遗传学临床多基因遗传病

1、作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 第十四章第十四章 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 人类的一些遗传性状或疾病不是由一对等位基因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，称为基因累加起来可以形成明显的表型效应，称为加性效加性效 应应，这些基因称为加性基因。，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

2、外，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。因遗传或多因子遗传。 定义定义 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因表型：身高多基因表型：身高 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因表型：体重多基因表型：体重 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病多基因表型：肤色多基因表型：肤色 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多 基 因 遗 传多 基 因 遗 传 单 基 因 遗 传单 基 因

3、遗 传 受多基因控制及受多基因控制及 环境因素影响环境因素影响 由一对等位由一对等位 基因控制基因控制 性状性状 有明显的相对有明显的相对 性和不连续性性和不连续性 无质的差别、呈无质的差别、呈 连续的量变特征连续的量变特征 性状间差别甚微、性状间差别甚微、 界线难辨界线难辨 相对性状界线相对性状界线 分明分明, ,互不混淆互不混淆 性状性状 变异变异 性状性状 辨别辨别 单基因遗传与多基因遗传的区别单基因遗传与多基因遗传的区别 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 第一节第一节: : 多基因遗传多基因遗传 一、质量性状与数量性状一、质量性状与数量性状 质量性状质量性状

4、定义：单基因遗传的性状是由一对定义：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，这样的性体中分布也是不连续的，这样的性 状称为质量性状状称为质量性状 。如：。如： 红花、白花。红花、白花。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 数量性状数量性状 是指多基因遗传的性状，该性状在群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。界限不清体中的变异分布是连续的。界限不清 楚，不易分类的性状。楚，不易分类的性状。 如身 高 、如身 高 、 体重 、 牛体重 、 牛 的产奶量、的产奶量、 鸡的 产 蛋鸡的

5、产 蛋 量、 小 麦量、 小 麦 的株 高 、的株 高 、 穗长 、 千穗长 、 千 粒重 等 。粒重 等 。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 质量性状：质量性状： 完全显性完全显性： AA、Aa aa 数量性状：数量性状： 140 150 160 170 180 190 (cm) 40 30 20 10 0 平均值 平均值 身高遗传身高遗传 不完全显性不完全显性： AA Aa Aa aa 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 数 量 性 状数 量 性 状量 性 状量 性 状 受多基因控制及受多基因控制及 环境因素影响环境因素影响 由单基因控制

6、由单基因控制性状性状 有明显的相对有明显的相对 性和不连续性性和不连续性 无质的差别、呈无质的差别、呈 连续的量变特征连续的量变特征 性状间差别甚微、性状间差别甚微、 界线难辨界线难辨 相对性状界线相对性状界线 分明分明, ,互不混淆互不混淆 性状性状 变异变异 性状性状 辨别辨别 个体个体 变异变异 可明显分为可明显分为 2-32-3个群体个群体 呈正态分布呈正态分布 二者区别：二者区别： 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 质量性状和数量性状的划分不是绝对，同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一性状在不同亲本的杂交组合中可能表

7、现 不同。不同。 例：植株的高度是一个数量性状，但在有例：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些杂交组合中，高株和矮株却表现为简单 的质量性状遗传。的质量性状遗传。 二者的联系：二者的联系： 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 并指并指 型型 AA/AaAA/Aaaaaa ADAD完全显性完全显性 患患 者者 群群 体体 正正 常常 群群 体体 例例 1 由单基因控制由单基因控制性状性状 有明显的相对性和有明显的相对性和 不连续性不连续性 相对性状界线分明相对性状界线分明, , 互不混淆互不混淆 性状性状 变异变异 性状性状 辨别辨别

8、个体个体 变异变异 可明显分为可明显分为2 2个群个群 体体 质量性状的变异质量性状的变异 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 PP Pp pp 正正 常常 携带者携带者 患患 者者 基因型基因型 genotypegenotype 表现型表现型 phenotypephenotype ( (苯丙酮尿症苯丙酮尿症AR)AR) PPPp pp 由单基因控制由单基因控制性状性状 有明显的相对性和有明显的相对性和 不连续性不连续性 相对性状界线分明相对性状界线分明, , 互不混淆互不混淆 性状性状 变异变异 性状性状 辨别辨别 个体个体 变异变异 可明显分为可明显分为2323 个

9、群体个群体 群体中苯丙氨酸群体中苯丙氨酸 羟化酶含量的变异羟化酶含量的变异 例例 2 质量性状的变异质量性状的变异 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 数量性状变异分布图数量性状变异分布图 165 160170 155175145185 150180 10 20 30 40 50 60 70 身 高身 高c mc m 变变 员员 数数 受多基因控制及受多基因控制及 环境因素影响环境因素影响 性状性状 无质的差别、呈无质的差别、呈 连连 续的量变特征续的量变特征 性状间差别甚微性状间差别甚微 、 界线难辨界线难辨 性状性状 变异变异 性状性状 辨别辨别 个体个体 变异变异

10、 呈正态分布呈正态分布 随机群体的身高调查随机群体的身高调查 例4 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因假说多基因假说 1.1.数量性状的遗传基础也是基因数量性状的遗传基础也是基因, ,但不是一对基因但不是一对基因, , 而是两对以上的基因而是两对以上的基因. . 2. 2. 遗传方式仍遵循孟德尔定律，等位基因间无显遗传方式仍遵循孟德尔定律，等位基因间无显 隐性之分隐性之分, ,都是呈共显性都是呈共显性. . 3.3.每对基因所起的作用都是微小的每对基因所起的作用都是微小的, ,称为微效基因称为微效基因, , 对表型的影响微小，但每对基因的作用可以累加对表型的影响

11、微小，但每对基因的作用可以累加, ,并并 可产生一个明显的效应可产生一个明显的效应, ,此现象称为积累效应此现象称为积累效应 4.4.数量性状的形成除受基因的遗传基础影响外，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还受环境因素的影响. . 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 皮肤颜色，两对基因控制。皮肤颜色，两对基因控制。A- A, B- BA- A, B- B 黑色黑色A,B;A,B;白色白色A,BA,B 例例 一一 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 例例 二二 人身高的遗传图人身高的遗传图 作者：程晓丽 遗传学临床多基因

12、遗传病遗传学临床多基因遗传病 1.1.两个极端变异两个极端变异( (纯合子纯合子 homozygous)homozygous)的个体婚的个体婚 配配, ,其子一代都是中间类型其子一代都是中间类型, ,但环境因素的影响会但环境因素的影响会 使个体间在一定范围内发生变异使个体间在一定范围内发生变异. . 多基因遗传特点 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 AABB aabb AaBb 例例 1 假设假设: :有两对非连锁的基因决定皮肤颜色，有两对非连锁的基因决定皮肤颜色， 黑色黑色A A，B B；白色；白色a,ba,b 皮肤颜色皮肤颜色 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病

13、遗传学临床多基因遗传病 例例 2 假设假设: :有三对非连锁的基因决定人类的身高，有三对非连锁的基因决定人类的身高， ABCABC对身高发育的增强作用高于对身高发育的增强作用高于abcabc . . abc abc abcabc ABCABC ABCABC ABCABC abcabc F F1 1 身身 高高 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 2.2.两个中间类型的子一代个体婚配所产生的子两个中间类型的子一代个体婚配所产生的子 二代个体二代个体, ,大都属于中间类型的个体大都属于中间类型的个体, ,但其变异但其变异 范围比子一代更广泛，有时会出现极端变异个范围比子一代

14、更广泛，有时会出现极端变异个 体体. . 多基因遗传特点 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 AaBbAaBb 配 子配 子 ABAB AbAb aBaB abab ABAB AbAb aBaB abab fatherfathermothermother AABB AABb AaBB AABb AaBB AaBb AAbb AaBb AaBb aaBB AaBb aabb Aabb aaBb Aabb aaBb 9 9 种种 基基 因因 型型 5 5个等级 个等级 例例 1 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 ABCABC abcabc F F2

15、 2 2727种基因种基因型型 例例 2 0162 1152 2142 3132 4122 5112 6102 1 17 7 3 35 5 2 26 6 4 4 7 7个等级个等级 子二代身高变异 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 3.3.在一个随机婚配的群体中在一个随机婚配的群体中, ,变异范围十分广泛变异范围十分广泛, , 但大多数个体仍然接近于中间类型但大多数个体仍然接近于中间类型, ,极端变异极端变异 的个体很少的个体很少. . 多基因遗传特点 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因多基因 环境因素环境因素 共同作用的结果共同作用的

16、结果 环境因素环境因素 基因分离、自由组合基因分离、自由组合 变异的产生变异的产生 起重要作用起重要作用 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 回归现象 数量性状在遗传过程中子代向人群的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。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，接近群体高平均值就高于其双亲平均值，接近群体 平均值。平均值。 双亲身高平均值高于群体平均值，子女身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，接近群体高平均值就低于其双亲平均值，

17、接近群体 平均值。平均值。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 第二节：多基因遗传病第二节：多基因遗传病 人类的一些常见疾病：如高血人类的一些常见疾病：如高血 压糖尿病、冠心病、精神分裂压糖尿病、冠心病、精神分裂 症、哮喘、癫痫等症、哮喘、癫痫等 人类常见的先天畸形：如唇人类常见的先天畸形：如唇( (腭腭) ) 裂脊柱裂、无脑儿、先天性幽裂脊柱裂、无脑儿、先天性幽 门狭窄等等。门狭窄等等。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 作

18、者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 一些常见的先天畸形和常见而病因复杂的疾病，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其发病率一般都超过1/10001/1000，疾病的发生都有一定的，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，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患者同胞的发病率不遵循1/21/2或或1/41/4的规律，大约仅的规律，大约仅1%-1%- 10%10%，表明这些疾病有多基因遗传基础，故称为多基因，表明这些疾病有多基因遗传

19、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。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 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因多基因 遗传病遗传病 多对微效基因多对微效基因累加效应累加效应 累加基因累加基因 环境因素环境因素 复杂疾病复杂疾病 多基因遗传病：多基因遗传病： 指受多对基因控制，同时也受指受多对基因控制，同时也受 环境因素影响的疾病。环境因素影响的疾病。 表 现 出表 现 出 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 易患性：多基因遗传病的发生中，一易患性：多基因遗传病的发生中，一 个个体在遗传因素和环境因

20、素共同作用下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）。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。风险，称为易感性。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 易患性易患性 高高 低低 群体群体 易患性易患性 正正 态态 分分 布布 极端个体少极端个体少 中间个体多中间个体多 发病可能性高发病可能性高 发病可能性低发病可能性低 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 阈值阈值

21、( (T T) ) 当一个个体易患性高达一定限度时当一个个体易患性高达一定限度时, ,将引发将引发 疾病疾病, ,此限度即为阈值。此限度即为阈值。 易易 患患 性性 低低高高 5 10 15 20 易易 患患 性性 平平 均均 值值 T T 群体发病率群体发病率 群体易患性变异分布示意图群体易患性变异分布示意图 阈值阈值 正常人正常人 患者患者 阈值标志着阈值标志着: : 在环境条件相同的前提下，阈值标志着患病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。所必须的最低的致病基因数量。 阈值的作用阈值的作用: : 阈值将易患性连续变异、呈正态分布的群体分阈值将易患性连续变异

22、、呈正态分布的群体分 成正常群体和患者群体两部分。成正常群体和患者群体两部分。 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 群群 体体 1 群群 体体 2 阈阈 值值 易易 患患 性性低低 高高 发病率发病率0.13% 发病率发病率2.3% 易患性平均值离阈值间距离越近群体发病率越高。易患性平均值离阈值间距离越近群体发病率越高。 阈阈 值值 易易 患患 性性低低 高高 易易 患患 性性 平平 均均 值值 易易 患患 性性 平平 均均 值值 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 群体发病率群体发病率 2.3% 80 70 60 50 40 30 20 10

23、变变 员员 数数 群体发病率群体发病率0.13% 阈值阈值 低低 0 1 2 3 高高 易患性易患性 群体易患性平均值与阈值相距越远群体易患性平均值与阈值相距越远 则易患性平均值越低则易患性平均值越低 、阈值越高、阈值越高 ，发病率越低，发病率越低 。 群体易患性平均值与阈值相距越近，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。则易患性平均值越高，阈值越低，发病率越高。 易易 患患 性性 平平 均均 值值 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 如何估算易患性如何估算易患性 个体易患性能否直接估算？个体易患性能否直接估算？ 群体易患性平均值的

24、高低如何估算？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群体易患性平均值的高低可通过群体发病率 做出估计做出估计. . 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 多基因遗传病的形成受遗传因素和环境因素双重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，或称影响。其中遗传因素所起作用的大小叫遗传率，或称 遗传度遗传度, ,百分率百分率(%)(%)表示。表示。 70%70% 40%40% 100%

25、100% 遗传因素起重要作用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环境因素起重要作用 二、遗传率二、遗传率 多基因遗传病的遗传率越高，遗传因素作用就多基因遗传病的遗传率越高，遗传因素作用就 越大越大; ;遗传率越低，则环境因素的作用就越大遗传率越低，则环境因素的作用就越大 特点特点: : 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 三、多基因病遗传特点三、多基因病遗传特点 如患者的父母、同胞和子女均为一级亲属，其发病风险相同如患者的父母、同胞和子女均为一级亲属，其发病风险相同 图示图示 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 GG2 21 13 3 阈值阈值 一般群体和患者1、2、3级亲属多基因发病率的比较。 易患性易患性 变变 员员 数数 作者：程晓丽 遗传学临床多基因遗传病遗传学临床多基因遗传病 疾病疾病 发病率发病率 中国中国美国美国 脊柱裂脊柱裂0.0030.0030.0020.002 无脑儿无脑儿0.0050.0050.0050.005 唇裂唇裂腭裂腭裂0.00170.00170.00180.0018 先天性畸形足先天性畸形足 日本日本 0.00