Chediak-Higashi综合症(Chediak-Higashi Syndrome, CHS)是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病,在人类和多种动物中均有报道。其特征包括不完全的眼皮肤白化症、反复严重的化脓性感染、血小板功能障碍引发的出血倾向,以及许多细胞类型中异常增大的胞质颗粒。CHS的病理特征已在人类、猫、貂、牛、鼠及其他物种中得到验证。由于CHS通常在儿童期导致患者因感染而死亡,其早期诊断和产前检测显得尤为重要。
尽管近年来遗传学技术取得了长足进展,但由于CHS的具体分子缺陷尚未完全明确,传统基于基因或酶活性的产前诊断方法尚无法应用。本研究利用CHS猫模型,通过观察胎儿血液中性粒细胞颗粒的大小和形态,探索CHS的产前诊断方法。这一方法或可为类似人类疾病提供重要的临床参考。
方法
- 实验动物与交配设计
- 选用3只CHS雄性猫与4只杂合子(携带CHS基因)雌性猫和2只CHS雌性猫进行交配。通过毛发、血液和眼睛的组织学检查确定实验动物的基因型。
- 实验共获取6胎CHS纯合子胎儿和14胎杂合子或表型正常胎儿。
- 样本采集
- 怀孕35天后,利用超声检查确定妊娠状态及胎儿数量,并测量胎儿头臀长以进一步确认妊娠天数。
- 在妊娠第45天,实施剖腹手术获取胎儿。术前12小时禁食,使用氯胺酮(11 mg/kg)和二氢噻吨(1.1 mg/kg)麻醉,并通过正中腹部切口取出胎儿。
- 血液采集与处理
- 立即采集胎儿的腋静脉、脐带血管及心脏血液,用25号针头抽取样本。制备血涂片后,对胎儿实施心脏放血以安乐死处理。
- 血涂片采用过氧化物酶染色,观察中性粒细胞颗粒的形态和大小。
- 组织学分析
- 获取胎儿眼睛、肾脏和皮肤组织样本,进行石蜡切片后分别用苏木精-伊红(H&E)和过碘酸希夫(PAS)染色。重点观察眼睛色素细胞、肾小管上皮细胞及皮肤中黑色素颗粒的大小与分布。
- 数据分析
- 通过目镜测微尺测量中性粒细胞颗粒的直径,并对结果进行盲法评估。将胎儿分为CHS组和正常组,以表型和组织学特征为判定依据。
结果
- 血液中性粒细胞颗粒的形态特征
- CHS胎儿的中性粒细胞中,颗粒多为粗大、不规则形态,直径范围为0.3–3.0 µm;正常胎儿的中性粒细胞颗粒较小且形态规则,直径范围为0.3–1.0 µm。
- CHS胎儿的中性粒细胞颗粒分布通常较为随机,但部分颗粒会聚集于细胞周边。
- 眼睛色素细胞颗粒的异常
- CHS胎儿眼睛睫状体色素上皮细胞的黑色素颗粒明显增大且不规则,直径范围为1–12 µm;而正常胎儿的颗粒小且圆形,直径约为3 µm。
- CHS胎儿视网膜色素上皮细胞中黑色素颗粒稀疏且形状异常,而正常胎儿颗粒较密集、规则。
- 肾小管细胞颗粒的差异
- CHS胎儿肾小管上皮细胞中PAS阳性颗粒显著增大,直径可达15 µm;正常胎儿的颗粒较小,直径为0.5–1.5 µm。
- 产前诊断的准确性
- 对血液中中性粒细胞颗粒的盲法检查能够准确区分20个胎儿的CHS状态(6个CHS胎儿和14个正常或杂合胎儿),无一误判。
讨论
- CHS的产前诊断价值
- 研究结果表明,CHS胎儿中性粒细胞颗粒的显著增大是该疾病的可靠特征,可作为产前诊断的重要指标。通过胎儿血液样本检测中性粒细胞颗粒的大小,能够准确判定胎儿是否患有CHS。
- 猫模型对人类疾病的意义
- CHS猫模型在人类CHS研究中的重要性已得到验证。猫与人类在CHS的基因突变位点和细胞病理特征上具有高度相似性。因此,本研究中开发的产前诊断方法具有良好的临床推广潜力。
- 方法的局限性与优化方向
- 目前的方法需要在妊娠中期(45天)通过手术获取胎儿血液样本,侵入性较强。未来可以通过改进采样技术(如羊膜穿刺或胎儿镜技术)实现更早期、非侵入性的诊断。
- CHS相关的血小板功能缺陷可能增加胎儿采样后出血的风险,需进一步评估临床应用的安全性。
结论
通过对CHS猫模型胎儿血液样本中中性粒细胞颗粒的大小和形态进行分析,研究成功开发了一种准确性高的产前诊断方法。这一方法不仅为CHS提供了可靠的产前筛查工具,也为人类遗传病的早期诊断提供了重要借鉴。未来的研究可进一步优化采样和检测技术,提升其在临床中的可行性和应用价值。
参考文献:
Chediak-Higashi syndrome: Prenatal diagnosis by fetal blood examination in the feline model of the disease