【佳学基因检测】呼吸功能不全基因检测怎么做？

呼吸功能不全的原理

呼吸系统的主要功能是气体交换，其中氧气从环境转移到血液，而二氧化碳则以相反的方向移动。其他重要功能包括大多数物种的体温调节作用；与肾脏协同调节酸碱；发挥内分泌器官的功能（例如血管紧张素转换酶）；参与代谢活性物质的代谢，包括类二十烷酸和一氧化氮；以及对吸入的免疫原和病原体的免疫反应。家畜和马的肺部毛细血管也拥有血管内巨噬细胞，它们作为网状内皮器官在抗原处理中发挥着重要作用，而狗、猫和人类肝脏中的类似细胞也具有这种作用。这些功能的干扰可以通过多种方式发生，并且可以在疾病期间出现多种明显的表现。呼吸系统最明显的衰竭是气体交换失败，导致低氧血症和高碳酸血症。然而，呼吸系统其他功能的衰竭也可能导致临床上明显的疾病。

气体交换失败以及由此产生的缺氧和高碳酸血症是呼吸系统疾病和呼吸衰竭（致命病例的最终事件）的大部分临床症状的原因。呼吸衰竭导致的死亡可归因于缺氧。了解缺氧、高碳酸血症和呼吸衰竭对于临床呼吸系统疾病的研究至关重要。

呼吸系统不全基因检测案例

带有参差不齐的红色纤维的肌阵挛性癫痫 (MERRF) 是一种罕见疾病，其特征是肌阵挛性癫痫和线粒体功能障碍的主要组织学特征，通常由 m.8344A > G mt-tRNALys (MTTK) 基因突变引起。 尽管 MERRF 的主要特征包括肌阵挛、全身性癫痫、共济失调和肌肉活检中的参差不齐的红纤维，但人们越来越认识到表型异质性很常见。 佳学基因呼吸系统致病基因鉴定基因解码收录了一名 42 岁女性，她患有惰性、主要是远端肌病和呼吸功能不全，之前与 m.8344A > G 突变无关，但有明显的线粒体组织化学异常证据，从而导致了诊断。

呼吸系统功能不全病例中的患者介绍

一名 42 岁女性，出生时患有先天性马蹄内翻足，表现为手部缓慢进行性无力、自幼运动耐量下降、劳累时呼吸困难加重、偏头痛和接受治疗的甲状腺功能减退症。 她的母亲有心脏起搏器，她的妹妹患有癫痫症，但没有肌病的证据。 她的兄弟患有上睑下垂、阻塞性睡眠呼吸暂停，需要无创夜间通气支持，并于 40 岁时死于肺栓塞。 检查显示身高 1.58 m，上睑下垂，追眼球运动减慢，但无明显限制，下面部明显无力，远端肢体无力（MRC 4 级），近端肌肉组织相对较少，腱反射保留，感觉正常。 未发现肌强直。 肌酸激酶水平正常，血浆乳酸升高（3.0 mmol/L 正常<2.1）。 神经传导检查和肌电图（包括 SFEMG）均正常。 未进行 MRI 脑成像。 乙酰胆碱受体抗体检测结果呈阴性。 心脏检查正常。 直立位用力肺活量为 2.0 L，仰卧位时降至 1.5 L，提示膈肌无力。 室内空气中的动脉血气分析显示 paCO2 升高至 6.13 kPa（pH 7.39，PO2 10.83），表明存在高碳酸血症。 隔夜血氧饱和度显示，她有 38 分钟的血氧饱和度低于 90%，有 26 分钟的血氧饱和度低于 88%，这表明她存在通气不足。 开始无创夜间通气支持。 分子遗传学检测排除了强直性肌营养不良，需要进行诊断性针刺肌肉活检。

线粒体基因组测序确定了特征明确的 m.8344A > G MTTK 基因突变，该突变在患者骨骼肌中以非常高水平的异质性存在（94% 突变负荷），但通过定量分析，其在血液和尿液中的水平较低。对患者临床上未受影响的母亲（血液中的突变负荷为 16%；尿液中的突变负荷为 18%）和姐妹（血液中的突变负荷为 3%；尿液中的突变负荷为 4%）的样本分析证实了较低的 m.8344A > G 异质性和母体传播，而在她临床上未受影响的 14 岁侄子的血液中无法检测到该突变。

组织病理学和分子遗传学呼吸科致病基因鉴定基因解码

对肌肉进行标准组织病理学分析。 使用标准程序从血液、泌尿上皮和骨骼肌中提取总基因组 DNA。 通过长程 PCR 研究肌肉中的线粒体 DNA 重排，同时如前所述对整个线粒体基因组进行直接测序。 使用 BigDye® Terminator v3.1 chemistries (Applied Biosystems) 对扩增的 PCR 产物进行测序，并与修订后的人类基因组参考序列（GenBank 登录号 NC_012920.1）进行比较。 使用突变特异性引物通过焦磷酸测序对 m.8344A > G 突变负荷进行定量。

致病基因鉴定基因解码基因检测结果

肌肉活检分析显示显着的线粒体组织化学异常，其特征是 SDH 反应中肌膜下线粒体积聚（参差不齐的蓝色纤维）以及超过 90% 的 COX 缺陷纤维，这促使医师和基因解码师建议患者进行基于基因解码的致病基因鉴定，并将重点放在线粒体病因。 跨主要 mtDNA 弧的长程 PCR 未发现 mtDNA 重排的证据，并且 m.3243A > G 突变的筛查结果为阴性。 对肌肉中线粒体基因组的测序发现了通常与 MERRF 表型相关的典型 m.8344A > G 突变（图 ）。 定量焦磷酸测序证实 m.8344A > G 突变在患者骨骼肌中以非常高的异质性水平存在（94% 突变负荷），但在血液 (38%) 和尿液 (37%) 中水平较低。 对患者临床上未受影响的母亲（血液中突变负荷为 16%；尿液中突变负荷为 18%）和姐妹（血液中突变负荷为 3%；尿液中突变负荷为 4%）的样本分析证实 m.8344A > G 水平较低 异质性和母体传播，而她临床上未受影响的 14 岁侄子的血液中未检测到该突变。 不幸的是，无法从她已故的兄弟或外祖母那里获取组织样本进行突变分析。

基因解码分析对呼吸功能不足的诊断意义

佳学基因解码基因检测收录了一名 42 岁女性，其具有 m.8344A > G 突变的特殊临床和组织学特征； 在骨骼肌中检测到非常高水平的突变，与下垂、明显的面部和远端肌肉无力、呼吸功能不全和严重的 COX 缺乏有关。 迄今为止，已有超过 300 名因 m.8344A > G 突变而导致 MERRF 综合征的患者被收录进入人体基因序列变化与人体疾病表征数据库，并且佳学基因已对超过 40 名 m.8344A > G 患者进行了测序检查； 似乎没有一个具有这种不寻常的临床和组织化学表型。 此外，面部无力是线粒体疾病的一种相对罕见的肌肉表现。 显着的线粒体组织化学异常提示存在致病性线粒体 DNA 突变，表现出高突变阈值。 然而，由于组织化学缺陷的严重性，肌肉活检中有超过 90% 的 COX 缺陷纤维，并且表型强烈提示肢带型肌营养不良症，因此最初的基因检测优先于整个 mtDNA 基因组测序， 靶向 m.8344A > G 突变分析。 基因解码基因检测认为，活检结果与组织间 m.8344 > G 突变负荷分离的显着差异可以解释肌病表型，尽管尚未评估潜在的顺式作用修饰剂。

总之，该病例强调 m.8344A > G 突变可导致惰性远端无力伴呼吸功能不全，并伴有明显的肌肉组织化学缺陷，并扩展了 m.8344A > G“MERRF”突变导致的表型谱谱演变。