测技术原理


    定量荧光PCR(quantitative fluorescence PCR,QF-PCR)是检测STR位点最常用的技术手段之一,一般选择多个多态性高的STR位点,根据基因组中的目标STR位点设计荧光标记引物,待测DNA样本通过荧光标记引物进行PCR扩增。由于STR重复数不同,同一STR位点的扩增产物长度存在差异,再加上荧光信号的强度与扩增产物的拷贝数成正比,通过毛细管电泳仪分析扩增产物荧光信号的数量和强度,即可实现对原始模板的定量和等位基因的定性。

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    STR检测技术流程


    STR检测在产前诊断中的应用


    单亲二体疾病辅助诊断


    单亲二体(uniparental disomy,UPD)疾病是指由两条同源染色体均遗传自一个亲代引起的疾病。UPD可分为单亲同二体(isodisomy,来自同一亲体的同一染色体)和单亲异二体(heterodisomy,分别来自同一亲体的两条同源染色体),可以是染色体上的某一片段,也可以是一整条染色体。在目标染色体/区域内选择多个多态性高的STR位点,根据这些位点的杂合度情况,判断目标染色体/区域是否纯合,进而反映是否发生了UPD。不过单样品的STR检测仅能反映单亲同二体,一般用于特定染色体/区域的验证,不适宜用于全基因组范围内的UPD疾病筛查。


    母源细胞污染排查


    母源细胞污染(maternal cell contamination,MCC)在介入性产前诊断过程中时有发生,严重影响诊断结果。对羊水、产前绒毛、脐带血、流产组织等样本的DNA进行STR检测,可判断样本的胎源性,高效排查MCC的发生。目前,《低深度全基因组测序技术应用于产前诊断中的专家共识》明确建议,可使用STR检测对产前样本进行MCC判断[2]。


    常见染色体非整倍体疾病快速产前诊断


    当所选STR位点集中于非整倍性高发的染色体(21/18/13/X/Y)时,即可通过扩增产物荧光信号的数量和强度实现对原始模板的定量,为21三体、18三体、13三体和XXY、XYY及XXX等常见非整倍体综合征提供辅助判断。


    参考文献:

    1. 马威张亮李岩徐飞人类短串联重复序列(STR)及其研究进展[J]. 大连医科大学学报2007, 29(1):78-81.

    2. 中华医学会医学遗传学分会临床遗传学组, 中国医师协会医学遗传医师分会遗传病产前诊断专业委员会, 中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会遗传病防控学组. 低深度全基因组测序技术在产前诊断中的应用专家共识[J]. 中华医学遗传学杂志, 2019,  36(4):293-296.

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