【佳學(xué)基因檢測】呼吸功能不全基因檢測怎么做？

呼吸功能不全的原理

呼吸系統(tǒng)的主要功能是氣體交換，其中氧氣從環(huán)境轉(zhuǎn)移到血液，而二氧化碳則以相反的方向移動。其他重要功能包括大多數(shù)物種的體溫調(diào)節(jié)作用；與腎臟協(xié)同調(diào)節(jié)酸堿；發(fā)揮內(nèi)分泌器官的功能（例如血管緊張素轉(zhuǎn)換酶）；參與代謝活性物質(zhì)的代謝，包括類二十烷酸和一氧化氮；以及對吸入的免疫原和病原體的免疫反應(yīng)。家畜和馬的肺部毛細血管也擁有血管內(nèi)巨噬細胞，它們作為網(wǎng)狀內(nèi)皮器官在抗原處理中發(fā)揮著重要作用，而狗、貓和人類肝臟中的類似細胞也具有這種作用。這些功能的干擾可以通過多種方式發(fā)生，并且可以在疾病期間出現(xiàn)多種明顯的表現(xiàn)。呼吸系統(tǒng)賊明顯的衰竭是氣體交換失敗，導(dǎo)致低氧血癥和高碳酸血癥。然而，呼吸系統(tǒng)其他功能的衰竭也可能導(dǎo)致臨床上明顯的疾病。

氣體交換失敗以及由此產(chǎn)生的缺氧和高碳酸血癥是呼吸系統(tǒng)疾病和呼吸衰竭（致命病例的賊終事件）的大部分臨床癥狀的原因。呼吸衰竭導(dǎo)致的死亡可歸因于缺氧。了解缺氧、高碳酸血癥和呼吸衰竭對于臨床呼吸系統(tǒng)疾病的研究至關(guān)重要。

呼吸系統(tǒng)不全基因檢測案例

帶有參差不齊的紅色纖維的肌陣攣性癲癇 (MERRF) 是一種罕見疾病，其特征是肌陣攣性癲癇和線粒體功能障礙的主要組織學(xué)特征，通常由 m.8344A > G mt-tRNALys (MTTK) 基因突變引起。 盡管 MERRF 的主要特征包括肌陣攣、全身性癲癇、共濟失調(diào)和肌肉活檢中的參差不齊的紅纖維，但人們越來越認識到表型異質(zhì)性很常見。 佳學(xué)基因呼吸系統(tǒng)致病基因鑒定基因解碼收錄了一名 42 歲女性，她患有惰性、主要是遠端肌病和呼吸功能不全，之前與 m.8344A > G 突變無關(guān)，但有明顯的線粒體組織化學(xué)異常證據(jù)，從而導(dǎo)致了診斷。

呼吸系統(tǒng)功能不全病例中的患者介紹

一名 42 歲女性，出生時患有先天性馬蹄內(nèi)翻足，表現(xiàn)為手部緩慢進行性無力、自幼運動耐量下降、勞累時呼吸困難加重、偏頭痛和接受治療的甲狀腺功能減退癥。 她的母親有心臟起搏器，她的妹妹患有癲癇癥，但沒有肌病的證據(jù)。 她的兄弟患有上瞼下垂、阻塞性睡眠呼吸暫停，需要夜間通氣支持，并于 40 歲時死于肺栓塞。 檢查顯示身高 1.58 m，上瞼下垂，追眼球運動減慢，但無明顯限制，下面部明顯無力，遠端肢體無力（MRC 4 級），近端肌肉組織相對較少，腱反射保留，感覺正常。 未發(fā)現(xiàn)肌強直。 肌酸激酶水平正常，血漿乳酸升高（3.0 mmol/L 正常<2.1）。 神經(jīng)傳導(dǎo)檢查和肌電圖（包括 SFEMG）均正常。 未進行 MRI 腦成像。 乙酰膽堿受體抗體檢測結(jié)果呈陰性。 心臟檢查正常。 直立位用力肺活量為 2.0 L，仰臥位時降至 1.5 L，提示膈肌無力。 室內(nèi)空氣中的動脈血氣分析顯示 paCO2 升高至 6.13 kPa（pH 7.39，PO2 10.83），表明存在高碳酸血癥。 隔夜血氧飽和度顯示，她有 38 分鐘的血氧飽和度低于 90%，有 26 分鐘的血氧飽和度低于 88%，這表明她存在通氣不足。 開始夜間通氣支持。 分子遺傳學(xué)檢測排除了強直性肌營養(yǎng)不良，需要進行診斷性針刺肌肉活檢。

線粒體基因組測序確定了特征明確的 m.8344A > G MTTK 基因突變，該突變在患者骨骼肌中以非常高水平的異質(zhì)性存在（94% 突變負荷），但通過定量分析，其在血液和尿液中的水平較低。對患者臨床上未受影響的母親（血液中的突變負荷為 16%；尿液中的突變負荷為 18%）和姐妹（血液中的突變負荷為 3%；尿液中的突變負荷為 4%）的樣本分析證實了較低的 m.8344A > G 異質(zhì)性和母體傳播，而在她臨床上未受影響的 14 歲侄子的血液中無法檢測到該突變。

組織病理學(xué)和分子遺傳學(xué)呼吸科致病基因鑒定基因解碼

對肌肉進行標準組織病理學(xué)分析。 使用標準程序從血液、泌尿上皮和骨骼肌中提取總基因組 DNA。 通過長程 PCR 研究肌肉中的線粒體 DNA 重排，同時如前所述對整個線粒體基因組進行直接測序。 使用 BigDye® Terminator v3.1 chemistries (Applied Biosystems) 對擴增的 PCR 產(chǎn)物進行測序，并與修訂后的人類基因組參考序列（GenBank 登錄號 NC_012920.1）進行比較。 使用突變特異性引物通過焦磷酸測序?qū)?m.8344A > G 突變負荷進行定量。

致病基因鑒定基因解碼基因檢測結(jié)果

肌肉活檢分析顯示顯著的線粒體組織化學(xué)異常，其特征是 SDH 反應(yīng)中肌膜下線粒體積聚（參差不齊的藍色纖維）以及超過 90% 的 COX 缺陷纖維，這促使醫(yī)師和基因解碼師建議患者進行基于基因解碼的致病基因鑒定，并將重點放在線粒體病因。 跨主要 mtDNA 弧的長程 PCR 未發(fā)現(xiàn) mtDNA 重排的證據(jù)，并且 m.3243A > G 突變的篩查結(jié)果為陰性。 對肌肉中線粒體基因組的測序發(fā)現(xiàn)了通常與 MERRF 表型相關(guān)的典型 m.8344A > G 突變（圖 ）。 定量焦磷酸測序證實 m.8344A > G 突變在患者骨骼肌中以非常高的異質(zhì)性水平存在（94% 突變負荷），但在血液 (38%) 和尿液 (37%) 中水平較低。 對患者臨床上未受影響的母親（血液中突變負荷為 16%；尿液中突變負荷為 18%）和姐妹（血液中突變負荷為 3%；尿液中突變負荷為 4%）的樣本分析證實 m.8344A > G 水平較低 異質(zhì)性和母體傳播，而她臨床上未受影響的 14 歲侄子的血液中未檢測到該突變。 不幸的是，無法從她已故的兄弟或外祖母那里獲取組織樣本進行突變分析。

基因解碼分析對呼吸功能不足的診斷意義

佳學(xué)基因解碼基因檢測收錄了一名 42 歲女性，其具有 m.8344A > G 突變的特殊臨床和組織學(xué)特征； 在骨骼肌中檢測到非常高水平的突變，與下垂、明顯的面部和遠端肌肉無力、呼吸功能不全和嚴重的 COX 缺乏有關(guān)。 迄今為止，已有超過 300 名因 m.8344A > G 突變而導(dǎo)致 MERRF 綜合征的患者被收錄進入人體基因序列變化與人體疾病表征數(shù)據(jù)庫，并且佳學(xué)基因已對超過 40 名 m.8344A > G 患者進行了測序檢查； 似乎沒有一個具有這種不尋常的臨床和組織化學(xué)表型。 此外，面部無力是線粒體疾病的一種相對罕見的肌肉表現(xiàn)。 顯著的線粒體組織化學(xué)異常提示存在致病性線粒體 DNA 突變，表現(xiàn)出高突變閾值。 然而，由于組織化學(xué)缺陷的嚴重性，肌肉活檢中有超過 90% 的 COX 缺陷纖維，并且表型強烈提示肢帶型肌營養(yǎng)不良癥，因此賊初的基因檢測優(yōu)先于整個 mtDNA 基因組測序， 靶向 m.8344A > G 突變分析。 基因解碼基因檢測認為，活檢結(jié)果與組織間 m.8344 > G 突變負荷分離的顯著差異可以解釋肌病表型，盡管尚未評估潛在的順式作用修飾劑。

總之，該病例強調(diào) m.8344A > G 突變可導(dǎo)致惰性遠端無力伴呼吸功能不全，并伴有明顯的肌肉組織化學(xué)缺陷，并擴展了 m.8344A > G“MERRF”突變導(dǎo)致的表型譜譜演變。