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1、医学分子遗传学,教学内容,一、教材二、理论教学：13个章节三、实验教学：实验教学,第一章 绪 论,对遗传规律及基因本质的认识,遗传的基本原理竟是异乎寻常地简单，这加强了我们的希望，即自然是完全可以认识的。,-托马斯亨特摩尔根,遗传？遗传学？,民谣：“种瓜得瓜，种豆得豆。”“龙生龙、凤生凤、老鼠生的会打洞。”反映了性状遗传,实践：杂交，培育良种 马 驴 骡 获得目的性状,贾思勰（北魏时期）齐民要术：凡谷：成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米性有美恶，粒实有息耗；地势有良薄，山泽有异宜。顺天时，量地利，则用力少而成功多。任性返道，劳而无获。,南橘北枳,1、医学遗传学研究的对象和范围2
2、、遗传病的概念3、遗传病的主要类型4、医学遗传学发展简史及分科5、走进基因组医学时代,课 程 内 容,一、医学遗传学研究的对象和范围,自从生命在地球诞生以来，不适者消亡，适者生存。生物界任何一个物种都以一定的方式延绵种族，通过什么方式呢？,遗传 Hereditary：子代和亲代之间，无论是在形态构造、生理机能的特点上都相似。变异 Variation：亲代和子代之间，子代个体间不会完全相同，总会有所差异。,遗传变异是生物界普遍存在的生命现象，研究这种生命现象的科学遗传学（Genetics）。研究生物的遗传和变异的规律及物质基础（DNA或RNA）的科学。,希腊字根 gen 变成和成长为某种东西。G
3、enetics：“研究出生和祖先关系的科学”。,由于研究的角度不同，产生许多分支学科：,动物遗传学 Animal genetics植物遗传学 Plant genetics微生物遗传学 Microorganism genetics人类遗传学 Human genetics,人类遗传学（Human Genetics）：广泛地探讨人类性状的遗传和变异的规律及物质基础。,正常耳垂显性性状 显性多指、并指 异常 隐性白化病,医学遗传学（Medical Genetics）：是人类遗传学的主要组成部分，是医学与遗传学相结合的一门学科。,是研究人类（个体和群体）病理性状的遗传规律及物质基础。研究遗传病的形成机理
4、、传递方式、诊断、治疗、再发风险及预防措施，从而降低遗传病的发生及在人群中的危害。,最初由两部分组成:人类细胞遗传学 Human Cytogenetics 从形态学角度阐明人类性状遗传变异的物质基础。与现代分子遗传学方法结合演变分子细胞遗传学。人类生化遗传学 Human Biochemical Genetics 从生物化学、代谢角度阐明人类性状遗传变异的物质基础。从分子水平揭示遗传疾病的本质演进分子遗传学。,二、遗传病的概念,遗传病 Genetic Disease：是指遗传物质发生突变所引起的疾病，称为遗传病。特点：遗传物质突变；垂直传递；终生性。,突变,生殖细胞（或受精卵）：遗传后代突变 体
5、细胞：引起当代个体产生疾病 不传下一代，体细胞体细胞传递。,遗传病的发病既有遗传基础，又有环境因素，遗传因素提供了疾病产生的遗传背景，环境因素促使疾病表现出相应的症状和体症，二者作用的大小则要具体分析。,遗传因素,环境因素,1 2 3 4,遗传因素决定发病：遗传因素起主导作用。如先天聋哑、甲型血友病等。,基本由遗传因素决定发病：环境因素起诱导作用。如PAH突变，苯丙酮尿症基因苯丙氨酸羟化酶缺乏症,高苯丙氨酸饮食诱发疾病。,遗传和环境双重影响发病：多基因病，取决于遗传度。如：哮喘，遗传度（率）80%，遗传因素大，环境因素小；消化性溃疡遗传度（率）30%40%，遗传因素小，环境因素大。,基本由环境
6、因素决定：如外伤，人为因素。,在了解遗传病概念的基础上，区别：,遗传病与先天性疾病 Congenital disease 先天性疾病是指出生时既表现出来的疾病。大多数遗传病都是先天的，出生前致病基因已经表达。而某些疾病在出生后并不表现，当发育到一定年龄Gene才表达，如成年型多囊肾病、脊髓小脑性共济失调，确实是遗传病。某些先天畸形，如海豹式婴儿，反应停（Thalidomide）事件。,遗传病与非遗传性家族性疾病 Familial disease 家族性疾病指一个家族中多个成员表现出的同种病。有的属于遗传病，显性遗传病表现出明显的家族性倾向，但隐形遗传病难以表现出家族性倾向。有的不是遗传病，可能
7、是由于生存环境相同，造成患相同的疾病，如饮食中缺乏碘都患大脖子病，它属家族性疾病，但不属于遗传病。,三、遗传病的主要类型,从遗传学角度分类，遗传病包括：单基因病：涉及一对主基因所导致的疾病。AR先天聋哑 AD并指、多指症 XR红绿色盲 XD抗VD佝偻病 多基因病：涉及多对（二对以上）基因和环境共同作用所导致的疾病。如唇裂、精神分裂症、高血压等。,染色体病：染色体异常引起的疾病。数目异常:常染色体21三体综合征 性染色体Turner综合征 结构异常:常染色体5p-，猫叫综合征 性染色体脆性X染色体综合征体细胞遗传病：肿瘤线粒体病：Leber视神经病（核外基因组）表观遗传病：由表观遗传修饰异常而导
8、致的疾病。,四、医学遗传学发展简史及分科,（一）遗传学的萌芽人类对遗传现象的认识过程经历了漫长的历史过程，人们在农业生产中对动植物及对人类自身的观察中，早已注意到遗传和变异现象的普遍性，对遗传学现象有了粗浅的认识。其中不乏真知灼见，但也有错误和片面的观点。古代我国是最早种植作物和养殖家畜的起源中心之一，早在新石器时代的遗址中就发现了粟、小麦和高粱的种子，以及家畜如猪、羊、狗等动物骨头的化石，巴比伦和亚述人早就学会了人工授粉。,这一时期奠定了经典遗传学理论产生的基础：,细胞理论的完善 进化论的提出 遗传种质理论的提出,细胞理论的完善：,1665年发现细胞（Robert Hooke）。1830年代
9、，认识了细胞的结构、胚胎发育中细胞的变化。,1635 1703,詹森和他的父亲（J.Janssen and Z.Janssen，1590）（荷兰）列文虎克（Antony van Leeuwenhoek，16321723）（荷兰）,Schleiden和Schwann创立细胞学说：（1）一切动植物是由细胞发育而来，并且是由细胞和细胞产物所构成。（2）细胞既有作为独立单位而具有的生命，又有作为机体的组成部分而被赋予的生命。Virchow：细胞只能来自细胞，生物体的繁殖细胞分裂。,D.Lamarck的生物进化观,系统提出进化论：生物由进化形成，而且生物变异和进化是连续的、缓慢的过程。其思想的三个部分：
10、（1）环境对生物体影响的理论：环境变化大，引起动物需要上的变化也大，使动物形成新的习性，导致器官功能变化，最终形成新类型动物。（2）用进废退和获得性遗传：获得变异两性共有 通过繁殖传递。（3）生物按等级向上发展的理论：生物进化方向低级高级（逐步发展）。,（17441829）,进化论的提出：,D.Lamarck（1809年）提出：父母后天形成的技能、习惯和驱体结构可以传递给子女。,获得性遗传,C.R.Darwin（18091882）物种起源和进化论,生物进化史观：生物普遍具有变异现象；自然选择影响物种的变异。,18311836：剑桥毕业后，参加英国海军水文地理调查舰的环球科学旅行（1）获得生物起
11、源的初步思想（2）生物与环境，提出生物链1838年提出以生存竞争为基础的“自然选择学说”1859年，达尔文完成物种起源,遗传种质理论的提出：,Nagel 提出：生命的基本单元不在细胞，而是含遗传物质的分子团细胞种质。Weismann 发展：生殖细胞来源于生殖细胞，不能来源于体细胞。生殖细胞遗传物质“种质”，于细胞质中。Weismann认为，种质具有连续性，体细胞随亲代死亡而消亡，而亲代种质的一部分成为子代的种质，另外一部分形成子代的体细胞，种质如此相传。,控制个体发生的遗传单位（Weismann）,生源子（最小的遗传单位）：具有生长和复制能力的各种分子集群组成，控制细胞的特定性质。生源子的数目
12、很大。定子（高一级的等级单位）：生源子特定的复合物，控制如肌肉细胞、血细胞以及身体的其它器官的性状。遗子（更高一级的单位）：由定子联结成，与种系发生有关的结构。,种质有三个结构层次：与现代遗传理论的相似性遗子 染色体定子 基因组生源子 基因（性状）,（二）遗传学的诞生（1900年）孟德尔（Gregor Mendel，1822-1884）是奥地利的一个修道士，他从1856年开始进行了8年的豌豆杂交试验，提出了遗传因子的分离定律和自由组合定律的假设，并应用统计学方法分析和验证了这些假设。但是他的发现并未引起重视，而是被埋没了35年之后才被3位科学家重新发现。,孟德尔分离定律,孟德尔自由组合定律,发
13、现孟德尔定律的3位科学家之一是荷兰阿姆斯特丹大学的教授德弗里斯（Hugo de Vires，1848-1935）,他在研究月见草时发现杂种子二代具有分离规律。同时，德国士宾根大学教授柯伦斯（Carl Correns，1864-1933）及奥地利维也纳农业大学的年轻讲师丘歇马克（Erich Von Tschermak Seysenegg，1871-1962）也分别在玉米和豌豆研究中发现了分离现象。他们三人的论文都刊登在1900年出版的德国植物学杂志上，都证实了孟德尔定律。开始他们都以为是自己发现了这一重要定律，可后来发现早在35年以前，孟德尔就已经发现并证明了分离定律和自由组合定律，这就是遗传学
14、历史上孟德尔定律的重新发现，标志着遗传学的诞生。,1909年，约翰逊（W.Johannsen）创造了“基因”（gene）一词，用来表示孟德尔遗传因子；同年贝特森（W.Bateson）给遗传学定名为“Genetics”；1910年起将孟德尔遗传规律改称为孟德尔定律，公认孟德尔是遗传学的奠基人。,（三）细胞遗传学时期（1900-1939年）1902年,鲍维丰（Boveri）和萨顿（Sutton）提出染色体是遗传因子载体的假设。1909年，詹森斯（Janssens）观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象为解释基因连锁和交换现象提供了依据。1909年，摩尔根（T.H.Morgan，1866-1945）及其
15、学生通过果蝇杂交试验，发现了伴性遗传规律、连锁交换规律和不分离规律等，并证明基因在染色体上呈直线排列的原理，并于1926年提出基因学说，发表基因论。,39,1926年摩尔根提出基因学说。主要内容有：种质（基因）是连续的遗传物质；染色体上的遗传单位，有很高的稳定性，能自我复制和发生变异；在个体发育中，一定的基因在一定的条件下，控制着一定的代谢过程，从而体现在一定的遗传特性和特征的表现上；生物进化的材料主要是基因及其突变等论点。这是对孟德尔遗传学说的重大发展，也是这一历史时期的巨大成就。,20世纪头10年，科学家们验证了孟德尔遗传规律普遍意义，确立了一些遗传学的基本概念。这一历史时期，研究工作的主
16、要特征是从个体水平进展到细胞水平，并建立了染色体遗传学说。,40,这一时期的另一重大成就是1927年穆勒（H.T.Mulle）和1928年斯塔德勒（L.J.Stadler）分别在果蝇及玉米的试验中，证实了基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，且用X射线处理也会产生大量突变。这种用人工产生遗传变异的方法，使遗传学发展到一个新的阶段。,（四）从细胞向分子水平过渡时期（1940-1952年）20世纪40年代初发现DNA，并证明DNA存在于细胞核中，是染色体的主要成分，在不同细胞中含量恒定，而在生殖细胞中DNA含量为体细胞的一半。1941年比德尔（W.Beadle）等在对链孢霉的生化遗传的经典研究中
17、，提出“一个基因一个酶”的假说。1944年Avery等用肺炎双球菌的转化实验证明了遗传物质是DNA而非蛋白质。,1952年Hershey和Chase等用同位素示踪法于噬菌体感染细菌的实验中，再次确证了DNA是遗传物质。,这一时期,由于微生物遗传学和生化遗传学研究的广泛开展，使工作进入微观层次，其主要特征是以微生物为研究对象，采用生化方法探索遗传物质的本质及其功能。40年代初，卡斯佩森（TOCaspersson）用定量细胞化学的方法证明DNA存在于细胞核中。以后又有人证明DNA是构成染色体的主要物质；同种生物的不同细胞中DNA的质与量恒定，在性细胞中DNA的含量为体细胞的一半。,1944年艾弗里
18、（）等在用纯化因子研究肺炎双球菌的转化实验中，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。1952年赫尔希（ADHershey）等用同位素示踪法于噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质。1941年比德尔等在对链孢霉的生化遗传的经典研究中，分析了许多生化突变体后，认为一个基因的功能相当于一个特定的蛋白质（酶），提出“一个基因一个酶”的假说。以后的研究表明，基因决定着蛋白质（包括酶）的合成，故改为“一个基因一个蛋白质或多肽”。至此，已为遗传物质的化学本质及基因的功能奠定了初步的理论基础。,（五）现代分子遗传学时期（1953年-至今）在量子力学家薛定谔的生命是什么?（1944年）一书的影响下，许
19、多物理学家和化学家投身于生命的分子基础和基因的自我复制这两个生物学中心问题的研究，将现代物理学和化学的最新成果、理论和方法带入了生物学研究中。,1953年4月25日出版的Nature杂志上，沃森（Watson）和物理学家克里克（Crick）提出了DNA双螺旋结构模型，标志着遗传学以及整个生物学进入分子水平的新时代。,1961年克里克等证明了他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测。1969年Nirenberg等解译出全部遗传密码。60年代，阐明mRNA、tRNA 及核糖体的功能、蛋白质生物合成的过程、“中心法则”等。,1961年，F.Jacob和J.Monod提出了大肠杆菌的操纵子学说，阐明
20、了原核生物基因表达调节的问题。后来发现真核生物的断裂基因（split gene）和病毒的重叠基因（overlapping gene）,并开始研究真核生物的基因表达调控。70年代，发现限制性核酸内切酶、人工分离和合成基因取得进展，1972年P.Berg成功实现了DNA体外重组；1973年S.N.Cohen通过DNA的体外重组成功地构建了第一个有生物学功能的细菌杂交质粒，从而兴起以DNA重组技术为核心的基因工程研究。,80年代，基因工程技术飞速发展，基因工程药物和疫苗投入临床使用，转基因动植物产品上市销售，转基因动植物生物反应器研究成为热点并实现商品化。90年代，1990年“人类基因组计划”开始实
21、施，投资30亿美元旨在测定人类基因组全部30亿个核苷酸对的碱基序列，是在破译生物体全部遗传密码的征途上迈出的第一步，将为揭开人类和生物体生长、发育、疾病、衰老和死亡的奥秘奠定基础，其意义与原子弹研究曼哈顿计划和载人登月阿波罗计划相比有过之而无不及。克隆羊“多莉”（Dolly）诞生之后，克隆牛、羊、小鼠等动物纷纷获得成功。,21世纪初人类基因组计划提前完成，遗传学面临新的挑战和使命，即进入了“基因组后研究”时代，在搞清楚基因组的全部序列的基础上，还要 彻底阐明基因组所包含的全部遗传信息的生物学功能，及其所编码的蛋白质的结构和功能，所以又称为“蛋白质组”研究。同时，还要应用基因工程和蛋白质工程技术
22、，改造蛋白质，使人类对生命活动的认识和支配由必然王国进入自由王国。,现代科学的迅猛发展，新概念、新技术的不断引进，医学遗传学发展十分迅速，从群体个体细胞分子水平。同时向基础及临床许多学科渗透，进而形成了许多与之密切相关的其它遗传学分支，包括：,1、临床遗传学,研究临床各种遗传病的诊断、产前诊断、预防、遗传咨询以及治疗。,2、细胞遗传学,细胞遗传学是研究人类染色体的数目、结构异常（或畸变）与疾病的关系。,3、体细胞遗传学,是以体细胞（体外培养的细胞）为对象进行遗传学研究的科学。,4、生化遗传学,应用生化的方法研究遗传病的蛋白、酶的变化以及核酸的相应改变。,5、分子遗传学,分子遗传学依据上述理论和
23、技术，研究Gene的结构、突变、表达及调控，阐明遗传病的分子机制，为基因诊断、治疗提供手段。,6、肿瘤遗传学,遗传学家与肿瘤学家们从细胞遗传学、分子遗传学、免疫遗传学等不同角度探讨肿瘤的发生、发展，阐明肿瘤发生机理，为诊断、治疗以及预防提供依据。,以群体为研究对象，研究群体中的遗传结构及变化规律，如遗传病的种类、发病率、基因频率、携带者频率，以控制遗传病在群体中的播散。,7、群体遗传学,8、免疫遗传学,研究免疫反应的遗传基础与遗传控制、抗体多样性产生的遗传机理，补体的遗传基础等，为控制免疫过程、阐明免疫缺陷病提供手段。,9、药物遗传学,是药理学与遗传学相结合发展起来的边缘学科，研究机体的遗传因
24、素对药物代谢和药物反应的影响。为指导医生用药的个体化原则提供理论根据。,10、遗传毒理学,研究环境因素对遗传物质的损伤机制，即诱变剂、致畸剂、致癌剂对遗传物质的损伤，建立检测方法和手段。,11、发育遗传学,研究胚胎发育过程中细胞的生长、分化、组织、器官的形成的遗传机制和调控作用。,12、行为遗传学,用各种遗传学的方法，研究基因对人类行为的影响。,五、走进基因组医学时代,人类研究自然的目的不是征服自然，而是了解自然、利用自然、改造自然，从而提高自身的生活质量。在人类研究自然的漫长道路上，对人类本身的了解是最艰难的。人类基因组计划可以说是解决这一难题的“钥匙”。人类基因组计划的完成是生物学研究的重
25、大里程碑，更是从根本上改变了生命科学和医学研究的角度和着眼点。将遗传学和临床医学结合，将人类基因组成果转化应用到临床实践中去-走进基因组医学时代。,历史回顾,几乎每过50年，人类就前进一大步，150年来走了三大步。最早，1865年孟德尔提出遗传因子也就是“基因”的概念。大约50年后的1913年，绘制出第一个线式基因图谱。1953年发现了DNA的双螺旋结构；1956年，第一次数清人类46条染色体，建立了人类染色体组。,又过了50年，2003年，完成了人类基因组计划。向前看，到2050年，基因组医学将呈现出什么样的新面貌，相信一定又有一个飞跃。,人类基因组计划,基本概念:,基因（gene）：DNA
26、的功能片段。它是一种化学分子，遗传信息的物质载体，传递支配生命活动的指令，也是可以人工操作，用于改造生命属性的文件。基因组（genome）：有机体全部DNA序列。它是基因和非基因的DNA序列的总和。基因组学（genomics）：是20世纪90年代逐渐形成的以基因组为研究对象，在基因组水平研究基因和基因组的结构与功能，包括大量非基因DNA序列的结构与功能的学科。,人类基因组计划就是确定人类的全部基因，使我们能够解读人类基因组。然而，我们对于基因在疾病的发生、发展中的作用及其与环境因素的关系等问题知之甚少。解读人类基因组可以在基因水平上对疾病的诊断、治疗和预防采取措施，是一种对人类生命内在因素的干
27、预，因此，这将是医学史上的又一次革命。,该计划首先由国际人类基因组测序协作组（IHGSC）组织实施。IHGSC是由美国（54%）、英国（33%）、日本（7%）、法国（2.8%）、德国（2.2%）、中国（1%）6个国家20个研究所的科学家组成的开放性国际协作组织，全球2800余名科学家参加了IHGSC的工作。我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。,1990年启动的人类基因组计划经过包括中国在内的多国科学家的10年努力，于2001年“大功告成”。2001年2月15日出版的英国Nature杂志和2001年2月16日出版的美国Science杂
28、志，分别正式公布了人类基因组计划和塞莱拉遗传公司的人类基因组全序列数据，人类基因组草图诞生了。,人类基因组计划的主要目标：,制图：遗传图：又称连锁图，以遗传多态性的遗传标记为位标，以遗传学距离为图距制作的基因图。遗传标记（RFLP，STR，SNP）物理图：以已知核苷酸的一个DNA片段为标记，以序列长度Kb/Mb为距离的基因组图。测序图：自动测序仪，最后完成全部碱基连接的测序图。,旨在破译人类基因组遗传密码,人类基因组学的研究，将破译DNA序列中蕴藏的全部信息，揭示人体生理和病理过程的分子基础，并逐步认识生命的起源、进化、遗传、发育、衰老以及死亡的本质，为人类疾病的预测、诊断、预防和治疗提供最为
29、合理和有效的方法和途径。例如，理论上讲人类可活多少岁，至少多少岁。,草图分析报告：,一是人类基因数量少得惊人。一些研究人员先前预测人类约有10万个基因，但此时的研究结果却大出所料，人类基因总数在 2.6383万到3.9114万个之间，约3万个左右。只比果蝇多大约13万个基因。二是人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。,三是35.3的基因组包含重复的序列，这意味着所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”应该被重新认识。四是地球上人与人之间99.99的基因密码是相同的，人与人之间的变异仅为万分之一。,2001年2月，IHGSC宣布，人类基因组草图已经完成。草图显然存在很多重要的不足，例如，
30、仅测出了约90的常染色质基因组序列，而且序列之间存在147821个未检测出的空缺等等。是什么原因导致了2001年的草图遗漏了15万个“细节”呢？很多科学家都把“矛头”指向了测序技术，通常用于大片段脱氧核糖核酸（DNA）测序的“鸟枪法”存在缺陷，正是由于这种测序技术所带来的遗憾，使得2001年人类基因草图略显潦草。,IHGSC立即启动了一项十分艰难、但非常必要的“纠错补漏”程序，用了3年的时间将草图一点点地丰满起来，那些令人头疼的缝隙也从原来的15万个减少到现在的341个。在2001-2003年之间，IHGSC的不懈努力终于将此草图转化为今天这张既高度精确又相当完整的人类基因组图。此外，在这段时
31、间内，还陆续发表了关于第5、6、7、9、10、13、14、19、20、21、22号染色体和染色体的详细评注和分析。随后，其余12条染色体的资料也陆续发表。,由美国国立人类基因组研究所（NHGR1）和能源部（DOE）领导的IHGSC宣布，人类基因组测序工作已圆满完成，其发表在2004年10月21日Nature（2004，431：931）上，报告对2001年2月发表的初步分析报告进行了补充。人类基因组计划（HGP）自1990年启动至2003年结束，历时共13年。,最新分析报告:基因组序列共包含28.5亿个核苷酸，它近乎完整，涵盖了99以上的常染色质基因组序列；准确率为99.999，误差小于1/10
32、万分之一的精确版人类基因组图谱，也就是说误差率只有1个bp10万个bp，比最初制订的目标精确了10倍。而且还进一步纠正了蛋白编码基因的数量，仅为2万2.5万个，而非原先估计的3万3.5万个。,被用作模式生物的低等动物秀丽隐杆线虫（Celegans）只有1长，生命周期也只有短短数天，但其基因组却含有1.95万个左右的基因。同样被用作模式生物的低等植物拟南芥也有2.7万个左右的基因。而在进化上比这些低等动植物都优越得多的人类，其基因组竟然仅有2万2.5万个蛋白编码基因。,Collins说：“仅仅在10年以前，大多数科学家还认为，人类基因组大约含有10万个蛋白编码基因。3年前，当我们对人类基因组序列
33、草图进行分析时，我们估计人类约有3万3.5万个蛋白编码基因，这在当时已经使很多人感到震惊。而刚刚结束的分析结果发现人类基因组只含有2万2.5万个蛋白编码基因。这使我们对人类基因组的真实情况有了更准确的了解。,目前的研究结果显示，人类基因组有19599个已经获得确定的蛋白编码基因，另外还有2188段可能为蛋白编码基因的DNA序列。人类基因重复片段高达5.3，覆盖了5.3的人类基因组。IHGSC所完成的测序工作不仅完整而且精确。该基因组序列的资料已于2003年4月被载入免费公用数据库。,从基因组到基因组医学,“基因组医学”（Genomic Medicine）以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的
34、革命。概念出现于上世纪末，它将对整个21世纪产生重大社会影响和重大经济效益。600多位全球顶尖的科学家提出。生命科学和临床医学结合，将是后基因组时代最重要的研究方向之一。可见基因组医学是一大批科学家的远见卓识。所以，2003年被称为是“基因组医学”的诞生年。,基因和基因组已不再是一个时新的概念，而是日常医疗实践的基础。它的宗旨很明确，就是将生命科学和临床医学的研究整合在一起，将人类基因组目前已有的成果以及功能基因组学将获得的成果迅速转换为医学应用，并且开发可以推广到整个临床医学中应用。深入解读人类基因组，不但对医学遗传的研究产生重大影响，而且将会给医疗保健卫生事业带来革命性的变革。,在过去几十
35、年中，遗传学的发展对医学的进步是显而易见的。因为有了医学遗传学，大家才逐渐重视遗传学对医学的关系，关注遗传对健康的影响。基因组医学将可能成为改变主流医学的革命。功能基因组的研究，主要包括蛋白质组、转录组、代谢组、癌基因组、疾病基因组、药物基因组、环境基因组和行为基因组等。,例如:蛋白质组计划，中国也参与了。选择八万个蛋白质中有代表性的3000-5000个蛋白质，用计算机模拟它们的折叠，把三维结构搞清楚。转录组的研究也进展较快，已确认的转录子有一万多个，有望在几年之内可以了解所有的真基因。,癌症研究有很大进展，直肠癌在美国有90治愈率，即五年生存率，而这个数字在十年前是60。现在美国多数癌症平均
36、5年生存率为50，癌症不再是一个不治之症。英国开始建立癌基因组。,癌基因组的两个目标：将所有与癌症有关的染色体不规则断裂都搜集起来，用计算机分析找出规律来。现代生物医学研究一定要通过计算机从整体上来研究，而不是传统地针对单个基因单个蛋白。通过流行病学研究将与癌症相关的所有SNP和基因型找出来。在癌基因组的基础上，科学家期望癌症的问题可能在不久的将来得以解决。,基因组医学的未来,在5-10年内，常规的基因诊断将能够预测个体对某些常见疾病和遗传性癌症的易感风险；在5-10年内，对肿瘤特征的基因诊断将能够对许多癌症作早期诊断；在10-20年内，安全的基因治疗将成为对某些遗传病的有效治疗手段；,在10
37、-20年内，安全的基因疫苗将成为对某些癌症的有效治疗手段；在10-20年内，针对特定病原生物基因组的基因疫苗将会普遍用于预防；在10-20年内，针对个体基因型的特异、高效、低毒性的基因药物将会广泛使用；,在50年内，人类许多疾病发生、发展的分子机理将会阐明，并能够在疾病症状出现前或早期在基因水平上得以诊断和治疗；在50年内，与许多复杂性疾病发生、发展相关的基因变异及其环境的诱导作用将会阐明，并能够通过改变生活习惯和改进环境条件来降低患病风险，使得对这些疾病的预防成为可能。到2050年，一个较全面、完整的以基因组为基础的医疗实践和卫生保健体系将有可能在各个国家成为标准和规范应用。,纵观医学发展史，近代医学的突破性进展几乎都得益于相关学科的革命性研究成果。今天，生物学大家庭中医学的近邻生命科学在基因组学方面已经获得重大进展，把这凝聚人类智慧的圣水播撒在医学的土地上，必将生发出绚丽的生命之花。我们已经迎来了生命医学的新时代。二十一世纪是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学革命。,医学生为什么要学习医学遗传学？,随着人类后基因组计划的实施，人们正在揭示生命现象的奥妙，阐明遗传病的发病机制。医学将进入分子医学时代，医学遗传学正是为生活、学习、工作在分子生物学世纪的人们充实新的知识，告诉我们研究生命现象的手段、途径。不掌握这些新的知识，对研究生命现象的我们将失去未来。,
