【佳學(xué)基因檢測(cè)】呼吸功能不全基因檢測(cè)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(dòng)。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(duì)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(xì)血管也擁有血管內(nèi)巨噬細(xì)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(xì)胞也具有這種作用。這些功能的干擾可以通過(guò)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(duì)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(cè)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(jiàn)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(jì)失調(diào)和肌肉活檢中的參差不齊的紅纖維，但人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到表型異質(zhì)性很常見(jiàn)。 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(yuǎn)端肌病和呼吸功能不全，之前與 m.8344A > G 突變無(wú)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(shí)患有先天性馬蹄內(nèi)翻足，表現(xiàn)為手部緩慢進(jìn)行性無(wú)力、自幼運(yùn)動(dòng)耐量下降、勞累時(shí)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(méi)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(shí)死于肺栓塞。 檢查顯示身高 1.58 m，上瞼下垂，追眼球運(yùn)動(dòng)減慢，但無(wú)明顯限制，下面部明顯無(wú)力，遠(yuǎn)端肢體無(wú)力（MRC 4 級(jí)），近端肌肉組織相對(duì)較少，腱反射保留，感覺(jué)正常。 未發(fā)現(xiàn)肌強(qiáng)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(jìn)行 MRI 腦成像。 乙酰膽堿受體抗體檢測(cè)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(shí)降至 1.5 L，提示膈肌無(wú)力。 室內(nèi)空氣中的動(dòng)脈血?dú)夥治鲲@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(kāi)始夜間通氣支持。 分子遺傳學(xué)檢測(cè)排除了強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良，需要進(jìn)行診斷性針刺肌肉活檢。

線粒體基因組測(cè)序確定了特征明確的 m.8344A > G MTTK 基因突變，該突變?cè)诨颊吖趋兰≈幸苑浅８咚降漠愘|(zhì)性存在（94% 突變負(fù)荷），但通過(guò)定量分析，其在血液和尿液中的水平較低。對(duì)患者臨床上未受影響的母親（血液中的突變負(fù)荷為 16%；尿液中的突變負(fù)荷為 18%）和姐妹（血液中的突變負(fù)荷為 3%；尿液中的突變負(fù)荷為 4%）的樣本分析證實(shí)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(wú)法檢測(cè)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(duì)肌肉進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)組織病理學(xué)分析。 使用標(biāo)準(zhǔn)程序從血液、泌尿上皮和骨骼肌中提取總基因組 DNA。 通過(guò)長(zhǎng)程 PCR 研究肌肉中的線粒體 DNA 重排，同時(shí)如前所述對(duì)整個(gè)線粒體基因組進(jìn)行直接測(cè)序。 使用 BigDye® Terminator v3.1 chemistries (Applied Biosystems) 對(duì)擴(kuò)增的 PCR 產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序，并與修訂后的人類基因組參考序列（GenBank 登錄號(hào) NC_012920.1）進(jìn)行比較。 使用突變特異性引物通過(guò)焦磷酸測(cè)序?qū)?m.8344A > G 突變負(fù)荷進(jìn)行定量。

致病基因鑒定基因解碼基因檢測(cè)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(lán)色纖維）以及超過(guò) 90% 的 COX 缺陷纖維，這促使醫(yī)師和基因解碼師建議患者進(jìn)行基于基因解碼的致病基因鑒定，并將重點(diǎn)放在線粒體病因。 跨主要 mtDNA 弧的長(zhǎng)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(duì)肌肉中線粒體基因組的測(cè)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(cè)序證實(shí) m.8344A > G 突變?cè)诨颊吖趋兰≈幸苑浅８叩漠愘|(zhì)性水平存在（94% 突變負(fù)荷），但在血液 (38%) 和尿液 (37%) 中水平較低。 對(duì)患者臨床上未受影響的母親（血液中突變負(fù)荷為 16%；尿液中突變負(fù)荷為 18%）和姐妹（血液中突變負(fù)荷為 3%；尿液中突變負(fù)荷為 4%）的樣本分析證實(shí) 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(cè)到該突變。 不幸的是，無(wú)法從她已故的兄弟或外祖母那里獲取組織樣本進(jìn)行突變分析。

基因解碼分析對(duì)呼吸功能不足的診斷意義

佳學(xué)基因解碼基因檢測(cè)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(cè)到非常高水平的突變，與下垂、明顯的面部和遠(yuǎn)端肌肉無(wú)力、呼吸功能不全和嚴(yán)重的 COX 缺乏有關(guān)。 迄今為止，已有超過(guò) 300 名因 m.8344A > G 突變而導(dǎo)致 MERRF 綜合征的患者被收錄進(jìn)入人體基因序列變化與人體疾病表征數(shù)據(jù)庫(kù)，并且佳學(xué)基因已對(duì)超過(guò) 40 名 m.8344A > G 患者進(jìn)行了測(cè)序檢查； 似乎沒(méi)有一個(gè)具有這種不尋常的臨床和組織化學(xué)表型。 此外，面部無(wú)力是線粒體疾病的一種相對(duì)罕見(jiàn)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(yán)重性，肌肉活檢中有超過(guò) 90% 的 COX 缺陷纖維，并且表型強(qiáng)烈提示肢帶型肌營(yíng)養(yǎng)不良癥，因此賊初的基因檢測(cè)優(yōu)先于整個(gè) mtDNA 基因組測(cè)序， 靶向 m.8344A > G 突變分析。 基因解碼基因檢測(cè)認(rèn)為，活檢結(jié)果與組織間 m.8344 > G 突變負(fù)荷分離的顯著差異可以解釋肌病表型，盡管尚未評(píng)估潛在的順式作用修飾劑。

總之，該病例強(qiáng)調(diào) m.8344A > G 突變可導(dǎo)致惰性遠(yuǎn)端無(wú)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(kuò)展了 m.8344A > G“MERRF”突變導(dǎo)致的表型譜譜演變。