遺傳與人類健康

1、遺傳與人類健康 陳兆貴 教學(xué)要求1、了解健康與疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)；健康與疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)；2、掌握遺傳病的類型及其遺傳特征、掌握遺傳病的類型及其遺傳特征 3、了解遺傳病與優(yōu)生的相關(guān)知識(shí)。遺傳病與優(yōu)生的相關(guān)知識(shí)。 遺傳學(xué)genetics第一節(jié) 健康與疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)一、一、 人類遺傳學(xué)與優(yōu)生人類遺傳學(xué)與優(yōu)生 1 健康與疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)健康與疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ) 健康與疾病都具有遺傳學(xué)基礎(chǔ)，是基因與外健康與疾病都具有遺傳學(xué)基礎(chǔ)，是基因與外界環(huán)境綜合作用的結(jié)果。界環(huán)境綜合作用的結(jié)果。遺傳學(xué)genetics1.1 疾病的遺傳因素與環(huán)境因素 生物的特征是“新陳代謝”，即生物可以從周圍環(huán)境中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并將這

2、些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)改造成為自身可以利用的各種物質(zhì)及能量，以維持、壯大并延續(xù)生命。而獨(dú)特的新陳代謝方式又取決于生物的獨(dú)特的遺傳結(jié)構(gòu)。 健康：人體遺傳結(jié)構(gòu)控制的新陳代謝方式與人體周圍環(huán)境保持平衡。這是狹義的健康生理健康。廣義的健康應(yīng)包括心理的健康。 疾?。哼z傳結(jié)構(gòu)的改變或環(huán)境因素的改變從而打破新陳代謝方式與周圍環(huán)境的平衡。遺傳學(xué)genetics1.2 先天性疾病 先天性疾病是指嬰兒出生時(shí)就表現(xiàn)出臨床癥狀的疾病。有相當(dāng)多的遺傳病是先天性疾病，但并不是所有的先天性疾病都是遺傳病。如先天梅毒、先天aids、懷孕時(shí)受某些微生物感染或藥物影響等。相反，有些遺傳性疾病并不表現(xiàn)先天性，必須到一定年齡以后才發(fā)病，如：hu

3、ntington舞蹈病（發(fā)病年齡在1560歲）。 1.3 家族性疾病 遺傳性疾病往往具有家族性，但并不是所有的家族性疾病都是遺傳病，也不是所有的遺傳病都具有家族性。遺傳學(xué)genetics2 遺傳的基本規(guī)律遺傳的基本規(guī)律 2.1 遺傳學(xué)三大定律遺傳學(xué)三大定律 分離規(guī)律、自由組合規(guī)律、連鎖遺傳規(guī)律。（參見2-3章）遺傳學(xué)genetics3. 遺傳病的類型及其遺傳特征遺傳病的類型及其遺傳特征 根據(jù)遺傳病的發(fā)病機(jī)理，遺傳病可分為染色體染色體病、病、單基因病基因病、多基因病、線粒體病及體細(xì)胞遺傳病。 3.1 染色體遺傳病染色體遺傳病 是指由于染色體數(shù)目的改變或結(jié)構(gòu)的畸變引起的疾病。這類疾病的后果往往比較

4、嚴(yán)重。染色體病除平衡易位外，一般不在家系中傳遞，即不表現(xiàn)為家族性，因?yàn)檫@是由于減數(shù)分裂異常引起的。 常見的染色體病有以下幾種：遺傳學(xué)genetics （1） 21三體綜合征（down綜合征）：發(fā)病率約為1/650。臨床表現(xiàn)為：扁平面容、短頭、鼻梁低、內(nèi)眥贅皮、外眥上斜、耳小、眼距寬、大舌頭、口常張開、流口水、先天性心臟病、智力障礙、常呈通貫手。 發(fā)病因素主要與母親的懷孕年齡有關(guān)，35歲以上孕婦發(fā)病率顯著增加。 （2）貓叫綜合征（5p-綜合征）：5號(hào)染色體短臂缺失引起。發(fā)病率約1/50000，男女比率約1：2。臨床特征是：貓叫樣哭聲、小頭、智力低下、低位耳朵、斜視、寬眼距等、先天性心臟病等遺傳學(xué)

5、genetics遺傳學(xué)genetics21三體綜合征核型遺傳學(xué)genetics21三體，16歲及1歲的女孩遺傳學(xué)genetics5p-患者及部分核型看似機(jī)靈，實(shí)則智力低下（3）klinefelter綜合征：核型47，xxy。外表男性，但睪丸發(fā)育不全或隱睪，乳房發(fā)育，體毛及胡須稀少。性情體態(tài)趨于女性，體質(zhì)較弱，不育。 遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)geneticsklinefelter綜合征患者綜合征患者（4）turner綜合征：核型45，xo。外表女性，身材矮小、手臂提攜外翻、原發(fā)性閉經(jīng)，卵巢萎縮，乳房不發(fā)育、性器官發(fā)育不良，不育。遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)geneticsturner綜合征患

6、者（5）martin-bell綜合征（脆性x染色體智障綜合征）： 染色體上有一些易斷裂的位點(diǎn)，稱脆性位點(diǎn)（fragile site）。這個(gè)斷裂不是完全的斷裂（否則將成為缺失），而是形成裂縫（gap）。脆性位點(diǎn)在許多染色體上都可發(fā)現(xiàn)，但目前只發(fā)現(xiàn)在x染色體上的脆性斷裂對(duì)健康有害。 x染色體脆性部位在xq27.3。發(fā)病率為1/500 1/700。臨床表現(xiàn)為智力障礙（iq050）、大睪丸、大耳朵、長(zhǎng)臉。 該病為x連鎖遺傳病，因此男性發(fā)病率較高。遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)geneticsmartin-bell綜合征3.2 單基因遺傳病 單基因病是指由單個(gè)基因突變引起的遺傳病。單

7、基因病按孟德爾式遺傳。 常染色體顯性遺傳（ad）：目前已知有3711種，遺傳特征主要有： （1）與性別無(wú)關(guān)，男女受累機(jī)會(huì)相等。 （2）每代均有人受累，呈世代連續(xù)垂直分布。 （3）患者大多是雜合子，所以父母一方患病，子女0.5的概率患病，父母雙方患病，子女0.75的概率患病。 （4）父母均正常，則子女一般不患?。ǔ切峦蛔儯?。遺傳學(xué)genetics 常見的ad遺傳病有： （1）huntington舞蹈?。喊l(fā)病年齡1560歲（高峰在30 45歲）。表現(xiàn)為舞蹈樣不自主運(yùn)動(dòng)，不能控制的肌肉痙攣和書寫樣動(dòng)作，智能障礙等。 （2）marfan綜合征：也稱蜘蛛腳樣指（趾）病，患者骨骼發(fā)育畸形病累及心血管系統(tǒng)

8、及眼部。臨床表現(xiàn)為身高體瘦、肢長(zhǎng)、兩臂長(zhǎng)于身高、顱骨細(xì)而長(zhǎng)、雞胸或漏斗胸；眼部損傷表現(xiàn)為晶狀體脫位、高度近視、白內(nèi)障等；心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為破裂性主動(dòng)脈瘤，可致死。遺傳學(xué)genetics marfan綜合征，蜘蛛腳樣指、雞胸、脊柱畸形。遺傳學(xué)genetics 常染色體隱性遺傳?。╝r）：已知有1631種。主要遺傳特征有： （1） 男女均可發(fā)病，幾率相同。 （2） 患者為隱性純合子，一般情況下父母表型正常。 （3）不呈世代連續(xù)分布，多為散發(fā)或隔代遺傳（在同胞中水平分布與ad不同。 （3）患者相互婚配，子代全是患者與ad不同。 （4）常見的ar遺傳病有：白化癥、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、苯丙酮尿癥、半乳糖血癥

9、等生化遺傳病大多屬于這種類型。遺傳學(xué)genetics 血紅蛋白病除了象鐮刀型細(xì)胞貧血癥（ 鏈第六位氨基酸由glu突變?yōu)関al）這種結(jié)構(gòu)變異型以外，還有另外一類是肽鏈相對(duì)不足。根據(jù)不足肽鏈的不同，分為地中海貧血和地中海貧血兩種。 嚴(yán)重的地中海貧血，大部分的紅細(xì)胞在被釋放到循環(huán)前被變形，從而對(duì)血液產(chǎn)生重大的影響。骨皮質(zhì)變薄將導(dǎo)致病理性骨折，進(jìn)而影響到顏面骨及顱骨的變形；肝脾也顯著增大并成為紅細(xì)胞再生的另一場(chǎng)所。如不治療，通常在10歲前由于貧血、虛弱和感染而死亡。遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics鐮刀型細(xì)胞貧血癥正常紅細(xì)胞glu突變?yōu)関al 18個(gè)月，未治療，肝脾腫大 輸血治療，外表基本正

10、常 遺傳學(xué)geneticsx-連鎖顯性遺傳?。▁d）：x連鎖遺傳?。▁d及xr）已知有368種。xd的遺傳特征主要有： （1）與ad相同，每代均有受累者，呈世代連續(xù)分布。 （2）與性別有關(guān)，女性患者多于男性（約2：1），但男性患者的癥狀比女性嚴(yán)重，這是因?yàn)榕詾殡s合子，男性為半合子。 遺傳學(xué)genetics3）女性患者的子女各0.5的幾率受累，但男性患者只有女兒受累，兒子不受累與ad不同。 常見的xd遺傳病有：抗vit d佝僂病、高氨血癥i型等。 抗vit d佝僂?。耗I小管對(duì)磷酸鹽再吸收障礙導(dǎo)致血磷降低，影響骨骼鈣化，表現(xiàn)為下肢彎曲成o型腿、牙齒發(fā)育不良等與vit d缺乏相似的癥狀，但vit

11、d治療無(wú)效。遺傳學(xué)geneticsx-連鎖隱性遺傳病（xr）：xr遺傳病的主要遺傳特征有： 與性別有關(guān)，由于男性是半合子，因此男性的發(fā)病率遠(yuǎn)高于女性。 呈交叉遺傳及隔代遺傳（或斜行遺傳）的特征。 遺傳學(xué)genetics常見的xr主要有： （1）紅綠色盲：色盲分為全色盲與紅綠色盲兩種，全色盲一般認(rèn)為是ar，紅綠色盲則為xr。 （2）血友?。貉巡〖诪関iii因子缺失，血友病乙為ix因子缺失，兩者都為xr，還有其它型的血友病屬于ar。 （3）肌營(yíng)養(yǎng)不良癥：包括becker及duchenne兩種。主要影響腰帶與臀部肌群發(fā)育，患兒行走較晚、左右搖擺、最后肌組織被結(jié)締組織所取代，發(fā)病10年臥床，多于20

12、歲前死亡。遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics紅綠色盲遺傳學(xué)genetics y-連鎖遺傳病：目前知道的y-連鎖遺傳病只有10余種。y-連鎖遺傳病的遺傳特征是限雄遺傳(holandric inheritance)，即只在男性中傳遞，有父親傳遞給兒子。 注意與限性遺傳（sex-limited inheridence）的區(qū)別。 遺傳學(xué)genetics y染色體上最重要的基因是y短臂上的sry（sex- determining region of the y）基因。這個(gè)基因也是性別決定的主要基因，目前已知sry基因編碼一個(gè)223氨基酸組成的多肽，該多肽是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。有發(fā)現(xiàn)部分性別畸形的人，

13、如xx男性及xy女性，前者是由于y染色體短臂易位到某個(gè)常染色體上，因此具有sry基因，而后者則是由于y染色體短臂的缺失，沒(méi)有sry基因。還有部分病人是由于sry基因點(diǎn)突變。遺傳學(xué)genetics3.3 多基因遺傳病 多基因遺傳也稱數(shù)量性狀遺傳。人類有許多常見病如：哮喘、精神分裂癥、原發(fā)性高血壓、消化性潰瘍、ii型糖尿病、冠心病、癲癇及動(dòng)脈粥樣硬化等；許多先天畸形如：唇裂、腭裂、無(wú)腦兒、脊柱裂、先天性心臟病等都表現(xiàn)為多基因遺傳現(xiàn)象。 多基因遺傳的特征是：有一定的家族聚集性，但不符合孟德爾式遺傳，是基因與環(huán)境相互作用的結(jié)果。這類疾病通常在一般人群的發(fā)病率約1 1%，而患者的一級(jí)親屬發(fā)病率可達(dá)1%1

14、0%。 近親婚配多基因病的發(fā)病率明顯高于隨機(jī)婚配。遺傳學(xué)genetics 精神分裂癥子代復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)雙親子代風(fēng)險(xiǎn)（%）父母均正常 0.5父為患者 43.5母為患者 56.2雙親均為患者 67.3遺傳學(xué)genetics唇裂（腭裂）發(fā)病率的家系研究 親屬受累親屬（%）同群體相比的親屬發(fā)病率一級(jí)親同胞4.1x40子女3.5x35二級(jí)親姑、叔、舅0.7x7侄兒（女）0.8x8三級(jí)親一級(jí)表親0.3x3遺傳學(xué)genetics雙側(cè)唇裂+額裂單側(cè)唇裂遺傳學(xué)genetics腫瘤的遺傳：大部分腫瘤是環(huán)境因子與遺傳因子共同作用的結(jié)果，具有多基因遺傳的特征，但有少量腫瘤表現(xiàn)為孟德爾式遺傳，是一種單基因病。 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤

15、：該病約35%40%為遺傳型（a d）。致病基因rb位于13q14，是一個(gè)抑癌基因。 wilms瘤（腎胚細(xì)胞瘤）：是一種幼兒期多發(fā)的腎臟惡性腫瘤。可分為遺傳型、散發(fā)型及染色體缺失型，遺傳型（ad）約占38%。遺傳學(xué)genetics4. 遺傳病與優(yōu)生遺傳病與優(yōu)生 遺傳病的診斷 對(duì)于任何疾病來(lái)說(shuō)，明確診斷是疾病防治的第一部，遺傳病也不例外。遺傳病的診斷包括：臨癥診斷、癥狀前診斷以及產(chǎn)前診斷。 （1） 臨癥診斷（symptomatic diagnosis）：是指遺傳病出現(xiàn)臨床癥狀后所作的診斷。診斷方法除常規(guī)的病史、癥狀、體征外，又依賴于遺傳病的特殊診斷方法，包括系譜分析、染色體分析（核型分析及分帶分

16、析）、酶與蛋白質(zhì)的生化分析以及dna分析等。遺傳學(xué)genetics （2） 癥狀前診斷（presymptomatic diagnosis）：是指臨床癥狀出現(xiàn)前所作的診斷。主要用于某些發(fā)病年齡延遲的遺傳病。診斷方法主要包括家系調(diào)查和系譜分析以及各種臨床檢查和實(shí)驗(yàn)室檢查，但目前能明確診斷的方法只有dna檢查。 （3）產(chǎn)前診斷（prenatal diagnosis）：即出生前診斷。由于目前大多數(shù)遺傳病尚無(wú)有效的治療方法，因此在患兒出生前作出明確診斷，必要時(shí)進(jìn)行人工流產(chǎn)或引產(chǎn)以終止妊娠，避免患兒出生。這對(duì)于降低遺傳病的發(fā)病率，提高人口素質(zhì)具有重要的意義。 遺傳學(xué)genetics 需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的對(duì)象

17、：需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的對(duì)象： （1）夫婦之一有染色體畸變，或生育過(guò)染色體畸變患兒的孕婦。 （2）35歲以上的高齡產(chǎn)婦。 （3）夫婦之一有開放性神經(jīng)管畸形，或生育過(guò)這種患兒的孕婦。 （4）夫婦之一有先天性代謝缺陷，或生育過(guò)這種患兒的孕婦。 （5） x-連鎖遺傳病基因攜帶者孕婦。 （6） 有原因不明的習(xí)慣性流產(chǎn)的孕婦。 （7）羊水過(guò)多的孕婦。 （8）夫婦之一有致畸因素接觸史的孕婦。 （9） 具有遺傳病家族史，又系近親結(jié)婚的孕婦。遺傳學(xué)genetics 產(chǎn)前診斷的主要方法是通過(guò)羊膜穿刺術(shù)和絨毛取樣術(shù)等為主要手段，對(duì)羊水、羊水細(xì)胞及絨毛膜細(xì)胞進(jìn)行核型分析或dna分析。 產(chǎn)前診斷的取樣方法 （1）非侵襲性

18、方法 a、母親血清或尿液分析 b、 超聲檢查 c、 x線檢查 （2） 侵襲性方法 a、 羊膜穿刺術(shù) b、 臍帶穿刺術(shù) c、 絨毛取樣術(shù) d、 胎兒鏡檢察 e、羊水造影遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics遺傳學(xué)genetics二二. 遺傳病的預(yù)防遺傳病的預(yù)防 遺傳病的預(yù)防包括原發(fā)性預(yù)防和繼發(fā)性預(yù)防，前者指在異常基因型個(gè)體出現(xiàn)前（出生前）的預(yù)防，后者指?jìng)€(gè)體出現(xiàn)臨床癥狀前（發(fā)病前）的預(yù)防。 1、遺傳病的普查和登記 遺傳病的普查是指對(duì)某一地區(qū)（或人群）進(jìn)行遺傳病的普查，以便了解該地區(qū)（或人群）中存在的遺傳病的病種、發(fā)病率、遺傳方式、遺傳異質(zhì)性等情況。 普查的人群應(yīng)具有代表性，要包括不同年齡、不

19、同職業(yè)、不同生活環(huán)境（農(nóng)村、城市）等。遺傳學(xué)genetics 登記時(shí)要求內(nèi)容準(zhǔn)確、全面，至少包括： 個(gè)人背景資料：年齡、性別、姓名、民族、籍貫、身高、體重等。 病情及檢出依據(jù)：疾病名稱、發(fā)病年齡、癥狀、檢驗(yàn)手段等。 發(fā)育史：出生時(shí)父母親的年齡、是否近親、懷孕時(shí)是否正常、出生時(shí)是否正常等。 婚姻和生育史：包括配偶的背景資料及生育狀況，后代健康狀況等。 親屬的健康狀況：一級(jí)親、二級(jí)親、三級(jí)親等盡可能多的親屬的健康狀況。 系譜繪制遺傳學(xué)genetics 2 遺傳篩查 指對(duì)某地區(qū)（人群）的某基因位點(diǎn)進(jìn)行普查。通過(guò)普查及早發(fā)現(xiàn)帶有致病基因的個(gè)體以及該基因在該人群中的分布情況（基因頻率），從而發(fā)現(xiàn)該遺傳病

20、的發(fā)病規(guī)律及流行特點(diǎn)。 遺傳篩查的基本條件： （1）已明確的遺傳病 （2）有一定的發(fā)病率 （3）早期缺乏特殊的癥狀體征 （3）危害嚴(yán)重 （4）可以治療 （5）具有可靠、廉價(jià)并適合于大規(guī)模進(jìn)行的篩查方法遺傳學(xué)genetics3 遺傳咨詢與優(yōu)生 包括廣義和狹義兩層含義。廣義的遺傳咨詢包含內(nèi)容較多，即包含了遺傳學(xué)的內(nèi)容遺傳方式、病因、再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等，也包含了醫(yī)學(xué)的內(nèi)容診斷、治療、預(yù)防等。狹義的遺傳咨詢只包含遺傳學(xué)的內(nèi)容。一般的咨詢指廣義的遺傳咨詢。遺傳學(xué)genetics3. 遺傳咨詢的對(duì)象： 患者本人的咨詢：主要咨詢?cè)侔l(fā)風(fēng)險(xiǎn) 父母正常，子女患病的咨詢：是否遺傳病、遺傳方式、再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等 不育或不明原因流產(chǎn)

21、：尋找原因、是否與遺傳有關(guān) 夫婦正常，但家族中有遺傳病患者：再發(fā)風(fēng)險(xiǎn) 近親婚配：遺傳病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn) 遺傳學(xué)genetics4. 遺傳咨詢的步驟： （1）明確診斷：最重要、最基本的一環(huán)（2）分析遺傳方式：大多數(shù)遺傳病的遺傳方式已經(jīng)知道，但要注意遺傳異質(zhì)性。 （3） 估計(jì)再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)：這是遺傳咨詢的核心 （4）婚姻生育指導(dǎo)：包括避孕及節(jié)育、禁婚、可懷孕但需進(jìn)行產(chǎn)前診斷以決定生育、不影響生育或?qū)ι绊懞苄?、領(lǐng)養(yǎng)、人工受精、試管嬰兒等。遺傳學(xué)genetics5、基因診斷基因診斷的對(duì)象基因診斷的對(duì)象 1、病原生物的侵入；、病原生物的侵入；2、先天遺傳性疾患者、先天遺傳性疾患者3、后天基因突變引起的疾病、后天基因突變引起的疾病其它：如其它：如dna指紋、個(gè)體識(shí)別，親子關(guān)系識(shí)別，法醫(yī)指紋、個(gè)體識(shí)別，親子關(guān)系識(shí)別，法醫(yī)物證等。物證等。遺傳學(xué)genetics5 基因診斷的方法基因診斷的方法 從理論上說(shuō)所有檢測(cè)基因水平或結(jié)構(gòu)的方法都從理論上說(shuō)所有檢測(cè)基因水平或結(jié)構(gòu)的方法都應(yīng)可用于基因診斷。應(yīng)可用于基因診斷。 (1)、核酸雜交、核酸雜交 制備樣品制備樣品制備探針制備探針雜交雜交檢測(cè)檢測(cè)遺傳學(xué)genetics2、聚合酶鏈反應(yīng)、聚合酶鏈反應(yīng) dna提取dna純化pcr擴(kuò)增檢測(cè)遺傳學(xué)geneticspcr擴(kuò)增原理高溫變性低溫退火中溫延伸遺傳學(xué)genetic