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1、遗传病的诊断,基础医学院医学遗传学教研室 徐朝阳,遗传病的常规诊断,3,4,1,病史、症状和体征,细胞遗传学检查,系谱分析,生物化学检查,2,Chapter 01 遗传病的常规诊断,1.病史采集,遗传病的个人病史和家族史的采集与常规疾病相似，但需问清一些重要的细节：,助孕情况(接受供卵或供精)，流产史，死胎，终止妊娠，儿童的收养或过继，近亲婚配和非婚生情况；,对于先天畸形，还需采集怀孕时父母身体健康情况和年龄、妊娠早期历史、暴露致畸物的情况、胎儿生长和活动情况、详细的出生记录，家庭其他成员的异常、发病年龄、病程特点，未受累者现在的年龄、种族等有关资料。,2.体格检查,因为遗传病的患者及其家属常
2、常具有较大的心理压力，所以检查病人的时间要充裕，环境要安静。遗传性疾病可能影响许多器官、系统，因此体格检查必须全面，既要注意明显的体征、也要注意细微的异常迹象。,智力低下黄疸白内障肝脾肿大,智力发育不全毛发黄腐臭味,苯丙酮尿征 ？,半乳糖血症 ？,面似满月生长缓慢哭声象猫叫,猫叫综合征 ？,副性征发育不良继发/原发性闭经身体矮小肘外翻,45，XO ?,3,4,病史、症状和体征,细胞遗传学检查,系谱分析,生物化学检查,2,Chapter 01 遗传病的常规诊断,2,1,系谱分析的原则,系统完整去伪存真注意新的基因突变,1.孟德尔遗传病,（1）常染色体显性遗传病(AD),（2）常染色体隐性遗传病(
3、AR),（3）X连锁隐性遗传病(XR),（4）X连锁显性遗传病(XD),（5）Y连锁遗传病,1.1 常染色体显性遗传病,基因多效性(pleiotropy)：,是指某一基因与多种不同的看起来似乎无关的表型有关。,多效性等位基因的每种效应都可表现为不同的外显率和不同的表现度。,环境因素的影响：内在的和外在的体细胞突变：体细胞突变的“二次打击”动态突变：不稳定的三核苷酸重复序列的预期现象遗传背景的影响：与其他基因座发生相互作用,1.2 常染色体隐性遗传病(AR),遗传异质性是产生AR表型表达不规律的原因,先天聋哑,1.3 X连锁显性遗传病,X连锁的女性杂合子，由于X染色体的Lyon化导致的染色体随机
4、失活使女性的症状不像男性那么严重。,1.4 X连锁隐性遗传病,临床表型杂合子(manifesting heterzygote)：X连锁基因的女性杂合携带者，由于X染色体的随机Lyon化，导致部分组织的细胞大部分突变基因所在的染色体处于活跃状态而患病。,1.5 Y连锁遗传病,很少见。全男性传递。,2. 非孟德尔遗传病,（1）线粒体遗传病,(2) 多基因病,母系遗传，女性患者的子女都可能发病。晚发，进行性。,2.1 线粒体遗传病,2.2 多基因病,许多出生缺陷和慢性晚发型疾病，家族性聚集性类似于孟德尔遗传，但不严格遵循孟德尔分离率。近期研究结果表明：原来认为是多基因病的一些疾病中，相当一部分是由于
5、遗传异质性所致。,3.具有特殊遗传方式的疾病,遗传印记,动态突变,3.1 遗传印记,来自父母双亲的等位基因和染色体区域的表达不是等同的，这些等位基因在双亲的配子细胞中经过修饰，在子代中的表达不一样。,等位基因按孟德尔方式遗传，但在表达上受传递的双亲性别影响。,母源印记：母源的等位基因处于失活状态父源印记：父源的等位基因处于失活状态,3.2 动态突变,在三核苷酸重复序列扩展所致的疾病中，处于突变状态的基因在世代传递甚至在体细胞的世代传递中表现为不稳定，其重复单元的数目会发生改变。,CGG,GAA,CAG,CTG,CGG,Fra XFraXE11B,GlnHDSCA1DRPLAMJDSBMA,FR
6、DA,XF16A,DM,4,细胞遗传学检查,系谱分析,生物化学检查,2,Chapter 01 遗传病的常规诊断,3,1,病史、症状和体征,1.核型分析,骨髓,胸腹水,活检组织(如绒毛膜,手术取材的肿瘤组织等),组织培养物(如原代培养的细胞)羊水等都可以作为检查材料.,人外周血淋巴细胞培养,PHA,淋巴母细胞,秋水仙素,分裂中期的细胞,染色体检查的指征,1.明显的生长发育异常,多发畸形,智力低下者;2.多发性流产和不育的夫妇;3.性腺以及外生殖器发育异常者;4.原发性闭经;5.35岁以上的高龄孕妇;6.已经生有染色体异常患儿的夫妇;7.身材高大,性情粗暴的男性;8.恶性血液病患者9.长期接受X线
7、,电离辐射的人员.,2.性染色质检查,Y染色质检查 X染色质检查,3.荧光原位杂交技术检查,3,细胞遗传学检查,系谱分析,生物化学检查,2,Chapter 01 遗传病的常规诊断,4,1,病史、症状和体征,生化检查,主要是对蛋白质和酶结构或功能的检测;特别适用于分子病,先天性代谢病,免疫缺陷等遗传病的检查；材料主要有血液/活检组织/粪便/脱落细胞/尿/阴道分泌物等。,上海：19811987年对284,396名新生儿进行PKU筛查，查出PKU患儿15名，高苯丙氨酸血症4名。,苯丙酮尿症的生化检查,遗传病的基因诊断,直接以基因作为检测对象，具有其他临床诊断方法所没有的特点：针对性强、灵敏度高、特异
8、性高、适应性强等。,1.基因诊断的特点,2.基因诊断的基本途径,2.1 直接诊断,直接检测致病基因本身的异常,2.2 间接诊断,多态性连锁分析 选择要分析的基因座位 确定应用的分析方法 选择合适的家系 对家系中的各个成员进行表型分析 分析、判断并解释得到的结果,3.基因诊断的方法,常用于基因诊断的方法有分子杂交、聚合酶链反应（PCR）和聚合酶链反应单链构象多态（PCR-SSCP）分析。此外，近年来随着分子遗传学基础研究的发展，在DNA多态性连锁分析的临床诊断中，除了应用RFLP分析，还广泛应用了STR、SNP和DNA芯片技术。,3.1 分子杂交（molecular hybridization)
9、,分子杂交是现代分子生物学技术的基础，是根据碱基互补配对原理，利用标记探针鉴定核酸序列中密切相关的分子方法。在DNA、RNA和蛋白质不同水平常用相应的杂交方法有三种，即Southern印迹、Northern印迹和Western印迹。,A. Southern 印记杂交,原理：将待检测的DNA分子用/不用限制性内切酶消化后，通过琼脂糖凝胶电泳进行分离，继而将其变性并按其在凝胶中的位置转移到硝酸纤维素薄膜或尼龙膜上，固定后再与同位素或其它标记物标记的DNA或RNA探针进行反应。如果待检物中含有与探针互补的序列，则二者通过碱基互补的原理进行结合，游离探针洗涤后用自显影或其它合适的技术进行检测，从而显示
10、出待检的片段及其相对大小。用途：检测样品中的DNA及其含量，了解基因的状态, 如是否有点突变、扩增重排等。,Southern Blot 操作步骤：,DNA 琼脂糖电泳 印迹转移 预杂交 杂交（变性探针） 洗膜 放射自显影或显色,镰形红细胞贫血症的分子诊断,1.35Kb,1.15Kb,凝 胶 电 泳 图,HbAHbA,HbAHbS,HbSHbS,原理：在变性条件下将待检的RNA样品进行琼脂糖凝胶电泳，继而按照同Southern Blot相同的原理进行转膜和用探针进行杂交检测。用途：检测样品中是否含有基因的转录产物（mRNA）及其含量。,B.Northern 印记杂交,操作过程,mRNA提取 甲醛
11、变性电泳 印迹转移 预杂交 杂交（变性探针） 洗膜 放射自显影或化学发光,3.2 PCR,PCR-SSCPPCR-RFLPPCR-STR,A.PCR-SSCP,当双链DNA变性为两条单链后，各自会在中性条件下形成各自特定的空间构象，因而在电泳时将在不同的位置上出现各自电泳条带。如果DNA序列发生变化，甚至只有一个碱基变化，空间构象也有可能发生变化，电泳条带也随之变化。,1989年，Orita等建立的PCR产物单链DNA凝胶电泳技术。,1：正常人 2,4,5：纯合体患者 3：杂合体(2的弟弟)左为泳动变位模式：a 正常人；b 纯合体患者,B.PCR-RFLP,应用PCR-RFLP法检测软骨发育不
12、全,C.PCR-STR,1，6，11：待诊胎儿外祖父；2，7，12：孕妇；3，8，13：待诊胎儿4，9，14：待诊胎儿外祖母；5，10，15：先证者（待诊胎儿舅舅）,家系A产前诊断电泳分析图谱,3.3 基因芯片,利用核酸杂交的原理，应用于DNA、RNA的研究,基因芯片（gene chip）是利用点样机等机械装置，在玻璃等支持物表面整齐地点上高密度的、成千上万个“点”，每个“点”含有可与一种基因杂交的一条探针。由于芯片上有序地排列着探针，因此也被称为微阵列（）。在芯片上滴加样品后，在合适的条件下，样品中含有的各种核酸片段（或）就与相应的探针杂交。由于核酸片段上已标记有荧光素，激发后产生的荧光强度
13、就与样品中所含有的相应核酸片段的量成正比，也就代表该基因的表达量。经激光共聚焦扫描仪等装置扫描后，所获得的信息经专用软件分析处理，即可获得成千上万种基因的表达情况。,基因芯片的应用,用于基因转录水平的检测、基因组分析和后基因组研究美国斯坦福大学Davis等用PCR法从外周血淋巴细胞cDNA文库中得到了1046种cDNA片段，制成芯片，然后与热处理的T淋巴细胞和未处理的T细胞种提取的mRNA反转录出的单链cDNA片段杂交，经激光共聚焦扫描系统分析，共发现17个差异表达的基因，其中11个是被热诱导的，6个是被热抑制的。经序列分析证实，其中3个是未报导的新基因。,4.疾病分子诊断所带来的问题,准确性
14、稳定性复杂性基因歧视,遗传病诊断的三个层次,现症病人诊断症状前诊断产前诊断,1.现症病人的诊断,明确的临床诊断 相对比较容易确定其遗传规律 遗传异质性 患病对后代的影响很难确定,2.携带者的检出,携带者携带有隐性致病基因，本人表现正常的个体；携带有显性致病基因，但没有外显的正常个体；携带有致病基因，迟发个体；染色体平衡易位或倒位的个体。,临床水平:只能提供线索,不能确诊.如部分血友病基因的杂合子具有损伤后轻度出血倾向;细胞水平:染色体检查,细胞培养和组织化学测定;酶与蛋白质水平:主要是生化检查;基因水平:对单基因病的检查具有独特的优势,是以后发展的方向.,3.遗传病的产前诊断,Thanks youfor your attention!,
