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1、21 遗传学与人类健康21.1 人体健康和疾病的遗传根底遗传学与人类健康有着至关重要的联系。 一、遗传病及其特征遗传病 先天性疾病先天性疾病是指婴儿出生时就表现出临床病症的疾病。有相当多的遗传病是先天性疾病，但并不是所有的先天性疾病都是遗传病。如先天梅毒、先天AIDS、怀孕时受某些微生物感染或药物影响等。相反，有些遗传性疾病并不表现先天性，必须到一定年龄以后才发病，如：Huntington舞蹈病发病年龄在1560岁。 家族性疾病 遗传性疾病往往具有家族性，但并不是所有的家族性疾病都是遗传病，也不是所有的遗传病都具有家族性。 二、遗传病的危害性 三、遗传病与环境21.2 人类的遗传性疾病?人类孟
2、德尔遗传?Mendelian Inheritance in Man p67知识窗4-2?Online Mendelian Inheritance in Man?一、遗传性疾病的种类根据遗传病的发病机理，遗传病可分为 染色体病(12.4) 单基因病(4.4, 5.2.4) 多基因病(9.1.3) 线粒体病(10.4.2) 体细胞遗传病(16.6) 从生化角度：遗传病：分子病，遗传性代谢病1 染色体遗传病是指由于染色体数目的改变或结构的畸变引起的疾病。这类疾病的后果往往比拟严重。染色体病除平衡易位外，一般不在家系中传递，即不表现为家族性，因为这是由于减数分裂异常引起的。 常见的染色体病有以下几种：
3、1 21三体综合征Down综合征 2猫叫综合征5p-综合征：5号染色体短臂缺失引起。3Klinefelter综合征：核型47，XXY。4Turner综合征：核型45，XO。5Martin-Bell综合征脆性X染色体智障综合征2 单基因遗传病单基因病是指由单个基因突变引起的遗传病。单基因病按孟德尔式遗传。 常染色体显性遗传AD 常染色体隐性遗传病AR X-连锁显性遗传病XD X-连锁隐性遗传病XRY-连锁遗传病常染色体显性遗传AD：目前有3711种，遗传特征主要有： 1与性别无关，男女受累时机相等。 2每代均有人受累，呈世代连续垂直分布。 3患者大多是杂合子，所以父母一方患病，子女0.5的概率患
4、病，父母双方患病，子女0.75的概率患病。 4父母均正常，那么子女一般不患病除非新突变。常见的AD遗传病有： 1Huntington舞蹈病：发病年龄1560岁顶峰在30 45岁。表现为舞蹈样不自主运动，不能控制的肌肉痉挛和书写样动作，智能障碍等。 2Marfan综合征：也称蜘蛛脚样指趾病，患者骨骼发育畸形病累及心血管系统及眼部。临床表现为身高体瘦、肢长、两臂长于身高、颅骨细而长、鸡胸或漏斗胸；眼部损伤表现为晶状体脱位、高度近视、白内障等；心血管系统表现为破裂性主动脉瘤，可致死。常染色体隐性遗传病AR：有1631种。主要遗传特征有： 1 男女均可发病，几率相同。 2 患者为隐性纯合子，一般情况下
5、父母表型正常。 3不呈世代连续分布，多为散发或隔代遗传在同胞中水平分布与AD不同。 3患者相互婚配，子代全是患者与AD不同。 4常见的AR遗传病有：白化症、镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症、半乳糖血症等生化遗传病大多属于这种类型。血红蛋白病除了象镰刀型细胞贫血症 链第六位氨基酸由Glu突变为Val这种结构变异型以外，还有另外一类是肽链相对缺乏。根据缺乏肽链的不同，分为地中海贫血和地中海贫血两种。 严重的地中海贫血，大局部的红细胞在被释放到循环前被变形，从而对血液产生重大的影响。骨皮质变薄将导致病理性骨折，进而影响到颜面骨及颅骨的变形；肝脾也显著增大并成为红细胞再生的另一场所。如不治疗，通常在10岁
6、前由于贫血、虚弱和感染而死亡。X连锁遗传病XD及XR有368种。XD的遗传特征主要有： 1与AD相同，每代均有受累者，呈世代连续分布。 2与性别有关，女性患者多于男性约2：1，但男性患者的病症比女性严重，这是因为女性为杂合子，男性为半合子。 3女性患者的子女各0.5的几率受累，但男性患者只有女儿受累，儿子不受累与AD不同。 常见的XD遗传病有：抗vit D佝偻病、高氨血症I型等。 抗Vit D佝偻病：肾小管对磷酸盐再吸收障碍导致血磷降低，影响骨骼钙化，表现为下肢弯曲成O型腿、牙齿发育不良等与Vit D缺乏相似的病症，但Vit D治疗无效。X-连锁隐性遗传病XR：XR遗传病的主要遗传特征有： 与
7、性别有关，由于男性是半合子，因此男性的发病率远高于女性。 呈交叉遗传及隔代遗传或斜行遗传的特征。 常见的XR主要有：1红绿色盲：色盲分为全色盲与红绿色盲两种，全色盲一般认为是AR，红绿色盲那么为XR。 2血友病：血友病甲为VIII因子缺失，血友病乙为IX因子缺失，两者都为XR，还有其它型的血友病属于AR。 3肌营养不良症：包括Becker及Duchenne两种。主要影响腰带与臀部肌群发育，患儿行走较晚、左右摇摆、最后肌组织被结缔组织所取代，发病10年卧床，多于20岁前死亡。Y-连锁遗传病目前知道的Y-连锁遗传病只有10余种。Y-连锁遗传病的遗传特征是限雄遗传(holandric inherit
8、ance)，即只在男性中传递，有父亲传递给儿子。 注意与限性遗传sex-limited inheridence的区别。 21.3 遗传病与优生遗传病的诊断 对于任何疾病来说，明确诊断是疾病防治的第一部，遗传病也不例外。遗传病的诊断包括：临症诊断、病症前诊断以及产前诊断。 1 临症诊断symptomatic diagnosis：是指遗传病出现临床病症后所作的诊断。诊断方法除常规的病史、病症、体征外，又依赖于遗传病的特殊诊断方法，包括系谱分析、染色体分析核型分析及分带分析、酶与蛋白质的生化分析以及DNA分析等。2 病症前诊断presymptomatic diagnosis：是指临床病症出现前所作的
9、诊断。主要用于某些发病年龄延迟的遗传病。诊断方法主要包括家系调查和系谱分析以及各种临床检查和实验室检查，但目前能明确诊断的方法只有DNA检查。 3产前诊断prenatal diagnosis：即出生前诊断。由于目前大多数遗传病尚无有效的治疗方法，因此在患儿出生前作出明确诊断，必要时进行人工流产或引产以终止妊娠，防止患儿出生。这对于降低遗传病的发病率，提高人口素质具有重要的意义。 需要进行产前诊断的对象： 1夫妇之一有染色体畸变，或生育过染色体畸变患儿的孕妇。 235岁以上的高龄产妇。 3夫妇之一有开放性神经管畸形，或生育过这种患儿的孕妇。 4夫妇之一有先天性代谢缺陷，或生育过这种患儿的孕妇。
10、5 X-连锁遗传病基因携带者孕妇。 6 有原因不明的习惯性流产的孕妇。 7羊水过多的孕妇。 8夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇。 9 具有遗传病家族史，又系近亲结婚的孕妇。产前诊断的主要方法是通过羊膜穿刺术和绒毛取样术等为主要手段，对羊水、羊水细胞及绒毛膜细胞进行核型分析或DNA分析。 产前诊断的取样方法 1非侵袭性方法 a、母亲血清或尿液分析 b、 超声检查 c、 X线检查 2 侵袭性方法 a、 羊膜穿刺术 b、 脐带穿刺术 c、 绒毛取样术 d、 胎儿镜检察 e、羊水造影剔除遗传致病基因 英首例“设计婴儿无眼癌之忧定制婴儿的美丽与哀愁 英首例抗癌婴儿引争议美国博士推广“定做婴儿效劳 性别肤色
11、随便选 二. 遗传病的预防 遗传病的预防包括原发性预防和继发性预防，前者指在异常基因型个体出现前出生前的预防，后者指个体出现临床病症前发病前的预防。 1、遗传病的普查和登记 遗传病的普查是指对某一地区或人群进行遗传病的普查，以便了解该地区或人群中存在的遗传病的病种、发病率、遗传方式、遗传异质性等情况。 普查的人群应具有代表性，要包括不同年龄、不同职业、不同生活环境农村、城市等。登记时要求内容准确、全面，至少包括： 个人背景资料：年龄、性别、姓名、民族、籍贯、身高、体重等。 病情及检出依据：疾病名称、发病年龄、病症、检验手段等。 发育史：出生时父母亲的年龄、是否近亲、怀孕时是否正常、出生时是否正
12、常等。 婚姻和生育史：包括配偶的背景资料及生育状况，后代健康状况等。 亲属的健康状况：一级亲、二级亲、三级亲等尽可能多的亲属的健康状况。 系谱绘制2 遗传筛查 指对某地区人群的某基因位点进行普查。通过普查及早发现带有致病基因的个体以及该基因在该人群中的分布情况基因频率，从而发现该遗传病的发病规律及流行特点。 遗传筛查的根本条件： 1已明确的遗传病 2有一定的发病率 3早期缺乏特殊的病症体征 3危害严重 4可以治疗 5具有可靠、廉价并适合于大规模进行的筛查方法3 遗传咨询与优生 包括广义和狭义两层含义。广义的遗传咨询包含内容较多，即包含了遗传学的内容遗传方式、病因、再发风险等，也包含了医学的内容
13、诊断、治疗、预防等。狭义的遗传咨询只包含遗传学的内容。一般的咨询指广义的遗传咨询。3. 遗传咨询的对象： 患者本人的咨询：主要咨询再发风险 父母正常，子女患病的咨询：是否遗传病、遗传方式、再发风险等 不育或不明原因流产：寻找原因、是否与遗传有关 夫妇正常，但家族中有遗传病患者：再发风险 近亲婚配：遗传病的发病风险 4. 遗传咨询的步骤： 1明确诊断：最重要、最根本的一环2分析遗传方式：大多数遗传病的遗传方式已经知道，但要注意遗传异质性。 3 估计再发风险：这是遗传咨询的核心 4婚姻生育指导：包括避孕及节育、禁婚、可怀孕但需进行产前诊断以决定生育、不影响生育或对生育影响很小、领养、人工受精、试管
14、婴儿等。21.4 遗传病的基因诊断和基因治疗 一、基因诊断1 基因诊断的根本原理利用重组DNA技术，直接从DNA水平来检测人类遗传性疾病中的基因缺陷，从而作出判断。基因诊断的对象 1、病原生物的侵入；2、先天遗传性疾患者3、后天基因突变引起的疾病其它：如DNA指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等。2 基因诊断的根本技术及其应用基因诊断的方法：从理论上说所有检测基因水平或结构的方法都应可用于基因诊断。1DNA点杂交2限制性内切酶图谱直接分析法3RFLP分析4寡聚核苷酸探针杂交分析法5PCR技术 二、基因治疗遗传病的基因治疗：利用遗传学的原理治疗人类的疾病。基因治疗gene therapy是指
15、应用基因工程技术将正常基因引入患者细胞内，以纠正致病基因的缺陷而根治遗传病。基因治疗gene therapy是指目的基因导入靶细胞以后与宿主细胞内的基因发生重组，成为宿主细胞的一局部，从而可以稳定地遗传下去并到达对疾病进行治疗的目的。由于技术的进步，近年来采用基因工程技术，即使目的基因和宿主细胞内的基因不发生重组，目的基因也能得到暂时的表达，为了与传统意义上的基因治疗相区别，有时又将其称为基因疗法gene therapeutics。1 基因治疗及其可能途径基因置换gene replacement：用正常的基因整个地替代突变基因，使突变基因永久地得到更正。基因修正gene correction：
16、突变基因的突变碱基序列用正常的序列加以纠正，而其余未突变的正常局部予以保存。基因增补gene augmentation：将目的基因导入宿主细胞，利用目的基因的表达产物来改变宿主细胞的功能，或使原有功能得到加强。基因失活gene knockout：利用反义技术来封闭某些基因的表达，以到达抑制有害基因表达的目的。2 基因治疗的根本步骤1目的基因的转移目的基因 基因转移方式：病毒方法，非病毒方法 靶细胞 2目的基因的表达平安措施 3 恶性肿瘤的基因治疗免疫法：增加肿瘤细胞的免疫原性：肿瘤疫苗；增强免疫反响细胞的抗肿瘤活性：转入细胞因子基因 向肿瘤细胞中转移导入药物“敏感基因，以到达造成肿瘤细胞大量死
17、亡自杀基因 转入抑癌基因(antioncogene) 导入反义基因，阻断癌基因表达：结合癌基因的mRNA gene knockout oncogene 肿瘤基因治疗自杀基因(suicide gene) 能够编码产生将非活性或无毒性前体药物转化成活性活毒性药物的酶的基因。 HSK-tk/GCV(胸腺激酶丙氧鸟苷)系统：细胞中存在着胸腺激酶(HSV-tk), GCV是临床上治疗疱疹病毒的药物。将HSK-tk基因转入癌细胞后给GCV药，使得GCV在胸腺激酶作用下生成三磷酸GCV，能阻断细胞DNA合成产生细胞毒作用。 4 基因治疗的成果与展望Gene Therapy.htm1990年，美国用ADA腺苷
18、酸脱氨酶基因治疗了一位因ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的4岁女孩，致使世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮。目前全球基因治疗还处于实验室研究和临床试验阶段，还没有基因治疗产品上市。 我国基因治疗根底研究和临床试验开展得较早，起点也不低。经过近十年的开展，我国在基因导入和基因治疗临床试验等方面都取得了很大进展。21.5 生物遗传多样性的保护与人类未来 一、遗传和环境保护 二、遗传多样性及其保护遗传多样性genetic diversity：遗传多样性是生物多样性的重要组成局部。广义：指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中因此，遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性。基因的多样性是生物进化和物种分化的根底。狭义：遗传多样性主要指生物种内基因基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异。种群由具有不同遗传结构的多个个体组成。遗传多样性的保护就是在基因和基因组水平上的保护。如果生物的遗传多样性得不到保护，一个物种的灭绝就意味着将有难以计数的遗传多样性的消失。