医学遗传学ppt课件

医学遗传学 Medical Genetics,医学遗传学系 杨剑丽,第一章,绪论,内 容 概 要,医学遗传学的性质及其在医学教育中的地位医学遗传学的分支学科遗传性疾病概述(掌握) 遗传性疾病的概念 遗传性疾病的类型,前 言,遗传学：研究基因的结构、功能及其变异、传递 和表达规律的学科。,遗传学,植物遗传学动物遗传学微生物遗传学人类遗传学,G.Mendel(1822.7.221884.1.6),从七对相对性状连续各代的表现型对比中，运用统计分析方法，揭示了两个重要规律：遗传学第一定律；遗传学第二定律。,孟德尔进行豌豆实验的花园,在杂合子体中，一对等位基因C和c同存于一个细胞内，在形成生殖细胞时，等位基因发生分离，分别进入不同的生殖细胞，形成两类数目相等的，分别含有C和c的生殖细胞，这一基因的行动规律，叫做分离律。 减数分裂后期I同源染色体的分离，是第一定律的细胞学基础。,分离律,生物在形成生殖细胞时，不同对的基因独立行动，可分可合，随机地组合到一个生殖细胞中。 减数分裂后期I，非同源染色体自由组合是第二定律的细胞学基础。,自由组合律,完全连锁 同一条染色体上的基因构成一个连锁群，它们在遗传的过程中不可能独立分配，而是随着这条染色体作为一个整体共同传递到子代中去。不完全连锁 连锁的非等位基因，在形成配子的过程中发生了互换，后代中既有亲组合类型，又有重组合的交换类型。,连锁与互换,摩尔根,在减数分裂的前期I，同源染色体的联会、交叉、后期I的互换，是连锁和互换的细胞学基础。,第一节医学遗传学的性质及其在医学教育中的地位,医学遗传学是应用遗传学的理论与方法，研究遗传因素在人类疾病的发生、流行、诊断、预防、治疗和遗传咨询等方面的作用机制及其规律的遗传学分支学科。 医学遗传学的研究对象是人类的遗传病，通过研究人类疾病的发生、发展与遗传因素的关系，提供诊断、预防和治疗遗传病的科学根据和手段，控制遗传病在一个家庭中的再发，降低其在人群中的危害。,遗传性疾病的危害,1.人类遗传病的病种多，且病种在不断增长 2.人群中有20%-50%的人患有某种遗传病 3.在活产儿中有1%-2%为遗传所致的缺陷 4.遗传因素所致智力低下和精神病患者数目巨大,5.一些严重危害人类健康的常见病已证明与遗传有关 6.环境破坏和污染使遗传病发病率升高 7.每个人平均携带4-8个有害基因 8.人类对感染性疾病和传染病存在易感因素,在爆炸现场助力救援30多小时后，全国道德模范陈光标开始出现胸闷乏力症状。8月14日，陈光标被送到解放军307医院，进行身体相关检查，诊断结果为“中度中毒”，并在医生的建议下，在307医院中毒救治科接受住院治疗。,8月14日，陈光标带领工程队，在天津第八大街、五大街铺通两条大水沟，并清理了部分废墟，以使救援队进出更加方便。,遗传病对人类的影响,2012年9月，卫生部公布中国出生缺陷防治报告显示，我国出生缺陷总发生率约为5.6%。以全国年出生数1600万计算，每年新增出生缺陷约90万例，其中出生时临床明显可见的出生缺陷约25万例。,遗传病对人类 的影响,遭遇三次被遗弃的子玉,唇裂,遗传病对人类的影响,腭裂,遗传病对人类的影响,遗传病对人类的影响,图为2014年2月26日晚7点20分，两个女人在福利院铁门外已经泣不成声。孩子是唐氏综合症。几名保安例行公事在一旁劝告，但当她听到人群中有人说，“放进去马上走就行了。”她一下子便站起来，一边哭泣着抱着孩子步步走向了婴儿岛。,2月27日晚9点25分，一对父母带着口罩走下来，女人怀里抱着孩子，男人提着一个蓝色的氧气袋。“他有皮罗氏综合症，但致命的是喉骨软化，后咽打不开。”稍微镇定的男子说道。孩子还不到一周岁。“我们送小孩来这里，唯一的目的就是生存。生命至上，就希望小孩这里能够活下去。”,2011年6月，河北省石家庄市福利院设立我国首个“婴儿安全岛”，此后江苏、陕西、贵州、福建、内蒙古、黑龙江、广东等省份相继开展试点。去年，试运行仅五十余天的广州“婴儿安全岛”因弃婴数量爆棚，被迫关闭。,孕前保健、产前筛查、以及新生儿疾病筛查“三级预防”措施，即“三道防线” 。 由于受客观条件制约，出生缺陷三道防线在全国各地覆盖率仅48%，且新生儿疾病筛查的病种少，而美国等发达国家筛查病种多，覆盖率超过90%。 2006年确定每年9月12日为“预防出生缺陷日” 。,新华网北京3月4日 全国人大代表、国家卫计委科学技术所所长马旭说：“除了关注生育数量政策，更应关注出生缺陷保障。我国出生缺陷近年来高比例攀升，弃婴已成为重大社会问题。”马旭称，据2010年不完全统计，我国每年弃婴10万名，较上世纪80年代的5000名、90年代的5万名大幅增加。,人大代表建议加大财政支持阻断缺陷婴儿出生,雷冬竹针对先天愚型患儿所做了调研。2010年至2014年间，郴州市先后出生509例染色体异常孩子，其中先天愚型194例，经随访因产筛异常却拒绝诊断的孕妇有5名最后生育了先天愚型婴儿。全国人大代表、全国人大教科文卫委员会委员、国家卫计委科学技术研究所所长马旭表示，目前我国每年约有10万弃婴，其中99%为病残儿童。在今年的全国两会上，多位全国人大代表建议，通过财政支持普及缺陷技术诊断，阻断“缺陷婴儿”出生。,人群中平均每个人都携带有4-8个隐性有害基因。 婚前检查可有效的查出某些致病因素。 广西人群中地贫基因携带率达20左右。2003年新的婚姻登记条例把婚检从强制改为自愿后，婚检率迅速下降。监测显示，2009年广西出生婴儿75.8万多人，发生重型和地贫患儿约3500人。从2010年开始广西全面实施免费婚检，地中海贫血筛查成为婚检检查项目之一。,转自：人民网,我国婚姻法规定：直系血亲和三代以内旁系血亲禁止结婚。,随机婚配，夫妇双方携带相同致病基因的机会很小。近亲结婚者从相同的祖先继承相同的致病基因的机会就大大增加。往往比非近亲结婚者高出几倍、几十倍、甚至上百倍。,达尔文和表妹爱玛 生育十个子女，二个中途夭折，其余8个从小就体弱多病，其中还有五个终生不育。,摩尔根和表妹玛丽生育三个子女，均智力缺陷。,第二节医学遗传学的分支学科,细胞遗传学：是在细胞水平上进行研究的遗传学分支学科，着重研究细胞中染色体的起源、组成、变化、行为和传递等机制及其生物学效应。,正常人染色体核型,21三体综合征（21三体型）,生化遗传学：是研究基因或者基因组在细胞或者机体代谢过程中的作用及其规律的分支学科。即用生物化学方法研究遗传病中的蛋白质或酶变化以及核酸的相应改变，使人们了解分子病和酶蛋白病对人类健康的影响。,白化病患儿全身白化，皮肤白皙，易灼伤，癌变；头发淡黄；视网膜无色素，瞳孔呈淡红色， 羞明，模糊，震颤。,分子遗传学：是在分子水平上进行研究的遗传学分支学科。即用现代新技术从基因的结构、突变、表达、调控等方面研究遗传病的分子改变，为遗传病的基因诊断、基因治疗提供新的策略和手段。,地中海贫血患儿,群体遗传学：是以群体为单位，研究人群内遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。 医学群体遗传学则研究遗传病的种类、发病率、遗传方式、基因频率、携带者频率以及影响其变化的因素，如突变、迁移、隔离、婚配方式等，以控制遗传病在人群中的流行。,药物遗传学：研究遗传因素对物种内不同个体的药物吸收、分布、代谢的影响，尤其由遗传因素引起的异常药物反应，为指导医生个体化用药提供理论根据。,提供卫生保健个体化的概念-个性化用药 着重点：病人的个体差异。,遗传毒理学：研究环境因素对遗传物质的损伤机制和毒理效应，以及这些环境因素，即诱变剂、致畸剂、致癌剂的检测方法和评价手段。,正常精子与异常精子形态,左图箭头所指为小鼠骨髓嗜多染红细胞，内部的紫色圆点为微核,微核实验是筛选致癌物、致突变物的重要手段之一，也是预报致癌危险及其他遗传危害的短期测试方法。,免疫遗传学：主要研究遗传因素与生物机体免疫系统之间关系的遗传学分支学科。例如抗原的遗传控制、抗体多样性产生的遗传机制、补体的遗传基础等，为控制免疫过程、阐明免疫缺陷病提供理论基础。,临床医学中 为输血、器官移植、亲子鉴定等提供理论依据 1900年，奥地利病理学家兰德斯坦等人发现人类有四种不同类型的血型。1910年，捷克血清学家詹斯凯指定A，B，AB和O代表这四种血型。在输血前必须进行血型检查，输血者和受血者的血型必须相容。,体细胞遗传学：以体外培养的高等生物体细胞为主要研究对象的遗传学分支学科。 用细胞的体外培养的方法建立细胞系，用以研究基因突变、表达、细胞分化和肿瘤的发生机制。,通过细胞融合完成体细胞杂交，产生杂种细胞等，在单克隆抗体的制备和基因定位上有重要的作用。,肿瘤遗传学：着重遗传因素在恶性肿瘤（癌）的发生发展、易感性、诊断、预防和预后中的作用的分支学科。,视网膜母细胞瘤患儿 左眼经瞳孔可见黄白色反光，被称为“猫眼”。该病的致病基因为rb，定位于13q14，它的等位基因为RB，是肿瘤抑制基因。,发育遗传学：研究生物体发育过程中遗传控制的分支学科。研究胚胎发育过程中双亲基因组的作用、同源框、基因表达的时序等。,受精卵,有丝分裂,胚,个体,基因,性状,分化,行为遗传学：研究个体或者群体行为的遗传学基础的分支学科。用各种遗传学方法研究人类行为的遗传控制，特别是异常行为。,李其维等（1980）对67对同卵双生子和34对异卵双生子的智力相关进行过研究。结果表明，前者的相关系数是0.76，后者的相关系数是0.38，遗传对智力的影响是明显的。,表观遗传学：是研究生物体或者细胞表观遗传变异的分支学科，主要研究不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传变化。,DNA甲基化、遗传印记、基因表达的重新编程等,优生学：用遗传学的原理和手段来提高人类素质的一门学科。,基础优生学社会优生学临床优生学环境优生学演进优生学,爱德华兹1925年生于英国曼彻斯特。二战后，他先后在威尔士大学和爱丁堡大学学习生物学，并于1955年获得博士学位。1958年，他开始在英国国家医学研究中心工作，并开始了他对人体受孕过程的研究。上世纪60年代，爱德华兹与斯特普托共同建立了世界上第一个体外受精研究中心。,体外受精技术又称试管婴儿技术，1978年7月25日，世界上第一个试管婴儿诞生。在接下来的数年中，爱德华兹和他的同事们进一步完善了这一技术，并向全世界推广。目前，全球已有大约400万人通过体外受精技术出生，其中许多人通过自然方式生育了下一代。2009年爱德华兹获得诺贝尔生理学奖。,第三节 遗传性疾病的概述,疾病,在一定条件下，某些特定致病因素与生物体交互作用产生的一种损伤（致病）与抗损伤（保护）的过程。遗传性疾病简称遗传病，是由于遗传物质改变所引起的疾病。,一、遗传性疾病的特征,1.垂直传递2.先天性和终生性 大多数遗传病为先天性和终生性，如血友病、Down综合征等。但先天性疾病不一定是遗传病，如胎儿在宫内感染天花造成出生时脸上有瘢痕。而不少遗传病出生时毫无症状，要到一定年龄才发病，如肌营养不良到儿童期发病，Huntington舞蹈病发病于25-45岁，痛风好发于30-50岁。 但先天性疾病不都是遗传病，如妊娠早期孕妇感染风疹病毒，可使婴儿出生时患先天性心脏病或先天性白内障等。,3.家族聚集性 家族性疾病是指表现出家族聚集现象的疾病，即一个家庭中有两个以上成员患病。 家族性疾病并不一定就是遗传病。一个家族有多个成员患同一疾病(如结核病、肝炎)可能由共同的生活环境所引起。夜盲也常有家族性，但它显然并非遗传病，而仅为维生素A缺乏所致。 遗传病往往表现为家族性疾病，也可能呈散发性，因为正常亲代的生殖细胞发生了基因突变或染色体畸变而使子代得病。有些遗传病还可能有不外显的个体，患者的出现也可呈散发性。,4.遗传病在亲代和子代中按一定比例出现,二、遗传性疾病的类型,（一）单基因病(single-gene disorders) （二）多基因遗传病(polygenic disorders) （三）染色体病(chromosome disorders) （四）体细胞遗传病(mitochondrial genetic disorders),9470种,10126种,566种,30种,100种,（一）单基因病 如果一种遗传病的发病涉及一对基因，这对 基因就称为主基因，它所导致的疾病就称为单基因病。 1、常染色体显性遗传病 2、常染色体隐性遗传病 3、X连锁显性遗传病 4、X连锁隐性遗传病 5、Y连锁遗传病 6、线粒体病,1、常染色体显性遗传病 主基因位于1-22号染色体上，杂合时即可发病。 多指、并指、软骨发育不全,软骨发育不全的患儿,软骨发育不全,2、常染色体隐性遗传病 主基因位于1-22号染色体上，纯合时才发病；杂合时不发病。白化病、镰状细胞贫血、半乳糖血症、苯丙酮尿症,3、X连锁显性遗传病 主基因位于X染色体上,抗维生素D性佝偻病,4、X连锁隐性遗传病 主基因位于X染色体上,5、Y连锁遗传病 主基因位于Y染色体上，有致病基因即发病。,6、线粒体病 线粒体中也含有DNA，称为mtDNA，它们也编码某些基因，这些基因的改变也可导致某些疾病。 线粒体病为母系遗传。,二、多基因病 一些常见的疾病和畸形，有复杂的病因，既涉及遗传基础，又需要环境因素的作用才发病，称为多基因病。 微效基因,无脑儿、唇裂(兔唇)、高血压、冠心病、精神分裂、哮喘等,三、染色体病,染色体数目或者结构的改变所致的疾病。,常染色体异常：21、18、13三体综合症等,性染色体异常：XXY、XXX、XYY等,数目异常,结构异常,常染色体异常：5p-综合症,性染色体异常：X等臂染色体等,5p-综合症患儿,患儿由于喉肌发育不良致哭声尖弱、音质单调，似猫叫，声波异常。面容特殊，智力低下。 发病率：1/50000。,A猫叫声 B患儿哭声 C正常儿哭声 5p-综合症患儿的哭声声波图,四、体细胞遗传病,体细胞中遗传物质改变所致的疾病。 肿瘤,三、遗传性疾病和环境因素的关系 几乎所有的遗传性疾病是遗传与环境因素共同作用的结果。,1 完全由遗传因素 决定发病,2 基本上由遗传因素决定，但需环境中一定诱因的作用。 苯丙酮尿症（经典型）：遗传因素食物诱因 蚕豆病：G-6-PD缺乏+蚕豆,患者缺乏苯丙氨酸羟化酶，出生后一旦进食苯丙氨酸含量高的食物（如母乳或牛奶），即可引起体内苯丙氨酸累积中毒而发病。,苯丙酮尿症,3遗传和环境因素对发病都有作用,（1）遗传因素（2）感染或损伤（3）母亲孕期患病（4）母亲孕期服药（6）母亲孕期受大剂量X线照射,遗传因素和环境因素对发病都有作用，其中遗传因素所起的作用的大小称为遗传度。,唇裂、腭裂、先天性幽门狭窄等，