葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD deficiency)和地中海贫血(thalassemia)是一组常见遗传性血液系统疾病,严重威胁人类健康。全世界G6PD缺乏者估计在4亿人以上,α-地中海贫血的携带者约有2.76亿人,β-地中海贫血的携带者约有8000~9000万人。G6PD缺乏症和地中海贫血主要高发于热带和亚热带地区,如非洲,中东,地中海和东南亚等国家,同时这些地区也是疟疾的高发地。这两种疾病的流行与疟疾的地理分布非常相似,可能是由于自然选择优势能够对抗疟疾的感染。G6PD缺乏症在中国呈现“南高北低”的分布趋势,常与地中海贫血伴随出现在广东,广西,云南,海南等南方地区,北方地区少见。而地中海贫血等异常血红蛋白病除在南方地区高发以外,还多分布在古代丝绸之路的陕西、甘肃、新疆等省份。新疆被认为是中亚地区的一部分,毗邻蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦和印度,具有我国最长的边界线。中国共有56个民族,长期居住在新疆的就有13个,其中维吾尔族为居住人口最多的少数民族。从外貌来看,新疆地区的维吾尔族和哈萨克族带有明显的欧洲人种和东方人种的混合特征,有大量线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)及Y染色体等DNA研究证实维吾尔族和哈萨克族确实属于欧亚和东亚的混合人种。根据以往对“丝绸之路”沿线陕西、甘肃、新疆等省区血红蛋白病的遗传流行病学的调查,新疆地区少数民族的地中海贫血及其他异常血红蛋白病有一定的发病率,但有关G6PD缺乏症病例的报道研究比较少,目前新疆地区少数民族中有关这类遗传性血液系统疾病仍无系统性的遗传学研究。因此,本课题欲研究新疆地区维吾尔族和哈萨克族G6PD、α和β-珠蛋白等位基因的基因型与表型之间的关系,弄清在疟疾相对罕见并且民族成分复杂的新疆地区,地中海贫血与G6PD缺乏症是否如中国南方地区一样在维吾尔族和哈萨克族人群中也是伴随出现。疟疾是近代人类基因组历史上已知的最强的选择压力,是地中海贫血,G6PD缺乏症,镰状红细胞性贫血等人类孟德尔遗传性血液系统疾病的进化驱动力。在这一优势选择压力下,G6PD及地中海贫血基因上各形成了若干个相邻snps组成的高度连锁不平衡(linkagedisequilibrium,ld)区段。我们欲通过单倍域的研究深入探讨新疆地区少数民族g6pd及珠蛋白等位基因是否受到优势选择的作用、不同民族的遗传多态性、遗传与疾病的关联性,以及为研究民族起源进化及迁徙等方面提供完整的人类基因组数据。本研究利用四氮唑蓝纸片法对从新疆维吾尔自治区第一济困医院收集的138例维吾尔族和11例哈萨克族血常规样本进行g6pd酶活性筛查,未发现有g6pd酶活性降低的患者。随后从以上样本的全血中提取dna,进行基因扩增,再采用dhplc法和直接测序法对这些样本进行g6pd基因突变检测,分析g6pd的基因型。我们在维吾尔族和哈萨克族的两组人群中均发现复合沉默突变c.1311c>t和ivsxi+93t>c。c.1311c>t发生率分别为29.0%(40/138,维吾尔族)和36.0%(4/11,哈萨克族),ivsxi+93t>c的发生率为37.%(51/138,维吾尔族)和36.0%(4/11,哈萨克族)。此外,还在维吾尔族样本中发现g6pd基因上的五种单核苷酸多态性(snps):rs56262786,rs398123547,rs1050757以及两例未报道的snps:c.1287+48g>a和c.1364+48c>t。利用直接测序法和gap-pcr法对mch、mcv均降低的少数民族样本(33例维吾尔族,3例哈萨克族)和7例mcv正常、mch仅有降低的维吾尔族样本进行α、β-地中海贫血的基因型分析。通过以上方法检测α-珠蛋白基因,未发现有三种常见缺失型突变(--sea,αα/-α3.7,αα/-α4.2)和其他非缺失型突变。检测β-珠蛋白基因发现一例维吾尔族β-地中海贫血杂合子突变hbb:c.135delc[codon44(?c)](0.72%,1/138),同时伴有mch、mcv的降低。还发现一例维吾尔族异常血红蛋白杂合子突变hbb:c.68>g,hbgtaipei(β22)(0.72%,1/138),血常规结果mcv正常,mch降低。此外,我们还检测出β-珠蛋白基因的snps:rs713040,rs10768683,rs7480526,rs1609812,rs12788013,rs140033163,rs7946748。这些snps在维吾尔族和哈萨克族人群中普遍存在,其中rs713040,rs10768683,rs7480526,rs1609812与广东地区客家人β-珠蛋白基因上的snps一致(本课题组之前的研究)。利用haplotype软件构建维吾尔族人群g6pd和β-珠蛋白基因单倍域,发现g6pd基因单倍域c.1311c>t/ivsxi+93t>c/rs1050757g这3个位点存在连锁不平衡,β-珠蛋白基因分析显示rs713040,rs10768683,rs7480526也存在连锁不平衡。由于哈萨克族的样本量较少,故只能构建维吾尔族人群的单倍域。综上,在中国南部这两种遗传性血液病流行的原因是因为人类进化过程中具有对抗疟疾自然选择的作用,而本研究在中国西北新疆地区的维吾尔族和哈萨克族人群中未发现g6pd酶活性降低的患者,这可能是因为新疆的地理位置处于温带大陆性气候以及疟疾发生率低,其基因上带有抗疟选择优势的致病突变也罕见。为何β-地中海贫血等异常血红蛋白病在新疆维吾尔族中仍有发现,本课题组推测可能是由于β-地中海贫血多发生在地中海、中东、巴基斯坦地区,新疆维吾尔族β-珠蛋白基因更多地受到周边地区人群基因交流的影响,但具体的机制还需要更深入地调查研究。g6pd缺乏症和地中海贫血具有显著的遗传多样性,不同种族人群的基因突变类型和发生频率都不同。G6PD基因第11外显子核苷酸c.1311T的多态性是一种古老的多态位点,在全世界不同人群中广泛存在,我们总结了维吾尔族和哈萨克族样本c.1311T的基因频率,并与不同国家不同人群进行比较。本研究发现新疆维吾尔族和哈萨克族的G6PD和β-珠蛋白基因内有较高频率的多态性位点,既含有地中海、中东地区特有的变异型,也存在我国常见的变异型,多态性和连锁不平衡分析证实:维吾尔族不仅与广东客家人,云南傣族人之间有基因重叠,还与古代丝绸之路沿线的土耳其、伊朗、沙特阿拉伯等国的人群之间有基因交流。我们从遗传性血液病的角度证实维吾尔族和哈萨克族是欧亚人种和东亚人种的混合。G6PD、β-珠蛋白基因包含了相当数量的遗传多态性标记,这些标记有助于追溯和进一步研究维吾尔族和哈萨克族的起源进化与迁徙。本研究丰富了中国G6PD缺乏症和地中海贫血的遗传学资料,系统地研究了这两个疾病在新疆地区维吾尔族和哈萨克族群体中的表型和基因型,首次构建维吾尔族人群G6PD及β-珠蛋白基因的单倍域。