医学遗传学课件：14临床遗传学

1、第十四章 临床遗传学,临床遗传学（clinical genetics）是医学遗传学的重要组成部分，它是研究临床各种遗传病的诊断、产前诊断、预防、遗传咨询和治疗的学科。,第一节 遗传病的诊断,一、临症诊断 (symptomatic diagnosis),（一）病史、症状和体征,（二）系谱分析,人类孟德尔遗传 在线人类孟德尔遗传 Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM) /omim,190685 603903,（三） 细胞遗传学检查,1.染色体检查,2.染色体荧光原位杂交,应用标记的特异性DNA探针与玻片

2、上的染色体或间期核的DNA或RNA杂交，在这些核酸不改变其结构和分布格局的情况下，研究核酸片段的位置、相互关系，因此称为原位杂交。,18三体综合征患儿及其核型,13三体综合征患儿及其核型,图 一例猫叫综合征患者的G显带核型,用生物素、地高辛等标记的DNA探针进行原位杂交后，用萤光染料（罗丹明、DAPI、FITC等）标记的生物素亲和蛋白和抗亲和蛋白的抗体进行免疫检测和放大，使探针杂交的区域发出荧光。这种原位杂交称为荧光原位杂交（fluorescence in-situ hybridization, FISH ),（四）生物化学检查 （表13-1）,（五）基因诊断,基因诊断（gene diagno

3、sis）又称为分子诊断，通过对受检者的某一特定基因（DNA）或其转录产物（mRNA)进行分析而对遗传病作出诊断的技术。,1. 核酸分子杂交 2. 聚合酶链反应及相关技术 3. DNA序列测定,（1）PCR/等位基因特异性寡核苷酸探针杂交,（2）PCR/限制性片段长度多态性连锁分析,（3）可变数目串联重复序列和短串联重复序列多态性分析,基因的突变部位和性质已完全清楚,（4）PCR/单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism,SSCP)分析,（5）PCR产物变性梯度凝胶电泳（denatured gradient gel electrophores

4、is，DGGE）分析,（6）变性高效液相色谱分析 (DHPLC),例 地中海贫血的基因诊断,例如IVS-2 nt.654(CT)的基因诊断，合成针对该位点的突变型探针及其相应正常基因的寡核苷酸（ASO）探针： 突变探针（M）：5-ATTGCTATTACCTTAACCC-3 正常探针（N）：5-GGGTTAAGGCAATAGCAAT-3,用于分析相关基因多态性的技术。即用同一种限制性内切酶，完全酶切来源于同一物种不同个体的基因组DNA，从而获得长度各异的DNA片段(酶切谱)。,限制性内切酶,RFLP southern blotting,Variation at a specific cleava

5、ge site of a restriction enzyme A: the site is absent , AB,Gel Electrophoresis,Polymorphic DNA marker: Normal globin gene 7.6kb S globin gene 13kb,A,S,7.6kb,13kb,例 地中海贫血的基因诊断,图14-3 Bgl在珠蛋白基因附近的切点及不同类型的缺失示意图,图14-4 珠蛋白基因缺失病例的Bgl酶切DNA印迹示意图 1，8.正常对照；2，5.东南亚缺失型0地中海贫血杂合子（-/）； 3.右侧缺失型HbH；4，7.Hb Barts胎儿；6.

6、左侧缺失型HbH。,（3）可变数目串联重复序列（ VNTR）和短串联重复序列多态性分析,数目变异的DNA多态 (7-70bp) 小卫星,DNA序列的多个拷贝本 10100 bps 2个酶切位点之间,微卫星DNA标记,简短串联重复(short tandem repeat, STR)。 1-4个碱基的重复,如(A)n,(CA)n,(CAG)n和 (CATG)n。 微卫星DNA数量多且均匀分布在基因组中。据估计，在基因组中平均3050kb就存在一个微卫星。 微卫星DNA具有丰富的多态性。,图13-1 一个STR多态性,PCR方法对个体进行微卫星(CA repeat)多态性分型,人类DNA微卫星标记,

7、2,3 or 4 bps repeats (AC)n detected by PCR,VNTR detects twins DNA fingerpring,Using a probe that detects VNTR polymorphisms in many loci around the genome.,DNA finger printing- forensic application,Who is criminal？,DNA finger printing Paternity testing,Who is the biological father？,例 遗传性耳聋的基因诊断,图14-

8、6 PCR产物经ApaI消化后琼脂糖凝胶电泳检测235delC突变。M：DNA marker; 1：235delC 纯合子; 2：235delC杂合子; 3：正常等位基因。,（4）PCR/单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism,SSCP)分析,在低温条件下，单链DNA呈现一种由内部分子相互作用形成的三维构象，它影响了DNA在非变性凝胶中的迁移率。相同长度但不同核苷酸序列的DNA由于在凝胶中的不同迁移率而被分离。,（5）PCR产物变性梯度凝胶电泳（denatured gradient gel electrophoresis，DGGE）分析,

9、基本原理：当双链DNA在变性剂(如尿素或甲酰胺)浓度或温度梯度增高的凝胶中电泳，随变性剂浓度或温度升高，由于Tm值不同，DNA的某些区域解链，降低其电泳泳动性，导致迁移率下降。,（6）变性高效液相色谱分析 (DHPLC),在DNA部分变性的温度条件下，变异型和野生型的PCR产物分别形成同源双链和异源双链，其熔解温度的差异，使色谱固定相保留它们的能力有所不同，在色谱柱上的保留时间不同，可以分辨它们。,3. DNA序列测定,mtDNA核苷酸A1555G测序,4. DNA芯片,5. 连锁分析,连锁是指同一染色体上相互靠近的基因一起遗传，而不是独立分配。 连锁分析是通过基因与DNA标记之间的是否紧密连

10、锁来分析患者是否携带致病基因。,一条染色体上两个或两个以上的多态性座位状态的组合称为单体型（haplotype）。,表14-2 遗传病的基因诊断方法,二、症状前诊断,通过家系分析已证实成年多囊肾病（APKD）的致病基因与基因3端附近的一段小卫星DNA序列即3高度可变区（HVR）紧密连锁，而后者在人群中具有高度多态性，因此可通过RFLP连锁分析进行诊断。当用3HVR作为探针与Pvu 酶切后的家系有关成员基因DNA杂交时，可见5.7kb、3.4kb和2.4kb三种等位片段（图14-7）。,图14-7 成年多囊肾病的连锁分析诊断,1和1已经发病，其他成员尚未得病，他们是否也携带有致病基因呢？,Hun

11、tingtons Disease,三、产前诊断,产前诊断（prenatal diagnosis）是以羊膜穿刺术和绒毛取样术等技术为主要手段，对羊水、羊水细胞及绒毛膜细胞进行遗传学分析，以判断胎儿的染色体或基因等是否正常。,（1）羊膜穿刺术（amniocentesis),是指在B超监视下，用消毒注射器抽取胎儿羊水的方法 。取样的最佳时间在怀孕16-20周之间。,2.绒毛取样法 是指在B超的监视下，用一特制的塑料或金属导管从阴道经宫口进入子宫，再沿子宫壁到达预定的取样位置吸取胎儿绒毛组织 .,第二节 遗传病的治疗,大多数遗传病是bu可以治疗的，少数还可以治愈。,一、手术治疗,二、药物及饮食治疗,2

12、.器官和组织移植,1.手术矫正,1.禁其所忌,2.去其所余,3.补其所缺,具有有效治疗手段的单基因病举例,表 具有有效治疗手段的多基因病举例,基因治疗是指运用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，它主要包括基因修正（gene correction）和基因添加（gene augmentation）两种方式。,三、基因治疗,亚香提德希瓦（Ashanthi DeSilva）是一位普通的美国姑娘，1990年9月14日，美国国立卫生研究院（NIH）的W弗伦奇安德森（W.French Anderson）博士与其同事在当时年仅四岁的小亚香提身上施行了人类历史

13、上第一例成功的基因治疗临床试验。 亚香提生来缺乏腺苷脱氨酶基因，因而患有重症联合免疫综合征（severe combined immunodeficiency，SCID）。这是一种非常罕见的遗传疾病，会导致患者缺乏一个健康完备的免疫系统，因而一些儿童常见疾病如感冒和水痘都有可能将亚香提置于死地。在这次临床试验中，医生们首先将她体内的白细胞移出，然后将缺失的基因插入其中，并利用IL-12（白介素-12）刺激其增殖，而后再把细胞输回体内。治疗结束后的检测发现她的免疫力虽未回复至正常水平，但有大幅提高，面对一些疥癣之疾，亚香提不再毫无抵御了。然而遗憾的是，输回的白细胞并不能一劳永逸改善她的免疫力，上述

14、治疗过程每隔一段时间就要重新来过。这就是目前并不完美但令人兴奋的基因治疗（Gene Therapy）过程。,1999年9月17日可谓是基因治疗诞生以来最黑暗的一天，美国青年杰西格尔辛基（Jesse Gelsinger）不幸成为第一例基因治疗死亡病例。他患有先天性鸟氨酸甲酰氨基转移酶（ornithine transcarbamylase，OTC）缺乏症（X连锁性遗传病），在接受了以腺病毒为载体的基因治疗后数小时，体温迅速升高，最终由于多器官衰竭而去世。事后调查发现病毒触发了强烈的免疫反应，引起肝脏、肺和肾脏的血管壁发生炎性反应。此外这一事件的发生也与研究者忽视规则有密切关系，为此美国食品药品监督

15、管理局给予主研人员威尔森以严厉惩罚取消其从事任何临床试验的资格。,国内首例人类基因治疗-血友病B 1991年11月 该病是由于凝血因子IX的缺乏而引起的一种性连锁隐性遗传病。常规治疗以输血和血制品为主，既可引起严重输血反应，还容易感染肝炎病毒和艾滋病毒等。,第三节 遗传病的预防,一、遗传病的筛查,（一）出生前筛查,（二）新生儿筛查（neonatal screening ),(三）成人筛查,（四）携带者筛查,例如血色素沉着症 ，家族性结肠息肉,二、遗传咨询,遗传咨询（genetic counseling）是由临床医生和医学遗传学工作者解答遗传病病人或其亲属提出的有关遗传病的病因、遗传方式、诊断、

16、防治及预后等方面的问题，估计患者及其亲属再生育时该病的再发风险，提出建议和指导，供患者及其亲属参考。,（一）遗传咨询的对象和步骤,（二）遗传病再发风险的估计,三、遗传登记和随访,四、遗传保健,例1 一对夫妇因生育了一个智力低下（mental retardation, MR）的患儿前来就诊，咨询能否治疗？如再生育是否会出现同样情况？,（1）染色体病：染色体病中，21三体性是引起智力低下最常见的原因，占MR的10左右。列第二位的是脆性X综合征。因此对智力低下的患儿作染色体检查是必要的。,遗传咨询实例,（2）单基因病：常染色体显性遗传（AD）的智力低下较少见，而常染色体隐性遗传（AR）的则较多见，如

17、苯酮尿症、半乳糖血症、同型胱氨酸尿症、溶酶体贮积症（尤其是粘多糖病）、小头畸形等。这类疾病约占MR的5左右。X连锁隐性遗传病引起智力低下者首推G6PD缺乏症，导致新生儿黄疸诱发核黄疸，但在长江以北地区少见。,（3）多基因病：这类疾病占MR 的1520，但往往表现为轻-中度智力低下，双亲智商偏低。,（4）环境因素：包括产伤、新生儿窒息缺氧、风疹、巨细胞病毒、致畸药物或毒物、宫内生长迟缓等。,例2 某男性，38岁，两次结婚，第一妻妊娠8次均于妊娠2个月左右流产，故离婚，与第二妻婚后，女方受孕3次亦均在3个月内流产，要求明确流产原因及是否能再妊娠。,女方核型正常， 男方有13号染色体间的平衡易位t(

18、13q10;13q10)。 请给出生育指导。,例3 某妇女曾生育过一先天愚型，现再次妊娠，惧怕再生同病患儿前来咨询。,母亲年龄与21三体综合征发生率的关系,母亲年龄（岁）,21三体患儿的发生率,20-25 1：1800 25-29 1：1500 30-34 1：800 35-39 1：250 40-44 1：100 45- 1：50,例4 一女性，22岁，由于本人无月经，外生殖器发育异常，前来求诊，咨询是否可结婚，婚后有无生育。,1.体检 发现该女性阴蒂肥大，呈龟头状，阴道末端与尿道同一开口，第二性征呈女性，乳房发育，腋毛与阴毛均呈女性分布，子宫、输卵管及卵巢可扪及。 2.染色体 核型检查结果为46，XX46，XY，在剖腹探查后发现左侧为卵睾，由于卵睾有可能恶性变，故建议切除，手术将阴道和尿道分开并做阴道成形术，这样婚后可有正常性生活。,例5 一对新婚夫妇，由于女方的弟弟患有苯酮尿症（PKU），害怕今后会生育PKU患儿前来咨询。,根据国内11省、市新生儿筛查资料，PKU发病率为1/