遗传学14临床5多基因遗传病 ppt课件

作者：程晓丽 第十四章 作者：程晓丽 人类的一些遗传性状或疾病不是由一对等位基因 决定，其遗传基础是多对基因，它们对该遗传性状或 疾病形成的作用是微小的，称为微效基因。多对微效 基因累加起来可以形成明显的表型效应，称为加性效 应，这些基因称为加性基因。 多基因性状或遗传病的形成除受微效基因影响外 ，也受环境因素的影响，所以这种遗传方式称为多基 因遗传或多因子遗传。 定义 作者：程晓丽 多基因表型：身高 作者：程晓丽 多基因表型：体重 作者：程晓丽 多基因表型：肤色 作者：程晓丽 多基因遗传单基因遗传 受多基因控制及 环境因素影响 由一对等位 基因控制 性状 有明显的相对 性和不连续性 无质的差别、呈 连续的量变特征 性状间差别甚微 、界线难辨 相对性状界线 分明,互不混淆 性状 变异 性状 辨别 单基因遗传与多基因遗传的区别 作者：程晓丽 第一节: 多基因遗传 一、质量性状与数量性状 质量性状 定义：单基因遗传的性状是由一对 基因控制的，性状的变异在一个群 体中分布也是不连续的，这样的性 状称为质量性状 。如： 红花、白花。 作者：程晓丽 数量性状 是指多基因遗传的性状，该性状在群 体中的变异分布是连续的。界限不清 楚，不易分类的性状。 如身高、 体重、牛 的产奶量 、鸡的产 蛋量、小 麦的株高 、穗长、 千粒重等 。 作者：程晓丽 质量性状： 完全显性： AA、Aa aa 数量性状： 140 150 160 170 180 190 (cm) 40 30 20 10 0 平均值 身高遗传 不完全显性： AA Aa aa 作者：程晓丽 数量性状质质量性状 受多基因控制及 环境因素影响 由单基因控制性状 有明显的相对 性和不连续性 无质的差别、呈 连续的量变特征 性状间差别甚微 、界线难辨 相对性状界线 分明,互不混淆 性状 变异 性状 辨别 个体 变异 可明显分为2 -3个群体 呈正态分布 二者区别： 作者：程晓丽 质量性状和数量性状的划分不是绝对，同 一性状在不同亲本的杂交组合中可能表现 不同。 例：植株的高度是一个数量性状，但在有 些杂交组合中，高株和矮株却表现为简单 的质量性状遗传。 二者的联系： 作者：程晓丽 并指 型 AA/Aaaa AD完全显性 患 者 群 体 正 常 群 体 例 1 由单基因控制性状 有明显的相对性和 不连续性 相对性状界线分明, 互不混淆 性状 变异 性状 辨别 个体 变异 可明显分为2个群 体 质量性状的变异 作者：程晓丽 PP Pp pp 正 常 携带者 患 者 基因型 genotype 表现型 phenotype (苯丙酮尿症 AR) PPPp pp 由单基因控制性状 有明显的相对性和 不连续性 相对性状界线分明, 互不混淆 性状 变异 性状 辨别 个体 变异 可明显分为23 个群体 群体中苯丙氨酸 羟化酶含量的变异 例 2 质量性状的变异 作者：程晓丽 数量性状变异分布图 165 160170 155175145185 150180 10 20 30 40 50 60 70 身高cm 变 员 数 受多基因控制及 环境因素影响 性状 无质的差别、呈 连 续的量变特征 性状间差别甚微 、界线难辨 性状 变异 性状 辨别 个体 变异 呈正态分布 随机群体的身高调查 例4 作者：程晓丽 二、二、多基因假说 1.数量性状的遗传基础也是基因,但不是一对基因, 而是两对以上的基因. 2. 遗传方式仍遵循孟德尔定律，等位基因间无显 隐性之分,都是呈共显性. 3.每对基因所起的作用都是微小的,称为微效基因, 对表型的影响微小，但每对基因的作用可以累加,并 可产生一个明显的效应,此现象称为积累效应 4.数量性状的形成除受基因的遗传基础影响外， 还受环境因素的影响. 作者：程晓丽 皮肤颜颜色，两对对基因控制。A- A, B- B 黑色A,B;白色A,B 例 一 作者：程晓丽 例 二 人身高的遗传图 作者：程晓丽 1.两个极端变异(纯合子 homozygous)的个体婚 配,其子一代都是中间类型,但环境因素的影响会 使个体间在一定范围内发生变异. 三、三、多基因遗传特点 作者：程晓丽 AABB aabb AaBb 例 1 假设:有两对非连锁的基因决定皮肤颜色， 黑色A，B；白色a,b 皮肤颜色 作者：程晓丽 例 2 假设:有三对非连锁的基因决定人类的身高， ABC对身高发育的增强作用高于abc . abc abc ABC ABC ABC abc F1 身 高 作者：程晓丽 2.两个中间类型的子一代个体婚配所产生的子 二代个体,大都属于中间类型的个体,但其变异 范围比子一代更广泛，有时会出现极端变异个 体. 三、三、多基因遗传特点 作者：程晓丽 AaBb 配子 AB Ab aB ab AB Ab aB ab fathermother AABB AABb AaBB AABb AaBB AaBb AAbb AaBb AaBb aaBB AaBb aabb Aabb aaBb Aabb aaBb 9 种 基 因 型 5个等级 例 1 作者：程晓丽 ABC abc F2 27种基因型 例 2 0162 1152 2142 3132 4122 5112 6102 17 35 26 4 7个等级 子二代身高变异 作者：程晓丽 3.在一个随机婚配的群体中,变异范围十分广泛, 但大多数个体仍然接近于中间类型,极端变异 的个体很少. 三、三、多基因遗传特点 作者：程晓丽 多基因 环境因素 共同作用的结果 环境因素 基因分离、自由组合 变异的产生 起重要作用 作者：程晓丽 回归现象 数量性状在遗传过程中子代向人群的 平均值靠拢，即为回归现象。 双亲身高平均值低于群体平均值，子女身 高平均值就高于其双亲平均值，接近群体 平均值。 双亲身高平均值高于群体平均值，子女身 高平均值就低于其双亲平均值，接近群体 平均值。 作者：程晓丽 第二节：多基因遗传病 人类的一些常见疾病：如高血 压糖尿病、冠心病、精神分裂 症、哮喘、癫痫等 人类常见的先天畸形：如唇(腭) 裂脊柱裂、无脑儿、先天性幽 门狭窄等等。 作者：程晓丽 作者：程晓丽 作者：程晓丽 作者：程晓丽 作者：程晓丽 一些常见的先天畸形和常见而病因复杂的疾病， 其发病率一般都超过1/1000，疾病的发生都有一定的 遗传基础，并常出现家族倾向，但不是单基因遗传， 患者同胞的发病率不遵循1/2或1/4的规律，大约仅1%- 10%，表明这些疾病有多基因遗传基础，故称为多基因 病。正因为它们的遗传基础很复杂，属于复杂遗传病 。 作者：程晓丽 多基因 遗传病 多对微效基因累加效应 累加基因 环境因素 复杂疾病 多基因遗传病： 指受多对基因控制，同时也受 环境因素影响的疾病。 表现出 作者：程晓丽 一、易患性与阈值一、易患性与阈值 易患性：多基因遗传病的发生中，一 个个体在遗传因素和环境因素共同作用下 患某种多基因遗传病的风险（可能性）。 易感性：在多基因病中，仅由遗传基 础决定的一个个体患某种多基因遗传病的 风险，称为易感性。 作者：程晓丽 易患性 高 低 群体 易患性 正 态 分 布 极端个体少 中间个体多 发病可能性高 发病可能性低 作者：程晓丽 阈值(T) 当一个个体易患性高达一定限度时,将引发 疾病,此限度即为阈值。 易 患 性 低高 5 10 15 20 易 患 性 平 均 值 T 群体发病率 群体易患性变异分布示意图 阈值 正常人 患者 阈值标志着: 在环境条件相同的前提下，阈值标志着患病 所必须的最低的致病基因数量。 阈值的作用: 阈值将易患性连续变异、呈正态分布的群体分 成正常群体和患者群体两部分。 作者：程晓丽 群 体 1 群 体 2 阈 值 易 患 性低 高 发病率0.13% 发病率2.3% 易患性平均值离阈值间距离越近群体发病率越高。 阈 值 易 患 性低 高 易 患 性 平 均 值 易 患 性 平 均 值 作者：程晓丽 群体发病率 2.3% 80 70 60 50 40 30 20 10 变 员 数 群体发病率0.13% 阈值 低 0 1 2 3 高 易患性 群体易患性平均值与阈值相距越远 则易患性平均值越低 、阈值越高 ，发病率越低 。 群体易患性平均值与阈值相距越近， 则易患性平均值越高，阈值越低，发病率越高。 易 患 性 平 均 值 作者：程晓丽 如何估算易患性 个体易患性能否直接估算？ 群体易患性平均值的高低如何估算？ 个体易患性的高低只能间接通过子代的发 病情况做出简单推测. 群体易患性平均值的高低可通过群体发病率 做出估计. 作者：程晓丽 多基因遗传病的形成受遗传因素和环境因素双重 影响。其中遗传因素所起作用的大小叫遗传率，或称 遗传度,百分率(%)表示。 70% 40% 100% 遗传因素起重要作用 易患性变异和发病完全有遗传因素决定 环境因素起重要作用 二、遗传率 多基因遗传病的遗传率越高，遗传因素作用就 越大;遗传率越低，则环境因素的作用就越大 特点: 作者：程晓丽 三、多基因病遗传特点 1. 1. 家族聚集倾向家族聚集倾向 2. 2. 群体发病率一般均高于群体发病率一般均高于1 1, , 亲缘系数相同时，亲缘系数相同时， 发病风险也相同发病风险也相同 患者亲属的发病率高于群体发病率。绘成的系谱不符合单患者亲属的发病率高于群体发病率。绘成的系谱不符合单 基因遗传特点，不能用单基因遗传方式的特点来加以说明基因遗传特点，不能用单基因遗传方式的特点来加以说明 , ,发病率远低于发病率远低于1/2 or 1/2 or 。 3.3.随着亲属级别的降低随着亲属级别的降低, ,发病风险也迅速降低发病风险也迅速降低 如患者的父母、同胞和子女均为一级亲属，其发病风险相同 图示 作者：程晓丽 G213 阈值 一般群体和患者1、2、3级亲属多基因发病率的比较。 易患性 变 员 数 作者：程晓丽 5 5. . 发病率有种族或民族差异，因为不同发病率有种族或民族差异，因为不同 种族遗传基础不同种族遗传基础不同 疾病 发病率 中国美国 脊柱裂 0.0030.002 无脑儿 0.0050.005 唇裂腭裂0.00170.0018 先天性畸形足 日本 0.003 0.006 0.003 0.0080.0140.055 4 4. . 近亲婚配，子女发病风险也增高，近亲婚配，子女发病风险也增高， 但但 不如常染色体隐性遗传病那样明显。不如常染色体隐性遗传病那样明显。 作者：程晓丽 四、 多基因遗传病复发风险估计 群体发病率群体发病率 遗遗 传传 度度 1 1级亲属发病率级亲属发病率 当当 P =P =0.1%0.1% 1%1% h h2 2= = 70%70% 80%80% 80% 80% P P F F 1%P 1% P 1%P 1% 作者：程晓丽 例如：消化性溃疡的群体发病率为4% 遗传率为37% 遗传率 作者：程晓丽 2. 2. 家庭中发病人数越多家庭中发病人数越多, , 亲属发病风险越高亲属发病风险越高 例如，唇腭裂群体患病率为 0.17，一对表型正常的人 婚配，第一胎罹患风险0.17 。如已生有一个此病患儿 ，第二胎风险约4。如已生 有二胎此病的患儿，第三胎 风险10。 表明患儿的双亲带有更多的 易患性基因，易患性更接近 阈值，所以再次生育时风险 增高。 阈值 易患性 低 高 夫妇携带的 易患性基因少 夫妇携带的 易患性基因多 作者：程晓丽 病情病情重者重者的亲属发病风险的亲属发病风险高于高于病情病情轻者轻者 唇、唇、腭裂 患患 者者 一级亲属一级亲属 复发风险复发风险 单侧唇裂唇裂 2.6% 单侧唇裂唇裂腭裂 双侧唇裂唇裂腭裂 4.21% 5.6% 双侧唇裂腭裂 （带易患性基因多） 易患性 低 阈值 单侧唇裂患者 （带易患性基因少） 高 3、患者的严重程度与再发风险 作者：程晓丽 发病风险有发病风险有性别性别差异时，发病低的性别后差异时，发病低的性别后 代发病风险相对较高。代发病风险相对较高。 发病率发病率低低的性别的性别子代发病率子代发病率高高 发病率发病率高高的性别的性别 子代发病率子代发病率低低 4、患病存在性别差异时与再发风险 作者：程晓丽 先天性 幽门狭窄