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【背景】β-地中海贫血是一种全球范围内较为常见的常染色体隐性遗传病,主要分布于地中海沿岸、中东、东南亚和中国南方地区人群中,我国广东地区其携带率接近6.8%。目前临床上主要通过介入性产前诊断（Invasive prenatal test,IPT）对胎儿进行地中海贫血基因突变检测,对检测结果为重型地中海贫血的胎儿,则建议孕妇终止妊娠。但该有创性产前诊断手术会有胎儿丢失、感染等风险,给孕妇及家属带来一定的身心压力。而孕妇血浆胎儿游离DNA的发现给产前检测提供了一种无创、安全可靠的检测途径,基于孕妇血浆胎儿游离DNA的高通量测序技术无创产前检测胎儿染色体疾病已在全球范围内得到广泛临床应用。尽管很多单基因遗传病的无创产前检测研究诸见报道,但基于孕妇血浆胎儿游离DNA的无创β地贫产前检测研究报道较少。本研究拟应用cSMART等技术在无创产前β地贫中进行探索性临床研究。第一章:cSMART在无创产前检测β地中海贫血中初步临床应用研究【目的】应用cSMART（circulating Single-Molecule amplification and resequencing Technology）联合相对突变剂量（relative mutation dosage,RMD）分析进行无创产前β-地中海贫血检测的应用研究,初步评价该方法的有效性。【方法】选取7例夫妇双方均为广东携带频率最高的四种β珠蛋白基因突变携带者,其中孕妇均为HBB:c.126129del CTTT（CD41-42）杂合突变,配偶基因型分别为4例HBB:c.126129del CTTT（CD41-42）杂合突变,1例HBB:c.316-197C>T（IVS-II-654）杂合突变,1例HBB:c.-78A>G（-28）杂合突变和1例HBB:c.52A>T（CD17）杂合突变。采集孕妇外周血10mL,分离血浆并提取游离DNA,使用cSMART技术对上述孕妇外周血血浆游离DNA进行无创检测胎儿β地贫基因型,同时进行经腹绒毛抽取术后并且进一步进行胎儿β地贫基因型检测为对照,初步评估cSMART应用于无创产前β地贫检测的有效性。【结果】7例有创检测与cSMART无创产前检测平行对照结果提示:6例一致,分别为2例HBB:c.126129delCTTT（CD41-42）纯合突变,2例HBB:c.126129delCTTT（CD41-42）杂合突变,1例HBB:c.52A>T（CD17）杂合突变,1例正常;1例有创方法检测为HBB:c.126129delCTTT（CD41-42）杂合突变,而cSMART无创检测结果为正常基因型。两种方法的一致性为86%。【结论】cSMART无创产前检测β地贫对于单碱基突变类型的病例较为准确,但对于寡碱基突变（例如HBB:c.126129delCTTT（CD41-42））的检测还存在方法学有待进一步优化与扩大临床样本验证的必要性。本研究为cSMART应用于无创产前检测β地贫提供了初步实验依据。第二章:胎儿重型β地贫甲基化标记物的筛选与鉴定【目的】在全基因组范围内初步筛选正常胎儿和重型β地贫胎儿之间存在的DNA甲基化显著差异位点,为无创产前检测重型β地贫提供候选胎儿DNA甲基化标记物。【方法】收集本中心经有创产前诊断而确诊的16例重型β地贫胎儿和16例正常基因型胎儿的绒毛标本。首先采用Illumina Infinium?Human Methylation 850K Bead Chip DNA甲基化芯片对5例重型β地贫和5例正常基因型胎儿的绒毛样本分别进行全基因组DNA甲基化位点筛选,对比有差异性的甲基化位点,查找数据库（GO分析）进行生物信息学分析,选择与造血相关且均在重型β地贫胎儿中高甲基化而在正常胎儿中低甲基化的位点;然后,针对11例重型β地贫和11例正常基因型胎儿绒毛样进一步应用直接测序和克隆测序技术对上述筛选出的甲基化差异位点进行验证,以验证所筛选位点作为胎儿重型β地贫检测标记物的可靠性。【结果】Illumina 850K DNA甲基化芯片对5例重型β地贫和5例正常基因型胎儿的绒毛样本筛选结果提示具有统计学意义的差异甲基化位点有3394个,所涉及的基因有60个,经过进一步生物信息学分析筛选出三个基因（CUBN、PRDM16和PTPRN2）中的7个SNP位点。通过对目的片段直接测序和克隆测序,结果提示CUBN-cg11334510、PTPRN2-cg07538293、PTPRN2-cg 25402818、PTPRN2-cg26859186、PRDM16-cg12096707、PRDM16-cg08110058共计6个SNP位点在11例重型β地贫胎儿中是高甲基化,在11例正常胎儿是低甲基化,且具有统计学差异（P<0.05）。【结论】本研究筛选出的CUBN-cg11334510、PTPRN2-cg07538293、PTPRN2-cg25402818、PTPRN2-cg26859186、PRDM16-cg12096707、PRDM16-cg08110058共计6个SNP位点可以作为胎儿重型β地中海贫血检测标志物,为进一步无创产前检测β地贫提供实验依据。