多基因遺傳與多基因病_第1頁
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多基因遺傳與多基因病第1頁/共37頁2學(xué)習(xí)目標(biāo):1、解釋多基因遺傳的概念和特點2、簡述多基因遺傳的特點3、說出多基因遺傳病的概念及其特征第2頁/共37頁3多基因遺傳人類的一些性狀或遺傳病不是決定于一對主基因,而是有多對基因協(xié)同決定,這些基因?qū)Ρ硇偷挠绊懶?,故稱微效基因(minorgene),多對微效基因累加起來可以形成明顯的表型效應(yīng),稱為加性效應(yīng)。這些基因稱為加性基因(additivegene)。多基因遺傳時,除受微效基因作用外,還受環(huán)境因素的影響,因此,這種遺傳方式又稱多基因遺傳或多因子遺傳(multifactorialinheritance)。第3頁/共37頁4第一節(jié)多基因遺傳的概念和特點

一、質(zhì)量性狀與數(shù)量性狀1、質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀:屬于單基因性狀,受控于一對主基因,相對性狀之間變異是不連續(xù)的,差異顯著。如:豌豆種子的形狀、多指、并指、白化病及紅綠色盲。變異的個體可明顯區(qū)分為2~3個群,之間差異顯著。這種變異在群體呈不連續(xù)分布的性狀稱為質(zhì)量性狀。第4頁/共37頁5質(zhì)量性狀變異分布圖

1.完全顯性;2。不完全顯性第5頁/共37頁6

2、數(shù)量性狀

數(shù)量性狀:屬于多基因性狀,受控于二對以上基因,相對性狀之間變異是連續(xù)的,差異不顯著。性狀的變異是連續(xù)的,可以正態(tài)分布曲線表示。如:人的身高、體重、膚色、血壓和智力都是多基因性狀。

人身高由矮到高是逐漸過渡,很矮和很高的兩種極端的人只是極少數(shù),大多數(shù)人身高接近平均值,這種變異的曲線呈正態(tài)分布(圖)。第6頁/共37頁7人體身高變異分布第7頁/共37頁8

二、多基因遺傳的特點多基因遺傳具有3個特點:①兩個極端變異(純種)個體雜交后,子1代大部分為中間型,在環(huán)境的影響下,具有一定變異范圍。

AABBXaabb第8頁/共37頁9②兩個中間型子1代雜交后,子2代大部分為中間型,但其變異范圍要比子1代廣泛,也可出現(xiàn)極端的個體。這除環(huán)境因素外,基因的分離和組合也有作用。

中間型AaBbXAaBb③在隨機雜交的群體中,變異范圍很廣,然而大多數(shù)個體接近中間型,極端個體很少,環(huán)境與遺傳因素都起作用。第9頁/共37頁10身高基因型基因型身矮PAABBXaabbF1中間型AaBbXAaBbF2AABBAaBBAaBbaaBbaabb

高矮

例如:人體身高第10頁/共37頁11

若以100mmHg為基礎(chǔ)血壓,A和B可使血壓增加10mmHg,a和b不改變血壓

變員數(shù)血壓人體血壓的變異第11頁/共37頁12

人皮膚顏色的變異白中間黑變員數(shù)第12頁/共37頁13

第二節(jié)、多基因遺傳病

一些常見的先天畸形和常見而病因復(fù)雜的疾病,其發(fā)病率一般都超過1/1000,疾病的發(fā)生都有一定的遺傳基礎(chǔ),并常出現(xiàn)家族傾向,但不是單基因遺傳,患者同胞的發(fā)病率不遵循1/2或1/4的規(guī)律,大約僅1%-10%,表明這些疾病有多基因遺傳基礎(chǔ),故稱為多基因病(polygenicdisease)。正因為它們的遺傳基礎(chǔ)很復(fù)雜,屬于復(fù)雜遺傳?。╟omplexgeneticdisease)。第13頁/共37頁14例如:某些常見的多基因遺傳病人類的原發(fā)性高血壓糖尿病冠狀動脈病精神分裂癥哮喘及某些先天畸形(唇裂、腭裂、脊柱裂等)第14頁/共37頁15一、易感性、易患性與閾值1.易感性在多基因遺傳病中,由于微效基因的累加作用,使具有致病基因的個體有患病的遺傳基礎(chǔ),這種由多基因遺傳基礎(chǔ)決定的患某種多基因遺傳病的風(fēng)險,稱為易感性。所以,易感性僅指個體的遺傳基礎(chǔ)。第15頁/共37頁16

2.易患性與發(fā)病閾值

多因多基因遺傳病中,由于遺傳基礎(chǔ)和環(huán)境因素的共同作用,決定了一個個體是否易于患病,稱為易患性(liability)。易患性的變異與多基因遺傳性狀一樣,在群體中呈正態(tài)分布,即群體中大多數(shù)個體的易患性近似平均值,易患性很高或很低的都很少。第16頁/共37頁17

發(fā)病閾值

當(dāng)一個個體的易患性達(dá)到一定限度,這個個體就要患病,這個限度即閾值(threshold)。

閾值代表在一定條件下患病所必需的、最低的易患基因的數(shù)量。因此,易患性的變異在群體中的分布就被閾值分為兩部分:大部分為正常個體,小部分為患者。

第17頁/共37頁18圖表示易患性閾值和平均值距離與

發(fā)病率的關(guān)系第18頁/共37頁19

多基因病的易患性閾值與平均值距離越近,其群體易患性的平均值越高,閾值越低,則群體發(fā)病率也越高。反之,兩者距離越遠(yuǎn),其群體易患性平均值越低;閾值越高,則群體發(fā)病率越低。因此,可從群體發(fā)病率的高低計算出閾值與平均值之間的距離。第19頁/共37頁20

二、遺傳率

遺傳率(或遺傳度,heritability)是指在多基因遺傳病中,易患性的高低受遺傳基礎(chǔ)和環(huán)境因素的雙重影響,其中遺傳基礎(chǔ)所起作用的大小稱為遺傳率。遺傳率一般用百分率(%)來表示。第20頁/共37頁21

一種遺傳病如果完全由遺傳基礎(chǔ)決定,其遺傳率就是100%,當(dāng)然這種情況很少見。在多基因病中,遺傳率可高達(dá)70%-80%,這表明其遺傳基礎(chǔ)起著重要作用,而環(huán)境因素的影響較?。贿z傳率為30%~40%或更低,表明環(huán)境因素在決定發(fā)病上更為重要,遺傳因素的作用不顯著。第21頁/共37頁22

三、多基因遺傳病的特點,綜上所述,可見多基因病有如下特點:1.家族聚集傾向,但無明顯的遺傳方式。因為在系譜分析中,它們不符合單基因遺傳方式,同胞中發(fā)病率遠(yuǎn)低于1/2或1/4,既不符合常染色體顯性和隱性遺傳,也不符合X連鎖遺傳,但這些疾病及其在子代的再發(fā)風(fēng)險,確實表現(xiàn)出家族性集傾向。第22頁/共37頁232.隨親屬級別的降低,患者親屬發(fā)病風(fēng)險迅速下降,在發(fā)病率低的疾病,這個特點更為明顯。第23頁/共37頁24

3.近親婚配近親婚配時,子女患病風(fēng)險增高,但不如常染色體隱性遺傳顯著,這可能與多因子的積累效應(yīng)有關(guān)。第24頁/共37頁25

4.發(fā)病率有種族差異

疾病名稱群體發(fā)病率中國人美國人脊柱裂0.0030.0025無腦兒0.0050.002唇/腭裂0.00170.001先天性畸形足0.0080.015先天性髖關(guān)節(jié)脫臼0.0150.007

第25頁/共37頁26

四、多基因病發(fā)病風(fēng)險估計

1.患者一級親屬再發(fā)風(fēng)險與群體發(fā)病率關(guān)系

在相當(dāng)多的基因病中,其群體發(fā)病率為(0.1%-1%),遺傳率為70%-80%?;颊叩囊患売H屬的發(fā)病率(f)近似于群體發(fā)病的平方根,即f=√P

。這就是Edward公式。例如,我國唇裂在人群中的發(fā)病率為0.17%,遺傳率為76%,患者一級親屬的發(fā)病率

f=√0.17%≈4%。第26頁/共37頁27

如果群體發(fā)病率過高或過低,則上述Edward公式不適用。要了解一群體發(fā)病率、遺傳率和患者一級親屬發(fā)病率的關(guān)系,在下圖中即可查出。如原發(fā)性高血壓的群體發(fā)病率約為6%,遺傳率為62%,患者一級親屬的發(fā)病風(fēng)險從下圖中即可查出約為16%。第27頁/共37頁28橫坐標(biāo)為群體發(fā)病率斜線為遺傳率縱坐標(biāo)為一級親屬發(fā)病率第28頁/共37頁292.家庭中患病人數(shù)越多,發(fā)

病風(fēng)險越高基因的積累效應(yīng)與再發(fā)風(fēng)險一般而論,一個家庭中患病人數(shù)越多時,意味著再發(fā)風(fēng)險越高。例如一對夫婦已有一個唇裂患兒,再次生育的再發(fā)風(fēng)險為4%,若又生出一個這樣患者,則表明夫婦二人都帶有較多的易患基因,雖然他們本人未發(fā)病,但其易患性極為接近閾值,這就是基因效應(yīng)所致,再次生育的再發(fā)風(fēng)險將增加2-3倍,即近于10%。第29頁/共37頁303.病情嚴(yán)重程度與再發(fā)風(fēng)險

多基因病中基因的累加效應(yīng)還表現(xiàn)在病情的程度上。因為病情嚴(yán)重的患者必定帶有更多的易患基因,其父母也會帶有較多的易患基因使易患性更接近閾值。所以,再次生育時的再發(fā)風(fēng)險也相應(yīng)地增高。

第30頁/共37頁31

例如

只有一側(cè)唇裂的患者,其同胞的再發(fā)風(fēng)險為2.46%,若一側(cè)唇裂合并腭裂的患者,其同胞的再發(fā)風(fēng)險為4.21%,而兩側(cè)唇裂合并腭裂的患者,其同胞的再發(fā)風(fēng)險則高達(dá)5.74%。第31頁/共37頁32唇裂合并腭裂的患者第32頁/共37頁334.性別與再發(fā)風(fēng)險當(dāng)一種多基因遺傳病的群體發(fā)病率有性別差異時,表明不同性別的易患性閾值不同第33頁/共37頁34群體發(fā)病率高的性別閾值低

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