基因检测解析ppt课件

*1 基因检测 *2 人类基因组计划 The Human Genome Project *3 人类基因组计划 带给我们什么? 基因组 信息 翻译 临床应用 保健应用 基因检测成为重要的医学检查手段 *4 “人类基因组计划的完成为医学提供了大量信 息，目前已经有700余种疾病的基因诊断技术用于 临床。越来越多的基因诊断技术已用于广大人群 ，主要用于： 1. 疾病相关基因变异携带者的发现 2. 常见疾病的遗传风险预测和提示 3. 指导个体化用药 基因检测和其它正在发展遗传筛选和预防技 术将对人类的健康医疗产生巨大的影响。” 美国国家疾病控制中心基因检测部 *5 一. 什么是基因？ 基因是DNA起作用的单位。DNA含有 大量的化学信息数据库，携带合成所有细胞 所需蛋白质的整套信息。每个基因含有一套 指导信息，通常编码一个特定蛋白。 *6 DNA 与染色体结构 DNA 分子 (chromosome) 碱基 A T G C *9 23 对染色体 32 亿碱基对 人类细胞含 有两套染色 体，一套来 自于父亲， 一套来自于 母亲。 *10 二. 基因是如何工作的？ 虽然每个细胞含有一套完整的基因， 但是细胞使用基因的时候是有选择性的， 使得脑细胞与骨细胞不同。 一个正常细胞只会激活实时需要的基 因而抑制其它基因的活力。 基因通过它 们所编码的蛋白质决定人体的特征，包括 人体如何应对环境带来的挑战 *11 氨基酸 Lysine side chain 20 种不同的氨基酸 Basic Structure of an Amino Acid Graphic Representation of an Amino Acid Lysine Carboxyl group Amino group *12 基因到蛋白质 I DNA T A C G C A A T A T G C A T T A U G C G U U A U A C G U A A mRNA *13 Ribosome mRNA tRNA A Codons: AUG=Methionine=Start CGU=Arginine UAU=Tyrosine ACG=Threonine UAA=Stop Methionine Arginine Threonine Tyrosine U G C G U U A U A CU A AG StopTyrosineMethionine ThreonineArginine 基因到蛋白质 II *14 蛋白质折叠与功能 Amino acid chain grows and folds into a 3-D structure. *15 三. 基因是如何引发疾病的？ 一个人的健康依赖于上千个蛋白 质持续共同作用，在正确的地方以正 确的数量一起发挥作用。 基因正确性决定蛋白质的正确性 。 蛋白质的正确性决定了人体健康。 *16 在最近的10年中，对于人类遗传学的研究得到了长 足的发展。目前超过4000种疾病(例如镰刀细胞贫血 症和囊性纤维性变病)被证实是具有遗传性的，并且 在家族中传递。现在已经知道在普通条件下，如心脏 病、糖尿病和多种癌症中我们基因发生的变化都起到 了重要作用。 基因与人类健康密切相关 *17 基因与疾病有关 许多疾病可以追溯到我们自身的基因上。 单基因疾病: 一个基因的异常引起的疾病， 从母亲和/或者父亲那里继承的突变基因相关 。 多基因疾病: 疾病的发生与多个基因有关， 常见疾病如心血管病, 糖尿病,大多数癌症, 老年性痴呆等与多种基因，以及环境和基因 互相作用相关。 *18 单基因疾病仅与一个特定的基因密切相 关，大多数比较少见的遗传性疾病属于这一 类。在这类疾病发生原因中单个基因突变的 影响力可以达到80%以上。 红绿色盲 血友病 白化病 苯丙酮尿症（简称PKU） *19 单基因疾病分类: AD: 常染色体显性遗传 AR: 常染色体隐性遗传 XD: X染色体显性遗传 XR: X染色体隐性遗传 Y- : Y连锁遗传 *20 多基因疾病有一定的遗传基础和家族聚集现象， 它不取决于一对基因，而是几对基因。同时， 还受环境因素影响，它不遵守孟德尔遗传定律。 易感性：susceptibility 由遗传因素决定的患病的风险，在一定的环境条 件下，易感性的高低可以代表易患性的高低。多基 因病，遗传因素决定的不是疾病本身，而是这种疾 病的遗传易感性。 有遗传易感性的个体能否发病，取决于各种遗传因 素和环境因素的相互作用，包括饮食、活动、有害 因子等。 *21 1.疾病症状与几个或者更多突变等位基因 有关, 2.各个基因分别对疾病只产生小的影响, 3.基因的表现受到大量外界因素的影响。 多基因疾病与多个基因有关，如高血压病 与近20个基因有关。癌症、高血压病、糖 尿病、老年性痴呆、中风、冠心病等，大 多数疾病与基因的关系是： 疾病是基因与外界因素相互作用的结果, 基因突变并不一定导致疾病。因此 通过基因检测了解等位基因的突变, 可以调节外界因素(生活环境/生活习惯/ 饮食)。做到避免或延缓疾病，或减轻症状，及早治疗。 *22 基因的变异 每个人的基因系列基本是一样的 但是每个基因有不同的形式等位基因 受累的 父亲 正常的 母亲 受累受累正常正常 *23 基因突变的方式: 基因上单个碱基的突变， 基因的片段的丢失和增加 拷贝数增加 染色体异常 *24 基因的变异（遗传角度）是如何发生的？ 遗传性突变(生殖性突变 ) 从父母亲那里继承的 获得性突变(体细胞突变) 体细胞突变在个别细胞DNA中出现 *25 基因突变可能产生三种后果： 1.不影响编码蛋白的结构和功能 2.蛋白质仍有功能，但有缺陷 3.蛋白质会完全失去作用 *26 人类基因组的变异 个体 1个体2 = DNA中的变异 *27 不造成后果的变异 = 不造成后果的变异 *28 造成后果的变异 = 造成后果的变异 *29 造成疾病的变异 = Variation in DNA that causes harmful change 血友病 A （hemophilia A）是 凝血因子VIII 缺乏 所导致的出血性疾 病，约占先天性出 血性疾病的85% 。 *30 造成潜在疾病的变异 多年后 = 造成潜在疾病的变异 *31 四. 疾病相关的基因变异如何遗传？ 基因是成对出现的，从父母中各自继承一个 拷贝。许多基因具有大量的变异形式，称为 等位基因。 一个显性等位基因可以掩盖一个正常的等位 基因。一个隐性基因会由于它的处于其它染 色体上对应等位基因发生失活或者丢失变得 显性。 *32 在显性遗传疾病中，如 果受到影响的父母亲具 有一个引起疾病的等位 基因，而且它可以掩盖 另一个相对的正常等位 基因，那么这个家庭的 每个孩子有50的可能 继承这个疾病的等位基 因而得病。 *33 常染色体显性遗传病 1 亨廷顿舞蹈症：进行性神经性疾病，其 特征为运动异常（舞蹈症），痴呆，平均发 病年龄大约岁。 1 1 2 2 3 4 *34 在隐性遗传疾病中，父母 亲没有疾病，但都携带有 一个正常的等位基因和一 个突变的等位基因。每个 孩子有四分之一的可能继 承两个突变等位基因而患 病；四分之一的可能继承 两个正常等位基因，以及 二分之一可能继承一个正 常一个突变的等位基因而 成为象父母一样的携带者 。 *35 常染色体隐性遗传 1 白化病 先天性高度近视等 *36 镰状细胞贫血（AR，11p15.5） 1.Hb Hb 表现为镰状细胞病 2.Hb Hb 镰状细胞特征 3.双杂合子：类似于纯合子 镰状细胞贫血：在非裔美国人中约占8%。 镰状细胞阻塞微循环，导致内脏器官严重 损伤。 常染色体隐性遗传 2 *37 然而，大多数疾病和特征并不遵循 简单的遗传方式；基因的表现受到大量 因子的影响。并不是所有的突变等位基 因都可以导致疾病的产生。甚至是显性 等位基因BRCA1乳腺癌易感性基因在65 岁患病风险是80而不是100。这个数 字表明：某个基因突变导致疾病产生的 可能性称为外显率。 *38 五. 什么是基因检测？ 基因检测： 在遗传学和医学的基础上基因检测技术。运用生 物分子手段，通过对人体是否携带某种疾病的易 感基因进行检测和分析，从而对受检者患某种疾 病的风险高低进行预测，为受检者提供相应的健 康指导，以便有针对性地展开疾病预防。 *39 不同类型的基因检 测被用于： 寻找染色体整体异 常 基因内和临近片断 的变异 基因的表达程度 *40 基因检测的分类 诊断性基因检测 多数用于有症状单基因疾病诊断 单基因疾病症状出现前的诊断 预测性基因检测 多数用于多基因常见疾病的遗传风险预测 个体化用药基因检测 用于指导临床药物治疗 *41 基因组检测可以用于寻找疾病的易感者。 新生儿单基因遗传病的筛选。 携带者测试可以用来帮助了解他们是否携 带异常基因,避免将其传递给他们子代的风险 。 基因检测也被用于个体化治疗: 如指导硝 酸 甘油用于治疗冠心病。 基因检测还被用于指导个体化的医疗和保 健。 六. 基因组检测有什么用处？ *42 目前在基因测定中所得到的结果聚 焦于预测性基因检测： 这些检测是在出现任何症状前鉴定 人们患有某种病的可能性。现在已经可 以对1318种疾病进行检测，而随着越来 越多的疾病相关基因被发现，意味着可 以进行更多种的检测。 *43 七. 基因检测可以预测哪 些类型的疾病？ 预测性基因检测寻找那些因为单基因错 误的遗传而导致的“家族性疾病” 如镰刀样 贫血等。 预测性基因检测可以判断常见的多基因 遗传性疾病的发病风险如老年型痴呆, 心 血管疾病，失明，癌症等。 *44 所有的癌症都是与基因相关的，是由突 变基因所引发的。然而，只有少量癌症是遗 传的：生殖细胞携带突变，从一代传到下一 代，而使得人体中所有细胞都出现这个突变 。 发现与常见癌症相关的突变基因, 携带 有癌症基因的人更倾向于在年轻时就产生癌 症，但是这类遗传性(或者家族性)癌症大约 占到了所有癌症的510。 基因和癌症间的联系 *45 癌症通常起源于一个体细胞。细胞从正 常转化成恶性需要经历一系列明显阶段，每 个阶段受到一个或者一套基因的控制,遗传性 癌症患者已经具备了第一步的突变。 大多数癌症起源于基因的随机突变，整 个生命周期中他们在人体细胞中产生，发展 要么是在细胞进行分裂时产生的错误，要 么是应对于环境因素例如辐射或者化学物质 所产生的损伤。 *46 *47 八. 预测性基因检测 能告诉你什么？ 一个精确的基因检测可以告诉你你是否 具有或者不具有某种疾病相关基因变异。如 果你有了这种基因，还有各种外界因素会影 响到这个基因的外显率，它们的综合效应才 决定你是否真正发病。 几乎每一个具有家族性结肠腺瘤基因型 的人都会在某天发展成结肠癌。另一方面， 携带BRCA1乳腺癌易感基因的妇女有80的 几率在65岁时发展成乳腺癌；她们的风险很 高，但不是绝对的。 *48 评估干预方式 家族疾 病史 推荐个体化的预防措施 家族的遗传学检测, 推荐个体化的预防措施 推荐标准的预防措施一般风险 中等风险 高风险 / 遗传风险 疾病风险分类 *49 九. 基因检测的好处是什么？ 出身于高危家族的人们生活在未知的恐惧 中。一个阴性检测可以带来极大的心理缓解作 用，而一个阳性检测也会带来好处。它可以消 除不确定性，让人们可以决定自己的未来。 一个阳性检测可以让人们得到最好的生存 机会，降低生病的风险。了解疾病的遗传风险 ，可以采取干预措施，降低发病的几率，提高 健康水平和生活质量，延长寿命。 *50 跟踪会引起遗传性癌症的基因可以对所 有癌症研究有所帮助 ，通过对癌症基因的 鉴定，科学家能够对所有癌症病人进行研究 。 1.基因和基因标志也提供了改进癌症诊 断和治疗的方法。 2.在疾病高危人群中对药物进行测定可 以更有效率地评估疾病预防药物的作用。 *51 一种疾 病的基 因检测 一类疾 病的基 因检测 基因检测的发展趋势 癌症 心血管疾病 自身免疫性疾病 精神障碍性疾病 整体的 基因检 测 技术上可以 ， 信息需进一 步 完善。 地中海贫 血囊性纤 维病 *52 十. 基因检测的局限性 大多数常见疾病是多基因的疾病，是环 境因素与遗传因素互相作用才导致疾病。所 以对基因检测的结果要准确理解。 目前，预测性基因检测的结果对多基因 疾病来说大多数提示可能性，而不是确定性 。阳性结果可能带来心理冲击，对家庭和社 会关系的影响。 *53 难点及缺点 ： 1.需要具有医学和遗传学知识的专业人员。 2.基因检测是重要的医学检查新技术, 具有其 它方法所没有的特点。但是基因检测不能替 代体检和实验室检验，而是应该结合分析。 3.基因检测不能检查人类所有的疾病， 目前 可以用于一千余种与遗传有关的疾病，以后 随着研究的深入会扩大。 *54 十一. 谁应该选择基因检测？ 具有以下条件的个体应该选择基因检测： 有疾病家族史的成员, 家族中有一个或者两 个以上亲属患病。 接触疾病危险因素的个体。 有可疑的疾病先