SNPs的发展与人类健康

1、1 / 7SNPs的发展与人类健康一、 SNPs 的由来及概念SNPs 是英文 Single nucleotide polymorphisms 的缩写，中文译为单核苷酸多态性。通俗地讲，可以认 为是人类DNA 序列的差异。具体地说，SNP 指基因组序列中单核苷酸(A, T, C, G)改变时发生的 DNA 序列的多态性变化，即指基因组内特定核苷酸位置上存在两种不同的碱基，其中最少一种在群体中的频率 不小于 1% 。人类基因组的 30 亿个碱基中，大约每 300 到 500 个碱基就有一个 SNPs 发生，整个人类基因组大约有 2000 万SNPs。SNPs 既能在编码基因又能在非编码基因中发生

2、，在编码基因中出现称做cSNPs。尽管多数SNPs 不影响细胞功能，但是科学家认为SNPs 确实可以使人易患病或影响对药物的敏感性。尽管遗传密码由 4 种碱基组成，但 SNP 通常只是 1 种二等位基因(biallelic)，或二态的遗传变异。例如 一个 SNP可能把 DNA 的序列 AAGGCTAA 改变为 TAGGCTAA 。 SNP 作为一种碱基的替换，大多数为转 换，而颠换较少，转换与颠换之比大约2 ：。SNP 在 CG 序列上出现最为频繁，而且多是CT，原因是 CG中 C 即胞嘧啶常为甲基化的、自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。二、SNPs 的研究意义SNPs 是伴随着人类基因组计划(HG

3、P)发展起来的，HGP 下一阶段的另一任务是尽快鉴定人类DNA 序列的差异，即单核苷酸多态性(SNPs)。虽然人类 99%以上的 DNA 序列是相同的，但是 DNA 序列的变化 对人类对疾病、环境攻击(比如细菌，病毒，毒素和化学物质)、药物和治疗的反应产生重大影响。这就 使得 SNPs 对生物医学研究、药物开发、医学诊断和法医学发展有重要意义。除了基因制药、诊断、生物 医学研究方面的应用，SNP 图谱还有望被用来识别基因组上成千上万个附加标记，以简化 HGP 研究者绘制的很大的基因组图谱。(一)SNPs 与疾病的关系2 / 7为什么有人容易得糖尿病，有人容易得癌症，有人易肥胖，基因在这里起了主

4、要 作用。基因在决定个体的正常表型，即形态、代谢和免疫状态等方面起着决定性的作 用。通过赋予个体对疾病的易感性或抵抗力，以及影响机体与环境因素的相互作用，基因也对任何疾病的发生发展起着重要作用。人们希望能识别这些基因，以加深对疾病的认识，从而改进 疾病的诊断预防及治疗由于技术条件的限制和认识上的差距，迄今为止疾病的遗传研究大多是从单个基因入手，很少从整个基因组及其功能状态考虑。随着SNPs 的不断发现和人类第三代遗传标记图的绘制，现在已有可能描绘在某一疾病发病时或发育阶段中多个基因位点甚至整个基因组的状态。由于SNPs 在基因组中分布广泛，人们希望通过研究可以对发病率高的多基因疾病产生更深的认

5、识，他们相信 SNP 图谱将有助于认识复杂的多基因疾病，如癌症、糖尿病、血管性疾病和某些精神性疾病。这些疾病很难用传统寻找基因的方法来确定，因为仅仅一个基因的改变对其影响不大。目前SNPs 可以在以下几个方面发挥作用：1、 确定疾病相关基因；2、 寻找可以带来新治疗方案的靶向基因；3、 发现预测治疗效果的基因。SNPs 的应用可分为以下三个阶段：第一阶段：制作岀覆盖整个基因组的足够高密度的SNPs 图谱。SNPs 的物理定位与微卫星定位相似，SNPs 至少可以作为遗传标记。在指定人群中，如果SNPs 覆盖基因组的范围低于 10%，它的意义则大打折扣。第二阶段：通过对比健康和患病人群SPNs 发

6、生的相对频率，可以对特定某种疾病在基因组上进一步定位。可以进一步提高这部分基因组的分辨率。3 / 7第三阶段：利用 SNPs 可以在细节上研究遗传的变化。在这一阶段可以利用固定数目（10-100）的和某种特定疾病相关的基因进行遗传变化研究。在这一阶段，遗传上变化频率越低，可利价值越大。人们希望找到与疾病发病初期相关的基因。大多数 SNPs 在非编码区找到，而鉴定出编码区 SNPs 即 cSNPs 的意义非 常重大，它往往代表基因型和表现型的改变。（二） SNPs 与环境的关系不同的种族、人群对外界环境因素变化的反应不同；在同样的环境下有人很容易得病，为什么会这样？ 对 SNPs的研究可以给出一

7、定的答案。在疾病发生、发展的过程中，个体或群体对环境致病因素的易感性起着重要作用。这种易感性的遗传基础是基因组的结构差异或（和）表达差异。SNPs 有助于阐明这些差异。人类的易感性也并不完全由基因决定。在环境致病因素作用下的基因表达差异起着更为重要的作用。随着DNA 芯片在基因表达研究中进一步应用，在理论上只需很少的个体或标本就可确定环境因素对基因组表达的影响并找出易感基因。（三）SNPs 与药物的关系 在利用药物进行疾病治疗时，不同的病人治疗效果有时差异显著。造成这种差异的原因是由于药物本 身在不同个体体内活化、代谢、清除方面的差异所决定的，而这种差异本质是遗传差异。SNPs 能充分地反映个体间的遗传差异。通过研究遗传多态性与个体对药物敏感性或耐受性的相关性，可以阐明遗传因素对药物效用的影响，从而对医生有针对性地用药和药物的开发提供指导和依据。过去对单个基因对药物作用的影响方面的研究已经有不少成果。比如，已知一些参与药物代谢的酶的 基因和受体基因可以改变药物在体内的代谢和个体对药物的敏感性。但对于许多常见的多发复杂疾病来说，单个基因对药物作用的影响甚微， 一般不会超过 5%。因此， 在基因组水平上进行多基因研究是必要的也是 必须的。SNPs 由于数量众多和易于批量检测，正好为此提供了条件。目前，正在兴起的药物基