基因与疾病.pptx

基因与疾病 第十组 基因 基因 遗传因子 是遗传的物质基础 最少构成生命需要382个基因 是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列 基因通过复制把遗传信息传递给下一代 使后代出现与亲代相似的性状 也通过突变改变这自身的缔合特性 储存着生命孕育 生长 凋亡过程的全部信息 通过复制 表达 修复 突变 完成生命繁衍 细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程 生物体的生 长 病 老 死等一切生命现象都与基因有关 它也是决定生命健康的内在因素 基因 基因有两个特点 一是能忠实地复制自己 以保持生物的基本特征 二是基因能够 突变 突变绝大多数会导致疾病 另外的一小部分是非致病突变 非致病突变给自然选择带来了原始材料 使生物可以在自然选择中被选择出最适合自然的个体 人体基因组图谱好比是一张能说明构成每个人体细胞脱氧核糖核酸 DNA 的30亿个碱基对精确排列的 地图 科学家们认为 通过对每一个基因的测定 人们将能够找到新的方法来治疗和预防许多疾病 如癌症和心脏病等 该图非常形象地把基因家族的基因片段描绘出来 DNA 基因与疾病的关系 人的疾病和基因又有什么关联呢 人生病有各种各样的因素 但不外乎于内因和外因两类 内在的因素最根本的就是基因 现在医学研究表明 所有的疾病或多或少都和基因有一些关联 主要是由于基因的改变 突变和表达的改变造成的 所以说为什么人会生病看来是个简单的问题 其实却是目前我们医学遗传研究学中最基本的问题 一般来讲 人体内大约有四万个基因 但不是说每个基因都是正常的 有些是有缺陷的 而这些有缺陷的基因往往成为致病基因 目前 一般来说看上去正常的 没有病的健康人 他身上都带有5个至6个致病基因 只不过他身体内还有一套正常的基因代替致病基因在起作用 因而致病基因没有表现出来 基因病 以基因组学为基础 从疾病和健康的角度考虑 人类的疾病直接或间接与基因有关 如所有的遗传病 都是由于基因结构异常或基因表达异常所引起的 有些疾病则是环境因素与遗传因素综合作用的结果 如吸烟引起肺癌 因此有基因病之称 根据这个概念 人类疾病大致分为以下三类 1 单基因遗传病 单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病 有6600多种 并且每年在以10 50种的速度递增 单基因遗传病已经对人类健康构成了较大的威胁 较常见的有红绿色盲 血友病 白化病等 根据致病基因所在染色体的种类 通常又可分五类 一 常染色体显性遗传病二 常染色体隐性遗传病三 X染色体显性遗传病四 X染色体隐性遗传病五 Y染色体遗传病 一 常染色体显性遗传病 致病基因为显性并且位于常染色体上 等位基因之一突变 杂合状态下即可发病 致病基因可以是生殖细胞发生突变而新产生 也可以是由双亲任何一方遗传而来的 此种患者的子女发病的概率相同 均为1 2 此种患者的异常性状表达程度可不尽相同 常见常染色体显性遗传病的病因和临床表现1 多指 趾 并指 趾 临床表现 5指 趾 之外多生1 2指 趾 有的仅为一团软组织 无关节及韧带 也有的有骨组织 2 珠蛋白生成障碍性贫血 病因 珠蛋白肽链合成不足或缺失 临床表现 贫血 3 多发性家族性结肠息肉 病因 息肉大小不等 可有蒂 也可以是广底的 分布在下段结肠或全部结肠 临床表现 便血 常有腹痛 腹泻 4 多囊肾 病因 肾实质形成大小不等的囊泡 多为双侧 临床表现 腹痛 血尿 腹部有肿块 高血压和肾功能衰竭 5 先天性软骨发育不全 病因 长骨干骺端软骨细胞形成障碍 软骨内成骨变粗 影响骨的长度 但骨膜下成骨不受影响 临床表现 四肢粗短 躯干相对长 垂手不过髋关节 手指短粗 各指平齐 头围较大 前额前突出 马鞍型鼻梁 下颏前突 腰椎明显前突 臀部后凸 6 先天性成骨发育不全 临床表现 以骨骼易折 巩膜蓝色 耳聋为主要特点 7 视网膜母细胞瘤 临床表现 视力消失 瞳孔呈黄白色 发展可引起青光眼 眼球突出 常染色体显性遗传方式 二 常染色体隐性遗传病 致病基因为隐性并且位于常染色体上 基因性状是隐性的 即只有纯合子时才显示病状 此种遗传病父母双方均为致病基因携带者 故多见于近亲婚配者的子女 子代有1 4的概率患病 子女患病概率均等 许多遗传代谢异常的疾病 属常染色体隐性遗传病 按照 一基因 一个酶 或 一个顺反子 一个多肽 的概念 这些遗传代谢病的酶或蛋白分子的异常 来自各自编码基因的异常 常见常染色体隐性遗传病的病因和临床表现1 白化病 病因 黑色素细胞缺乏酪氨酸酶 不能使酪氨酸变成黑色素 临床表现 毛发银白色或淡黄色 虹膜或脉络膜不含色素 因而虹膜和瞳孔呈蓝或浅红色 且畏光 部分有曲光不正 斜视及眼球震颤 少数患者智力低下 2 苯丙酮尿症 肝脏中缺乏苯丙氨酸羟化酶 使苯丙氨酸不能氧化成酪氨酸 只能变成苯丙酮酸 大量苯丙氨酸及苯丙酮酸累积在血和脑积液中 并随尿排出 对婴儿神经系统造成不同程度的伤害 并抑制产生黑色素的酪氨酸酶 致使患儿皮肤毛发色素浅 临床表现 不同程度的智力低下 皮肤毛发色浅 尿有发霉臭味 发育迟缓 3 半乳糖血症 病因 由于 1 磷酸半乳糖尿苷转移酶缺乏 使半乳糖代谢被阻断 而积聚在血 尿 组织内 对细胞有损害 主要侵害肝 肾 脑及晶状体 临床表现 婴儿出生数周后出现体重不增 呕吐 腹泻 腹水等症状 可出现低血糖性惊厥 白内障 智力低下等 4 粘多糖病 病因 粘多糖类代谢的先天性障碍 各种组织细胞内积存大量的粘多糖 形成大泡 临床表现 出生时正常 6个月到2岁时开始发育迟缓 可有智力及语言落后 表情呆板 皮肤略厚 似粘液水肿 可有骨关节多处畸形 5 先天性肾上腺皮质增生症 病因 肾上腺皮质合成过程中的各种酶缺乏 临床表现 女性患者男性化 严重者可呈两性畸形 男性患者外生殖器畸形 假性性早熟 可合并高血压 低血钾等症状 常染色体隐性遗传方式 三 X染色体显性遗传病 X染色体显性遗传病病种较少 有抗维生素D性佝偻病等 这类病女性发病率高 这是由于女性有两条X染色体 获得这一显性致病基因的概率高之故 但病情较男性轻 男性患者病情重 他的全部女儿都将患病 常见X染色体显性遗传病的病因和临床表现1 抗维生素D佝偻病 病因 甲状腺功能不足 影响体内磷 血钙的代谢过程 致使血磷降低 且维生素D治疗效果不好 临床表现为 身材矮小 可伴佝偻病和骨质疏松症的各种表现 2 家族性遗传性肾炎 病因 肾小管发育异常 集合管比常人分支少 呈囊状 远曲小管薄 但近曲小管变化轻 临床表现为 慢性进行性肾炎 反复发作性血尿 1 3 1 2患者伴神经性耳聋 X染色体显性遗传方式 常见X伴性隐性遗传病的病因和临床表现1 血友病A 病因 血浆中抗血友病球蛋白减少 AHG即第 因子凝血时间延长 临床表现 轻微创伤即出血不止 不出血时与常人无异 2 血友病B 病因 血浆中缺乏凝血酶成份PTC 即第 因子 临床表现同血友病A 3 色盲 临床表现 全色盲对所有颜色看成无色 红绿色盲为不能区别红色和绿色 4 进行性肌营养不良 病因 为原发性横纹肌变性并进行性发展 临床表现 初为行走笨拙 易跌到 登梯及起立时有困难 从仰卧到起立必须先俯卧 双手撑地 再用两手扶小腿 大腿才能站起 进行性肌肉萎缩 但一般不累及面部及手部肌肉 X染色体隐性遗传方式 五 Y染色体遗传病 这类遗传病的致病基因位于Y染色体上 X染色体上没有与之相对应的基因 所以这些基因只能随Y染色体传递 由父传子 子传孙 如此世代相传 因此 被称为 全男性遗传 常见Y染色体遗传病有人类外耳道多毛症 鸭蹼病 箭猪病等 2 多基因遗传病 多基因遗传病是遗传信息通过两对以上致病基因的累积效应所致的遗传病 其遗传效应较多地受环境因素的影响 与单基因遗传病相比 多基因遗传病不是只由遗传因素决定 而是遗传因素与环境因素共同起作用 且一般有家族性倾向 常见的多基因遗传病种 如先天性心脏病 小儿精神分裂症 家族性智力低下 脊柱裂 无脑儿 少年型糖尿病 先天性肥大性幽门狭窄 消化性溃疡 冠心病 重度肌无力 先天性巨结肠 气道食道瘘 先天性腭裂 先天性髋脱位 先天性食道闭锁 马蹄内翻足 原发性癫痫 躁狂抑郁精神病 尿道下裂 先天性哮喘 睾丸下降不全 脑积水 原发性高血压 冠心病等 基因型疾病对人类生活的影响 人类基因型疾病严重危害着人类的遗传物质 基因 给家庭带来不应有的负担和不幸 我国人类遗传病的概况 我国大约有20 25 的人中有各种基因疾病 1 我国的新生儿中 约1 3 有严重的出生缺陷或先天畸形 估计其中70 80 涉及遗传因素2 自然流产 spontaneousabortion 约占全部妊娠的7 其中约有50 是染色体畸变所造成的3 出生后 由于携带的致病基因的表达还可能出现各种遗传病 每个人一生中约3 5 的可能性患某种遗传病4 我国城市中儿童死亡的原因中 遗传病 先天畸形和恶性肿瘤是第1位 农村中 这种死因占儿童死亡原因的第2位5 在儿童医院中 住院病儿约有1 4 1 3是患有与遗传有关的疾病6 如果从人群中的患病率来估计 人群中约有20 25 的人患某种遗传病7 体细胞遗传病中的恶性肿瘤构成我国不同地区人群中死亡原因的第一位或第二位8 智力低下或智能发育不全 MR 在我国的发生率约为2 2 其中1 3以上有多基因 单基因或染色体改变的遗传基础9 据估计 每个人都是5 6种有害基因的携带者 这称为遗传负荷 geneticload 基因型疾病往往能够通过遗传来传给下一代 因此 产生了优生的概念 英国学者高尔顿在1883年首先提出了 优生学 一词 就是应用遗传学原理改善人类基因素质的科学 优生就是让每个家庭生育出健康的孩子 减少基因型疾病的产生 我国目前实行的计划生育政策 对于人口增长 提高人民健康水平和生活水平有着十分重要的意义 在控制人口增长的同时 进一步提高了人口的素质 我们必须看到 我国人口的身体素质与一些发达国家相比 在婴儿死亡率 平均寿命等各项指标方面还存在着差距 我们必须认真执行我国的人口政策 为了减少基因型疾病 我们需要执行优生的措施 1 禁止近亲结婚近亲结婚会提高基因型疾病的发病率 我国婚姻法规定 直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚 近亲主要是指直系血亲和三代以内的旁系血亲 直系血亲为直接血缘关系的亲属 即生育自己和自己所生的上下各代亲属 旁系血亲为直系血亲以外 在血缘上同出一缘的亲属 2 进行遗传咨询 遗传咨询又叫 遗传商谈 或 遗传劝导 主要包括以下内容和步骤1 医生对咨询对象和有关的家庭成员进行身体检查 并且详细了解家庭病史 在此基础上做出诊断 如咨询对象或家庭是否患有某种遗传性基因疾病 2分析遗传病的传递方式 也就是判断出是什么类型的遗传病 3推算出后代再发风险率 4 向咨询对象提出防治这种基因型遗传病的对策 方法和建议 如终止妊娠 进行产前诊断等 并且解答咨询对象提出的各种问题 3 适龄生育 女子最适合生育的年龄一般是24 29岁 由于女子的自身发育要到24 25岁才能完成 因此 过早生育对母子健康都不利 统计数字表明 20岁以下的妇女所生的子女中 各种基因型遗传病的发病率要比24 34岁的妇女所生的子女的发病率高出50 但是妇女过晚生育也不利于优生 例如 40岁以上的妇女所生的子女中 21三体综合征患儿的发病率 要比24到34岁的妇女所生的发病率高出10倍 适龄生育对于预防基因型遗传病具有重要的意义 产前诊断是指在出生前对胚胎或胎儿的发育状态 是否患有疾病等方面进行检测诊断 从而掌握先机 对可治性疾病 选择适当时机进行宫内治疗 对于不可治疗性疾病 能够做到知情选择 4 产前诊断 广义的产前诊断对象包括 反复早孕期自然流产 既往出生缺陷病史 家族分子遗传病史 神经管缺陷家族史 妊娠合并1型糖尿病 高血压 癫痫 哮喘 曾暴露于药物 病毒 环境危害 父母近亲 遗传病基因治疗 遗传病基因治疗技术的原理 是把具有正常功能的基因 通过特殊的基因载体 如病毒 或机械性方法 如微量注射 引入患某种遗传病的患者细胞内 达到根治遗传病的目的 基因治疗可以分为两类 一是体细胞基因治疗 二是生殖细胞基因治疗 前者较易于进行 后者则技术上较为复杂 并且关系到伦理问题 目前基本没有在人体上进行 基因治疗的基本要求 在试验动物中证明所插入的基因能正确进入靶细胞中插入的基因能够存留在靶细胞中并且发挥作用基因表达的水平适当 并且受机体控制对细胞无损害 严重联合免疫缺陷病 SCID 遗传病基因治疗技术现状 许多人赞同的体细胞疗法 但毫不犹豫地怀疑允许种系基因疗法可能会带来对未来不可预见的影响 也有人认为 经过适当的调控和保障 种系基因疗法是一种迄今取得的进展逻辑的延伸 道德上可以接受的程序 靶细胞选择 转基因治疗中的靶细胞选用应该是在体内能保持相当长的寿命或者具有分裂能力的细胞 这样才能使被转入的基因能有效地 长期地发挥 治疗 作用 因此干细胞 前体细胞都是理想的转基因治疗靶细胞 以目前的观点看 骨髓细胞是唯一满足以上标准的靶细胞 而骨髓的抽取 体外培养 再植入等所涉及的技术都已成熟 另一方面 骨髓细胞还构成了许多组织细胞 如单核巨噬细胞 的前体 因此 不仅一些涉及血液系统的疾病如ADA缺乏症 即前文提到的严重联合免疫缺陷病SCID 珠蛋白生成障碍性贫血 镰状细胞贫血 CGD等的基因治疗都以骨髓细胞作为靶细胞 而且一些非血液系统疾病如苯丙酮尿症 溶酶体储积病等也以此作为靶细胞 除了骨髓以外 肝细胞 神经细胞 内皮细胞 肌细胞也可作为靶细胞来研究或实施转基因治疗 载体选择 目前用于转基因的载体有许多 最常用的有质粒 病毒载体 在选择载体时 需要考虑的是载体对机体的毒性 载体所携带的转录启动子启动转录的效率 载体对靶细胞的转染效率等 为了能够携带一些较大的基因 如DNA基因 近年来也探索了一些用较大的质粒 如人工酵母染色体 YAC 来实现大片段基因的转染 目的基因的表达 目的基因的表达是基因治疗的关键之一 为此 可运用基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数 在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信号 使整合在宿主基因组中的新基因高效表达 产生所需的某种蛋白质 转基因过程中注意事项 必须考虑到被转基因在靶细胞中具有适当的表达效率 尽管在某些遗传病 正