遗传病的诊断ppt课件.ppt

第十七章遗传病的诊断 diagnosisofgeneticdisease 1 本章节重点 掌握遗传病特有的诊断方法及其适用范围 染色体检查适应症 产前诊断适应症熟悉基因诊断的基本原理和方法熟悉产前诊断的方法 2 产前诊断 prenataldiagnosis 植入前诊断 pre implantationdiagnosis 临症诊断 symptomaticdiagnosis 症状前诊断 presymptomaticdiagnosis 遗传病的诊断 diagnosisofgeneticdisease 3 一 病史 症状和体征 1 家族史 真实性 完整性2 婚姻史 婚龄 次数 配偶 有无近亲婚配3 生育史 育龄 子女数及健康状况 流产 死产和早产史 如异常 了解产伤 窒息 病毒 致畸剂等 一 病史 第一节临症诊断 symptomaticdiagnosis 4 相同 与其他疾病相同的症状和体征特异性 外貌 身体发育 体重增长 智力增进 性发育 肌张力 哭声 加强诊断 实验室检查 辅助器械检查 二 症状与体征 你有血友病吗 血液不凝可别怪我 5 系统 完整 二 系谱分析 去伪存真 新的基因突变 系谱分析可以有效地记录遗传病的家族史 确定遗传病的遗传方式 还能用于遗传咨询中个体患病风险的计算和基因定位中的连锁分析 6 图假性肥大性肌营养不良 DMD 7 系谱分析 遗传异质性外显不全延迟显性 一 孟德尔式遗传病 单基因病 8 系谱分析 遗传异质性外显不全延迟显性 一 孟德尔式遗传病 单基因病 9 系谱分析 遗传异质性外显不全延迟显性 一 孟德尔式遗传病 单基因病 10 系谱分析 遗传异质性外显不全延迟显性 一 孟德尔式遗传病 单基因病 二 非孟德尔式遗传病 线粒体遗传病多基因病 三 特殊遗传方式 遗传印记动态突变 11 遗传异质性 先天性耳聋 环境因素所致30 特发的20 单基因病50 AR43 5 AD6 XR0 5 先天性白内障 染色体畸变20 胎内感染25 单基因病10 特发的34 12 图一例多指症的系谱 13 三 细胞遗传学检查 一 染色体检查 核型分析 智能发育不全 生长迟缓或伴有其它先天畸形者 夫妇中有染色体异常 如平衡易位 嵌合体等家族中已发现染色体异常或先天畸形个体多发性流产的妇女及其丈夫原发闭经和男女不育症患者35岁以上的高龄孕妇有两性外生殖器畸形者 14 二 性染色质检查 1 X染色质检查 2 Y染色质检查 Turner综合症 45 XX染色质阴性klinefelter综合症 47 XXYX染色质阳性 XYY男性有2个Y染色质正常男性只有1个Y染色质 15 图Turner综合征患者脚背淋巴样水肿 16 二 性染色质检查 1 X染色质检查 2 Y染色质检查 Turner综合症 45 XX染色质阴性klinefelter综合症 47 XXYX染色质阳性 XYY男性有2个Y染色质正常男性只有1个Y染色质 17 图Klinefelter综合征患者及其核型 18 二 性染色质检查 1 X染色质检查 2 Y染色质检查 Turner综合症 45 XX染色质阴性klinefelter综合症 47 XXYX染色质阳性 XYY男性有2个Y染色质正常男性只有1个Y染色质 19 三 染色体荧光原位杂交 FISH 应用标记的特异性DNA探针与玻片上的细胞中期染色体或间期核的DNA进行荧光原位杂交 荧光原位杂交显示的着丝粒卫星DNA 20 完成非整倍体的检测检测染色体微小缺失 插入 易位 倒位或扩增等结构异常 21 细胞遗传学检查 22 细胞遗传学检查 23 四 生物化学检查 一 代谢产物的检测酶缺陷导致一系列生化代谢紊乱 从而使代谢中间产物 底物 终产物 旁路代谢产物发生变化 二 酶和蛋白质的分析基因突变引起的单基因病主要是特定的酶和蛋白质的质和量改变的结果 检测酶和蛋白质的材料主要来源于血液和特定的组织 细胞 如肝细胞 皮肤成纤维细胞 肾 肠粘膜细胞等 24 苯丙酮尿症 PKU 25 上海 1981 1987年对284 396名新生儿进行PKU筛查 查出PKU患儿15名 高苯丙氨酸血症4名 26 四 生物化学检查 一 代谢产物的检测酶缺陷导致一系列生化代谢紊乱 从而使代谢中间产物 底物 终产物 旁路代谢产物发生变化 二 酶和蛋白质的分析 基因突变引起的单基因病主要是特定的酶和蛋白质的质和量改变的结果 27 出生前诊断或称产前诊断 prenataldiagnosis 是采用羊膜穿刺术或绒毛取样等技术 对羊水 羊水细胞和绒毛进行遗传学检验 对胎儿的染色体 基因进行分析诊断 是预防遗传病患儿出生的有效手段 越来越广泛地被应用 第二节出生前诊断 28 一 出生前诊断对象 夫妇之一有染色体畸变 特别是平衡易位携带者 或生育过染色体病患儿的孕妇 35岁以上的高龄孕妇 夫妇之一有开放性神经管畸形 或生育过这种畸形患儿的孕妇 夫妇之一有先天性代谢缺陷 或生育过这种患儿的孕妇 29 一 出生前诊断对象 X连锁遗传病致病基因携带者孕妇 有习惯性流产史的孕妇 羊水过多的孕妇 夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇 有遗传病家族史 又系近亲结婚的孕妇 30 注意 已出现先兆流产 妊娠时间过长 有出血倾向者的孕妇不宜做产前诊断 31 二 出生前诊断的方法 一 B超 32 超声检查法 利用超声探头在病人的腹部进行轻柔地滑过 显示器上就可看到腹内的一些情况 33 34 可以诊断的疾病有 神经管缺陷 脑积水 无脑畸形唇裂 腭裂 颈部淋巴管肿瘤先天性心脏病支气管 肺发育异常胸腔积液 35 其他的异常 如先天性单侧肾缺如 先天性幽门狭窄 先天性巨结肠等 先天性肥厚性幽门狭窄 36 37 二 羊膜穿刺羊膜穿刺是在B超的监视下 用消毒的注射器抽取胎儿羊水 可以对抽取的羊水及其中的胎儿脱落细胞进行细胞培养 分析染色体 进行生化检测和基因检测 38 如羊水中甲胎蛋白浓度过高时 提示胎儿可能有无脑畸形 开放性脊柱裂 脊髓脊膜膨出和脑积水等异常 羊膜穿刺一般在妊娠16 20周进行 流产的风险相对较小 39 三 绒毛取样法绒毛取样一般在妊娠7 9周进行 是妊娠早期诊断方法 也是在B超监视下 用特制的取样器 从阴道经宫颈进入子宫 沿子宫壁到达取样部位 用内管吸取绒毛 40 优点 是检查时间早 需要作出选择性流产时 给孕妇带来的损伤和痛苦较小 缺点 是经子宫颈取样标本容易被污染 胎儿和母体感染和操作不便 引起流产的风险是羊膜穿刺的两倍 41 四 脐带穿刺术是在B超监视下 用细针经腹壁 子宫进入胎儿脐带抽取胎儿血液 取样最好在妊娠18周 可以检测胎儿的血液系统疾病 先天性免疫缺陷 某些单基因病 42 五 胎儿镜检查 六 分离孕妇外周血中的胎儿细胞 七 植入前诊断 pre implantationdiagnosisi 在受精后6天胚胎着床前 通过显微操作技术取出一个细胞 应用PCR FISH等技术进行特定基因和染色体畸变的检测 43 利用DNA重组技术直接从DNA水平上检测人类遗传性疾病的基因缺陷 又称为DNA分析法 第三节基因诊断 genediagnosis 44 它的基本原理是 互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链 即能够进行杂交 这种结合是特异的 即严格按照碱基互补的原则进行 它不仅能在DNA和DNA之间进行 也能在DNA和RNA之间进行 45 1978年 KanYW 简悦威 等人 镰状细胞贫血 症状前诊断 外周血细胞 产前诊断 孕早期的绒毛细胞 孕中期的羊水胎儿脱落细胞 母亲外周血中的胎儿有核红细胞 植入前诊断 受精卵卵裂细胞 用于基因诊断的标本 46 基因诊断方法 核酸分子杂交 聚合酶链反应 PCR DNA序列测定 一 基因诊断的主要技术方法 47 一 核酸分子杂交核酸杂交技术是在基因诊断中 用于检测样品中是否存在相应的基因以及相应基因表达状态等等 1 斑点印迹杂交 2 原位杂交 3 PCR ASO 4 基因芯片技术 48 二 其他常用的技术 1 PCR RFLP2 PCR SSCP3 RT PCR4 Western印迹技术 49 二 基因诊断技术的应用 直接分析法 此法是应用专一性基因探针和限制性内切酶 直接对存在于致病基因内部的突变进行检测 50 51 镰状细胞贫血的基因诊断 52 ASO斑点杂交 等位基因特异的寡核苷酸 ASO 探针杂交是最早用来检测点突变的方法 用人工合成的20个碱基左右长度的ASO探针 在严格的杂交洗脱温度下 可区分一个碱基的差别 53 1986年 胡流清等基于点突变原理 用寡核苷酸探针进行基因诊断 54 聚合酶链反应 PCR PCO1和PCO2作为 珠蛋白基因的扩增引物PCO3和PCO4作为 珠蛋白基因的扩增引物 55 地中海贫血的类型 56 PCR SSCP 聚合酶链反应 单链构象多态 基本原理 对已知有基因点突变的遗传病 在其突变位点附近设计引物进行PCR扩增 将扩增的产物取出一部分 在96 的甲酰氨中变性 然后在不含变性剂的中性聚丙烯酰胺凝胶中电泳 57 1 正常人2 4 5 纯合体患者3 杂合体 2的弟弟 左为泳动变位模式 a正常人 b纯合体患者 由于单链DNA中碱基配对或聚集 当温度或变性剂等环境改变会引起不同的构象 因此相同长度的单链DNA因其碱基顺序不同 甚至单个碱基的差异会形成不同的构象 从而导致电泳的泳动速度不同 无过氧化氢酶症 AR 58 Therapyofgeneticdisease 第十八章遗传病的治疗 59 本章节重点 掌握遗传病治疗原则掌握遗传病基因治疗的基本概念熟悉基因治疗的策略及临床应用了解传统的遗传病的治疗方法 60 第一节遗传病治疗的原则单基因病按禁其所忌 去其所余和补其所缺的原则进行 即主要采用内科疗法 多基因病利用药物治疗或外科手术治疗可以收到较好的效果 染色体病如Klinefelter综合征早期使用睾丸酮 真两性畸形进行外科手术等 有助于症状改善 61 图Klinefelter综合征患者及其核型 62 手术修复唇裂及腭裂去脾球形细胞增多症结肠切除术多发性结肠息肉手术切除多指 趾 手术矫正先天性心脏病 第二节传统遗传病治疗方法 一 手术矫正治疗 63 骨髓重型联合免疫缺陷病骨髓地中海贫血骨髓溶酶体贮积症肝 1抗胰蛋白酶缺乏症角膜遗传性角膜萎缩症肾家族性多囊肾 遗传性肾炎 二 器官和组织移植 64 65 二 症状前治疗 三 临症病人治疗 原则 补其所缺 去其所余 第三节药物治疗 一 出生前治疗 66 羊水中甲基丙二酸含量增高会引起新生儿发育迟缓和酸中毒应在出生前和出生后给母体和患儿注射大量VB12 一 出生前治疗 患有甲基丙二酸尿症的双胞胎婴儿 67 一 出生前治疗 羊水中T3增高 胎儿可能患甲状腺功能低下 给孕妇服用甲状腺素 68 患儿甲状腺功能低下 应给予甲状腺素终生服用 以防患儿智能和体格发育障碍 二 症状前治疗 三 临症病人治疗 原则 补其所缺 去其所余 第三节药物治疗 一 出生前治疗 69 青霉胺能与铜离子形成螯合物 一 去其所余的遗传病 1 应用螯合剂 肝豆状核变性 70 一 去其所余的遗传病 消胆胺 阴离子交换树脂 2 应用促排泄剂 家族性高胆固醇血症 消胆胺 肠道中胆酸 71 一 去其所余的遗传病 3 利用代谢抑制剂 别嘌呤醇抑制黄嘌呤氧化酶 可减少体内尿酸的合成 72 一 去其所余的遗传病 4 血浆置换或血浆过滤 73 一 去其所余的遗传病 5 平衡清除法 溶酶体贮积病 沉积物可弥散入血 血 组织 一定的酶制剂 74 甲状腺制剂家族性甲状腺肿输注免疫球蛋白免疫缺陷 胰岛素胰岛素依赖性糖尿病生长激素垂体性株懦第VIII因子甲型血友病腺苷脱氨酶 ADA ADA缺乏症各种酶制剂溶酶体贮积症 二 补其所缺的遗传病 75 三 酶疗法1 酶诱导治疗雄激素能诱导 1抗胰蛋白酶的合成2 酶补充疗法脑苷脂病患者注射 葡萄糖苷酶制剂 四 维生素疗法 叶酸 先天性叶酸吸收不良 76 第四节饮食疗法 原则 禁其所忌 产前治疗 临症病人治疗 77 产前治疗 对患有半乳糖血症风险的胎儿孕妇的饮食中限制乳糖和半乳糖的摄入量胎儿出生后再禁用人乳和牛乳喂养 78 临症病人治疗 79 第五节基因治疗 genetherapy 基因治疗 是运用DNA重组技术设法修复患者细胞中有缺陷的基因 使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的 80 一 基因治疗的策略 一 基因修正 genecorrection 二 基因替代 genereplacement 三 基因增强 geneaugmentation 四 基因抑制和 或 基因失活 81 体细胞基因治疗 使患者症状消失或得到缓解 但有害基因仍能传给后代 二 基因治疗的种类 82 生殖细胞基因治疗 可根治遗传病 使有害基因不再在人群中散布 83 三 基因治疗的方法 目的基因的转移把外源基因安全有效地转移到靶细胞中 是实现基因治疗的第一个关键步骤 目前基因转移技术有6种类型 物理法 直接注射 电穿孔 微粒子轰击 化学法 膜融合法 受体载体转移法 同源重组法和病毒介导转移法 84 反转录病毒介导的基因转移 85 腺病毒介导的基因转移 86 靶细胞的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 故干细胞 前体细胞都是理想的转基因治疗靶细胞 87 反义寡核苷酸技术一些遗传病和肿瘤往往是基因突变或过量表达而产生异常的蛋白质所致 如果应用DNA和RNA的碱基互补 可形成同源和异源双链的原理将这些突变基因转录的mRNA DNA 阻断在翻译 或转录 前 使症状得到改善 即人为的制成反义核酸 使其和mRNA互补结合 阻止其翻译成蛋白质而达到治疗疾病的目的 88 下列几种技术可达到治疗的目的 反义RNA表达载体 例如 用脂质体载体将含有 珠蛋白基因反义核酸真核表达载体导入 地中海贫血细胞中 结果显示反义RNA能纠正患者培养红细胞 珠蛋白基因异常转录本剪接 增加 地贫患者培养细胞正常 珠蛋白链的生物合成 反义RNA 或DNA 的体外微注射 即人工合成或通过噬菌体RNA聚合酶产生靶基因的反义RNA 通过微注射导入细胞达到抑制靶基因mRNA的目的 用脂质体运送反义RNA 脂质体是由双磷脂膜包围的水相封闭的水泡 反义RNA溶于其中然后注入体内 其他方法如利用CaCl2法或细胞打孔仪 反转录病毒载体等导入反义RNA或DNA 89 三链形成寡核苷酸 triplex formingoligonucleotides TFO 是一段DNA或RNA寡核苷酸在DNA大沟中以Hoogsteen氢键与DNA高嘌呤区结合 形成三链结构 TFO可与启动子区或结构基因结合而抑制基因转录 Culver等已将TFO导入人的淋巴细胞 纠正腺苷酸脱氨酶缺乏症的基因缺陷 并推测此过程是在细胞内的碱基切除修复系统 NER 参与下完成的 这项策略要求DNA靶位点附近的嘌呤含量丰富 因而限制了该项技术的广泛应用 90 核酶与核酶介导的反式剪接核酶 ribozyme 是由RNA构成的具有催化功能的酶 可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂 在肿瘤和HIV感染的基因治疗中有广泛的应用 91 RNA干扰 RNAinterference RNAi 研究表明 意义链和反义链RNA共存抑制基因表达的效率达到单一意义链或反义链RNA的10倍以上 这种双链RNA dsRNA 介导的转录后基因沉默 post transcriptiongenesilencing 现象称为RNA干扰 92 在深入了解其机制的基础上可应用RNAi建立基因敲除动物 从理论上讲 RNAi技术可望显著抑制致病基因的表达 较传统的基因敲除方法更简单 有效 RNAi技术已普遍应用于基因治疗的研究 93 药物靶向治疗药物靶向治疗 drugstargeting 机制可概括为病毒导向酶的药物前体治疗 virusdirectedenzymeprodrugtherapy VDEPT 即用反转录病毒载体的外源基因转移到细胞内 94 多抗药基因疗法由于多抗药性 MDR 基因已被克隆 因此人们设想分离患者的造血干细胞 将MDR基因从体外转导进去 使这种干细胞获得多药耐药性 再回输给患者 使得由此类被修饰的干细胞繁衍的白细胞具有多药耐药性 而肿瘤细胞未获得MDR基因 不具备耐药性或耐药性较差 这样在加大化疗剂量或在持续较长时间化疗的情况下 可大量杀死肿瘤细胞而白细胞较少受损 以此达到治疗肿瘤的目的 95 抑癌基因疗法野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相关 因此人们设想将正常的野生型抑癌基因导入肿瘤细胞以代替和补偿有缺陷的抑癌基因 从而抑制肿瘤的生长或逆转其表型 这方面研究最多的是TP53基因 其机制是野生型TP53基因通过编码的TP53蛋白 后者抑制TP21蛋白 再抑制CDK2 cyclinA cyclinE 最后调控细胞周期的G1期 S期 96 三 适于基因治疗的遗传病基因治疗的必要条件 选择合适的疾病掌握该病分子缺陷的本质矫正遗传病的治疗 或正常 基因得到克隆克隆基因的有效表达克隆基因的有效调