基因检测项目背景

1、基因检测项目背景一、基因介绍1、基因的概念基因是代代相传的，位于每一个细胞核内，染色体上，具有编码蛋白质氨基 酸序列功能的 DNA 分子片段。基因是从英文Gene音译过来的，也可以按字面意思理解为 基本因子基因：是遗传的基本单位，代代相传；基因：位于细胞核内；基因：在染色体上；基因：具有编码蛋白质氨基酸序列功能的 DNA 分子片段；基因：有三类，它们分别编码为蛋白质、转运核糖核酸和核糖体核糖核酸。基因的特点基因有两个特点：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

2、被选择出最 适合自然的个体。基因来源：1、 基因是生来俱有，一生基本不变。2、 基因来源与 4 个家族、2 个家系。2、细胞人的身体大约有 100 万亿个细胞，每个细胞都包含了完整基因组的一个拷 贝，要构筑一个人的生命，需要完整的遗传信息。细胞核：细胞核位于细胞的中心部位，里面有 23 对染色体。3、染色体人有 23 对染色体，每一对中有一条遗传自父亲，另一条遗传自母亲。其中 一对是决定性别的染色体（X 和丫染色体），其余 22 对，称为体染色体。精子 和卵子都只携带有一套（23 条）染色体。人类的每条染色体都包含着成百上千的 基因，基因是DNA 勺主要功能单位。4、DNA DN 包含着两条长

3、长的条带，互相盘旋，构成著名的双螺旋结构。每个条带由数百万个化学构件组成，这些构件叫做碱基。在DNA 中只有四种不同的碱基（腺嘌呤 A、胸腺嘧啶 T、胞核嘧啶 C 和鸟嘌呤 G）,碱基排列的顺序 决定了某种信息，就像字母构成单词和句子。条带之间相对的碱基有着特殊的 规律：A 总是和 T 相对，而 C 总是和 G 相对。这样的每一对就叫做 DNA 的碱基 对。DNA 是个巨大的化学信息数据库，包含了一个细胞要产生的所有蛋白质的 制造方法的详细说明。5、蛋白质DNA虽然负责遗传信息的代代相传， 但其编码的蛋白质才是进行无数的细 胞反应，展现生命力的角色。蛋白质由 20 种不同的氨基酸构成。基因的

4、DNA 序列决定了对应的蛋白质的 氨基酸序列。蛋白质的氨基酸序列经过扭转、折叠，决定了蛋白质的外形和功 能。6 基因、DNA 染色体及细胞核关系图。7、突变基因:某一基因的 DNA 分子碱基排列顺序出现差错，影响蛋白质的质量或数量，这一基因就称为突变基因。8、疾病基因：由于突变基因生产出的蛋白质质量或数量的改变可以引起人体疾病，所以 该突变基因称为疾病基因。疾病基因的多少，会患何种疾病，取决于父母系两个家族基因重组的结果。疾病基因分为早发型疾病基因（早产、 先天性疾病）和迟发性疾病基因（肿瘤、脑卒中）。迟发性疾病基因何时表达，取决于个人、外界环境和有效预防措施。9、单体核苷多态现象：即碱基对的

5、排序不同是促使人与人之间不同的主要原因。单核苷酸多态性（又称 SNP，是广泛分布于人类全基因组中稳定的多态位 点，代表了不同个体之间最大的遗传差异。如果比较任意两条同源染色体的碱 基序列，那么平均约 1000 碱基对（bp）就有一个碱基不同。单个碱基变异（通常 人群分布小于 1%）能导致基因功能异常者习惯上被称为突变。随着人类基因组计划的进展，人们愈来愈相信基因组中的这类多态性有助 于解释个体的表型差异、不同群体和个体对疾病，特别是对复杂疾病的易感性、 以及对各种药物的耐受性和对环境因子的反应。因此，寻找研究SNP 已成为人类基因组计划的内容和目标之一。10、基因研究历史：19 世纪 60 年

6、代，奥地利植物学家格里戈尔孟德尔已经通过植物杂交实 验提出了 遗传因子的概念，并发现了生物遗传的分离定律和自由组合定律。1900 年，3 个不同国籍的植物学家几乎同时发现了孟德尔的成就，并意识 到它的重要性。孟德尔的再发现，对 20 世纪的遗传学的发展就像哥伦布发现新 大陆，遗传学从此翻开了新的一页。1902 年萨顿和博维里发现，孟德尔所说的遗传因子从亲代到子代的传递过 程与细胞内染色体从亲代到子代的传递过程存在着平行现象，所以他们认为遗 传因子可能在染色体上。1909 年荷兰遗传学家约翰逊提出了 基因这个现代尽人皆知的名词，取代 了遗传因子的概念。此后，美国科学家摩尔根和他的同事用果蝇实验无

7、可辩 驳地证明了基因就是在染色体上，并提出了经典遗传学的连锁与互换定律。1953 年 4 月，英国自然杂志发表了沃森和克里克的一篇划时代的论文： 核酸的分子结构。在这篇论文中，他们公布了脱氧核糖核酸（即 DNA 分子的 双螺旋结构模型。这一模型的发表，立即震惊了世界。生物化学家鲍林写到：我相信 DNA 双螺旋的这个发现以及这个发现将要取得的进展，必将成为近一百 年来生命科学以及所有我们对生命认识的最大进步。DNA 分子的双螺旋结构发现以后，沃森和克里克又提出 DNA 分子的半保留复制模式，成功地从分子水平 揭示了 种瓜得瓜，种豆得豆的遗传机理。1953 年，英国生物化学家桑格第一次测出牛胰岛素

8、中引个氨基酸的排列顺 序，同年，沃森和克里克发表了关于 DNA 双螺旋结构模型。在此基础上，美国 天文学家马盖莫夫于 1954年 2月提出了一个大胆设想-DNA 分子中的 4种核苷 酸能形成各种不同组合，每一种组合就是一种氨基酸的符号。他的设想在美国 当即遭到生物学权威的反对。于是他刊登了他的文章。出乎意料的是，在他的 文章发表之后，立即得到一批物理学家的关注。1955 年，这批物理学家凭借惊人的抽象思维能力，提出了三个核苷酸组合 在一起决定着一个氨基酸的设想。按照他们的想法，如果从DNA 的 4 种核苷酸（A、G C、T）中任意取两个组合起来，那么将会形成 4X4=16 种组合，若以每 个组

9、合作为一种氨基酸的符号，那么将会有 4 种氨基酸没有符号，既然两个不 行，那么就从 4 种核苷酸中任取 3 个搭配起来。这样，4 种核苷酸就会形成 4X4X4=64 种不同的组合，这下子不仅使 20 余种氨基酸都可能有自己的核苷酸组 合符号，而且还有 40 多种核苷酸组合是多余的。物理学家从莫尔斯电码中的点（）、横（-）所形成的各种组合代表某种 字母和某个数字的原理出发，提出了 DNA 中的 4 种核苷酸是以 3 个核苷酸组合 在一起代表蛋白质分子中某个氨基酸的电报密码。英国生物学家克里克在一个外行的物理学家的大胆猜测的启迪下，进一步 从分子生物学的角度出发，对核苷酸可能是蛋白质合成的密码进行

10、研究。1957年，正式提出了他的三联体密码假说：在 DNA 分子中，三个核苷酸组成一种氨 基酸的密码，除每种氨基酸有自己的三体密码子外，多余的密码子是蛋白质 开始合成和终止合成的符号。此外，也确实存在一种氨基酸有几种不同密码子 的情况。还有一些三联体是无意义的。三体密码揭开了基因的真面目-它是一个密码系统，而不是某种神秘的物质实体。生物界从最简单的病毒到最高等的 人类，基本的活动都是合成蛋白质的活动，无一例外地都服从统一的由核苷酸 组合而成的密码的支配，所有的生物都在按照这个密码体系进行生命接力棒的 传递。二、人类基因组计划（Human Genome Project,简称 HGP）（一）、人类

11、基因组人类遗传物质 DNA 勺总和被称为人类基因组。它由大约 30 亿个碱基组成， 其中含有约 6 万个作为生命活动基本单位的基因。人类基因组中蕴藏着生命的 本质奥秘，它与环境相互作用，决定着人的生、老、病、死。这一生命本质同 样适用于人类赖以生存的自然界中其他的生命体。（二）、两个源头：一个源头是基因研究的观念上发生了根本性变化。科学家发现，不论单基 因病还是多基因病，在发病过程中实际上都涉及很多基因的作用，只是被涉及 基因的作用有主有次，有前有后。欲搞清任何一种疾病发生发展的机理或某种 健康状态的机理，必须从基因组层面上搞清涉及疾病或健康状态的所有基因的 变化规律，而不只是研究某个基因。美

12、国能源部对原子弹爆炸幸存者及其后代 的研究，科学家无法从一个或几个基因来解释，为什么随着繁衍代数的增加， 核辐射造成的畸形等逐渐减少甚至消失；另一源头是人类肿瘤计划的失败。80 年代，美国科学家试图用传统医学方 法解开肿瘤之谜。但后来发现，肿瘤的形成都与基因有关。现代医学研究表明， 人体一般性病毒疾病可用传统医学治疗；但还有5000 多种遗传病以及与遗传密切相关的各种病患要赖于基因治疗。这其中包括最常见的肿瘤、糖尿病、贫血、高血压、 精神病等。 1986 年， 诺贝尔奖得主杜尔贝科(R.Dulbecco)在 科学(Scienee)杂志上发表了一篇题为癌症研究的转折点-人类基因组的全序列分 析的

13、短文，回顾肿瘤研究的进展，指出要么依旧采用 零敲碎打的策略，要 么从整体上研究和分析人类基因组。(三) 、目标最初的目标：通过国际合作，用 15 年时间(1990-2005)，构建详细的人类基因组遗传图 和物理图，确定人类 DNA 勺全部核苷酸序列，定位约 10 万基因，并对其他生物 进行类似研究。其终极目标是：阐明人类基因组全部DNA 序列；识别基因；建立储存这些信息的数据库；开发数据分析工具；研究HGF 实施所带来的伦理、法律和社会问题。1993 年修订：主要内容包括：人类基因组的基因图的构建与序列分析；人类基因的鉴定； 基因组研究技术的建立；人类基因组研究的模式生物；信息系统的建立。这其

14、 中的最重要的任务就是人类基因组的基因图构建与序列分析。最重要的是这样 几张图：遗传图、物理图、序列图，最优先考虑、必须保质保量完成的是DNA序列图。(四) 、前期工作：在人类基因组计划提出的时候，其他计划，比如肿瘤计划、克隆计划、基因表达、神经活动的研究等都面临突破，因此很有可能成为科技的花魁。但是在激烈的辩论中，人类基因组计划不断完善，美国政府不断考虑各方意见， 最后认为人类基因组计划是最重要的。因为人是最重要的，社会对人也最关切。 人类在进化和与疾病作斗争的过程中，对自身的遗传变异和疾病有了较大的积 累，也为研究自身提供了材料；人类基因组问题解决了，可以直接运用于解决 其他生物基因组问题

15、；另外，从人类基因组计划获得的经济价值最大。美国政府为了使普遍民众了解人类基因组计划，印发了不少小册子，诸如人类基因组计划-有多人了解我们的基因。使人类基因组计划成为美国历 史上规模最大参与人数最多的科学普及工作。人类基因组计划的目标也经过反 复讨论，数易其稿，最终对每一部分都有定质、定量、定时的具体目标。（五）、启动1990 年 10 月，美国能源部（DOE）与国立卫生研究院（NIH）共同启动人类基 因组计划（HGP），原定投入 30 亿美元，用 15 年时间完成该计划。（六）、宗日：测定组成人类基因组的 30 亿个核昔酸的序列， 从而奠定阐明人类基因组及 所有基因的结构与功能，解读人类的全

16、部遗传信息，奠定揭开人体奥秘的基础。由于生命物质的一致性与生物进化的连续性，以及 人类基因组计划所建 立的策略与技术的通用性，这就意味着奠定着揭开生命最终奥秘的基础。（七）、取样：选择不同的人种，大概 120 个人的基因组来测序。（八）、方法：把染色体打成很小的碎片；将碎片插入载体转化，在大肠杆菌中大量扩增； 用模板提取，并去除残品；测序；将天书般无法解读的信息转化为数据资料。 正是通过这五步曲，看似无形的基因被捉住、固定下来，并最终解读其中的秘 密。（九）、内容：绘制四张图：物理图、转录图、遗传图、序列图。遗传图又称连锁图，以 遗传标记为路标。物理图以碱基数作为图距，以序列标记位标 （STS

17、）为标记。 序列图是HGP 勺核心，它与遗传图、物理图密不可分，它本身又是核苷酸水平 的物理图。核心内容是测定人的基因组脱氧核糖核酸（DNA）的全部序列，从而获得人类 全面认识自我最重要的生物学信息，最终目标是提供由数万个基因 元素组成 的人体生物学周期表。DAN 测序图谱（十）、进程：发起国：美国实施国：美国、中国、英国、法国、德国、日本中心：16 个中心特权：参与国免费共享人类基因组资料库美国1984 年 12 月，美国犹他大学的魏特受美国能源部的委托，主持讨论了DNA重组技术及测定人类整个基因组 DNA 序列的意义。1985 年 6 月，美国能源部提出人类基因组计划的初步草案。1986

18、年 6 月，在新墨西哥州讨论了人类基因组计划的可行性，随后美国能 源部宣布这个草案。在纽约冷泉港讨论会上，诺贝尔奖金获得者吉尔伯特以及 伯格主持了 人类基因组计划的专家会议。1987 年初，美国能源部与国家医学研究院为人类基因组计划下拨了启动经 费 550万美兀。总额年 1.66 亿美兀。1987 年，美国开始筹建人类基因组计划实验室。1989 年，美国成立国家人类基因组研究中心，诺贝尔奖金得主、DNA 分 子双螺旋结构模型的提出者詹姆斯沃森担任第一任主任。1990 年，美国国会批准美国的人类基因组计划在 10 月 1 日正式启动。 其总体规划是准备在 15 年内至少投入 30 亿美元，进行对

19、人类的基因组分析。1993 年，美国对这一计划做了修订。英国1989 年 2 月，英国开始了人类基因组计划。它提出全国协调、资源集中的 任务。全国有关的实验室统一从英国人类基因组资源中心获得免费实验技术 和实验材料服务。自 1993 年开始，伦敦的桑格中心成为全世界最大的测序中心，它独立完成了人类基因组 30%以上的测序任务。法国1990 年启动，由科学研究部委托国家科学医学科学院制定。1983 年年底，诺贝尔奖金获得者道赛特以自己的奖金建立了人类多态性研究中心。法国民众 至少捐助了 5000 万美元。对人类基因组计划的贡献在 3%左右。德国政府组建了基因研究网。日本在美国的推动下于 1990

20、 年开始的。对人类基因组测序的贡献占了 7%中国始于 1993 年，是国家自然科学基金委员会、国家高技术计划、和国家重点 基础研究计划共同资助的重大项目。由著名遗传学家组成了这个项目的顾问 委员会，由中青年科学家组成学术专家委员会；还有一个中国人基因多样性委员会和社会、法律、伦理委员会，另有一个秘书处负责国际联络、国内协调 与日常事务。1999 年 7 月，中科院遗传研究所人类基因组中心暨北京华大基因研究中心，代表中国在人类基因组测序参与者索引（HGSI）注册，同年 9 月被正式接纳为国 际测序俱乐部成员，中国成为第六个参与人类基因组测序的国家。随后，国家 南北方基因组中心加盟，共同完成这一任

21、务。1%项目是指由中国承担的由我所人类基因组中心完成的人类3 号染色体短臂上的一个约 30 Mb 的区域的测序任务。由于该区域约占人类整个基因组的 1%因此简称1%项目。这一项目主要由科技部、科学院资助。中国科学院遗 传研究所人类基因组中心暨华大基因研究中心承担任务的55%北方国家人类基因组中心承担 20%南方国家人类基因组中心承担 25%2000 年 6 月 26 日上午 10 时，美国前总统克林顿在白宫举行的记者招待会 上郑重宣布，由一批国际科学家组成的人类基因组计划已经完成人类基因组框 架图。克林顿评价这一历时 10 年之久的研究成果时说，人们将世世代代记住今 天，人类将开始一场与生命的

22、对话。英国首相布莱尔以卫星电视的形式参与了 这个发布会。中国前国家主席江泽民也就中国科学家的参与与贡献发表了重要 讲话。2003 年 4 月 14 日，美、英、日、法、德和中国科学家宣布共同绘制完成 人类基因组序列图，跨越 13 年的国际 HGP 提前完成。此次完成的人类基因组序 列覆盖人类基因组 99%勺核苷酸序列，误差小于 1： 10000bp（碱基对）。2006 年 5 月 18 日，人类基因组计划于宣告完成。这是美国科学家和英国 科学家2006 年 5 月 18 日在英国自然杂志网络上发布了人类最后一个染色 体-1 号染色体基因组测序，历时 16 年的人类基因组计划写完了 生命之书 的

23、最后一个章节。（十一）影响在自然科学史上，HGP 勺影响将远远超过曼哈顿原子弹工程和阿波罗 登月计划，它是 21 世纪生命科学的基础和先导。它所倡导的全球合作、免费 共享的人类基因组计划精神，已成为自然科学史上国际合作的楷模。世界各国 也因此受益无穷。无须怀疑，HGP 各揭示人类生命奥秘，最终达到防病治病，提高人类健康 水平的目的。在 HGB 进展过程中建立起来的基因组学、生物信息学技术，将对 生物相关学科和产业起到巨大的推动作用。国内外专家普遍认为，基因组序列图首次在分子层面上为人类提供了一份 生命说明书。今后，医生有望拿着病人的基因图谱，准确而迅速地找到病根， 制定出最佳的治疗方案。制药公

24、司设计针对基因缺陷的药物。药物的针对性越 强，其效果将越好，副作用也越小。科学家预言，在 人类基因组计划完成后 的 10 至 20 年内，基因医学将进入黄金时代。（十二）新学科和产业的诞生基因组研究一改模型导向的传统生命科研模式，凸现出其数据导向的 特点，形成了以生物信息学为导向的全新的生命科学和产业发展模式。从 EST（expressed?sequence?tags,表达顺序标签）的积累，到基因组工作框架图， 其科学和经济价值已被认识。基因组学研究另外一个突出的特点是它的系统性。再没有比获取生物体的 全部DNA 序列更系统化的研究方式了。它正导致许多新学科和产业的诞生：基因组信息学以信息的收

25、集、处理和分析为核心，发展出不同的方法学；应用基因组学以数据为依据，以信息的利用和开发为目标，为功能研究提 供指导；比较基因组学以跨物种、跨群体的基因组数据为主体，研究物种的进化、 基因功能的演化和基因的调控，并为分类学家提供准确的分子水平分类依据；进化基因组学以研究基因组的动态变化和基因的变异为依据，推演出精确 的分子时钟和基因组进化的机制与时间；蛋白质组学将由基因组和基因的 DNA 序列数据，鉴定出特定细胞的所有蛋 白质并精确地定量其表达水平。基因组数据库已成为用途最广、用户最多的信息库和产业枢纽。高速自动 DNA 测序技术的建立，带动了生物信息学的发展，信息化的生物 资源使得现代分子生物

26、技术有了用武之地，因而带动了整个生命科学和产业的 发展，形成了良好的互动关系。资源信息化把物种资源与基因工程、转基因技术等分子生物技术有机地连接起来，成为了生物产业发展的源头、生长点和制 高点，这已是不争的事实。DNA 测序、基因组数据分析本身也成长为生物技术 和制药业的源头产业。生物信息产业的发展模式也符合摩尔定律（每 18 个月技术变一次， 价格降 一半），它的两个最主要的限速因素是测序能力、计算机数据处理能力。从 1970-1980 年代的手工测序到 1990 年代的机器测序，由平板电泳到毛细管电泳， 再到自动化、规模化，测序能力年年翻番，费用持续下降，同时伴随着计算机 数据处理能力的持

27、续增长，标志着以摩尔定律的倍速发展为特征的生物信息产 业时代的到来。承担着健康基金计划创新基因测序技术的两个美国国家实验室向科学家 们提出了挑战：在 2009 年之前将人类基因组测序费用降至 10 万美元，而在 2014 年将费用降至 1000 美元。可以设定一个奖额来现金奖励第一个达到上述 费用水平的研究小组。1000 美元基因组所含的意思是，承诺 DNA 测序将便宜到个人足以负担得 起，并使人们认为这种能把自己的基因组序列存盘供医生参考的一生一次的支 出是值得的。廉价测序技术还能扩大基因组的研究者队伍，供给研究人员更多 的基因组以便于对照了解病人和健康者之间的个体差异，从而使基因序列信息

28、更有价值。基因组医学基因组医学是基于人类及其它生命体基因组为基础的医学研究。基因组医 学由此推动的生命科学革命和临床医学革命，将从结构基因组，功能基因组和 蛋白质组水平上认识疾病；从基因和环境相互作用水平上研究疾病；通过疾病 基因组早期诊断、预防、治疗疾病；通过药物基因组、环境基因组深入到个体 化医疗；其在未来十几年、几十年间的突破很可能大大超越以往上百年的成果， 并可能成为改变主流医学的革命。而诊断和分子病理则是基因组医学成果开发和应用的开路先锋。主要瞄准严重危害人类健康的三大杀手-出生缺陷和遗 传病、肿瘤和癌症，心脏和心脑血管疾病。这些能够在疾病发生或发展前作出 的分子病理诊断或遗传病理诊

29、断，是基因组医学进入以预测、预防为主的个体 化医疗时代的重要基础。基因营养学基因营养学（gene nutriology） 是 2000 年提出的一种新的营养学理论，是 继基因药物之后源自人类基因组计划的个体化治疗的第二次浪潮。2003 年 11月国际基因营养学大会的召开更促进了基因营养学的发展。基因营养学的目的不是改变用于消费的各种食品以提高它们的营养成分， 而是在于食用那些食品，如何让基因更好地适应，这种理论能确定如何改变体 内基因的作用和结构。同时，如何根据每个人自己的基因特点制定食谱补充特 定的营养成分，以弥补由于基因变异造成对健康的影响。有的还可以防止某些 基因突变或改变基因的活动情况

30、，从而达到预防疾病、延缓衰老、促进健康的 目的。药物遗传学/基因组学药物遗传学/基因组学目前研究的人类基因主要包括以下几种类型：1.药物代谢相关基因，主要是指药物在人体内代谢（包括活化或灭活）相关基因，如细胞 色素 P450 家族,GST,NAT 等,这些基因的多态性会影响到药物在人体内的作用效 果和毒副作用，甚至影响药物对机体的长期毒副作用，如P4502C19S 美芬妥英羟化酶是肝脏中的一种酶，参加美芬妥英等十几种药物的代谢,具有遗传多态性 分外快代谢（EM）,慢代谢（PM）两种，现在发现该酶的多态性不仅与药物代谢有关， 还与人患癌症相关.2.药物转运基因，如细胞膜上的 P 糖蛋白能够将药物

31、从细胞 内泵出细胞外，形成细胞对药物的耐药性；3.药物作用于细胞的靶位基因，不同 的药物作用的靶位不同，靶位基因的多态性直接影响了药物作用的效果，如上面提及的 ACE 多态性和 ACEI 治疗效果密切相关。4.其它引起药物毒副 作用,过敏反应的基因，如引起庆大霉素耳聋，双黄连溶血等基因。一些肿瘤患者 在使用化疗药物（如 5-Fu）时会出现全身中毒甚至死亡现象，这可能涉及特定药 物代谢的基因。通过药物遗传学/基因组学研究发现，同一药物在不同个体内的 效果和毒副作用的差异可以达到 300 倍，而目前对患者而言选择药物剂量的唯一 因素是年龄和体重，可见,个体化用药势在必行。此外,药物遗传学/基因组学

32、和基因诊断学相结合，可望在疾病的基因预测，风险性估计，药物预防,疾病治疗的疗效预测方面将发挥重要作用。综上,我们可以将药物遗传学/基因组学理解为两个层次：1.针对某一类型 疾病的不同分子病理机制研究 2 对影响药物代谢的基因组研究，这两种层次相 互联系,前者是粗调，为药物选择提供依据；后者是细调，为药物选择和剂量提供 依据。在不远的将来，药物设计完全以药物遗传学/基因组学的成果为基础，专门为 特定的人群设计最为有效的药物。将制药公司和患者紧紧地结合在一起，强调 以人为本，因人制宜，药物的种类，亚型多了，治疗效果提高了，周期缩短了，成 本反而大幅度下降了。据估计,药物基因组学可望节约药物开发成本

33、 25%,据位 于巴黎的金赛特公司估计，每年全世界未通过药物临床检验而损失的药物研发 费中通过药物基因组研究有可能挽回近 100 亿美元的损失。三、疾病与基因的关系现代医学已证明，除了外伤、中毒或营养不良以外，几乎所有的疾病都跟 基因有关。从基因组医学来讲，人类疾病可分为三大类：第一类：单基因病，致病基因只有一个。由于此类疾病具有明显的遗传性， 故称为遗传病。现已发现遗传病有 6000 余种。如多指症、白化病、早老症等。第二类：多基因病，两个以上基因的结构或表达调控的改变。如恶性肿瘤、 心脑血管病、精神神经性疾病、糖尿病、风湿病、免疫性疾病等等。第三类：获得性基因疾病，由清原微生物侵入人体所致

34、，如艾滋病、乙型 肝炎、结核病等等。基因突变的因素：物理因素：如紫外线、电离辐射；化学因素：如亚硝酸、甲醛、药物；生物因素：如病毒、真菌、细菌;体内生理、病理因素。四、基因检测基因检测就是以人类基因组计划的人类基因组图谱为参照，检测被检测者 的基因组，发现致病基因。五、基因检测基因检测是从人体的血液、其它体液或组织中提取细胞，检测个人DNA 勺遗传多态性和基因型。狭义的基因检测是预测性基因检测，是一种能够显示未来的疾病倾向的身 体检测，而非对现有疾病的诊断。广义的基因检测包括了疾病预防和疾病诊断 两个方面。基因检测主要目的有两个，一是用于疾病的诊断，例如白血病的诊断分类 等，都需要进行相关的基

35、因检测；二是疾病的预防，就是检测健康人的基因型 以及某些遗传多态性，分析基因与疾病风险的关系，并向受检者提出生活上的 指导，避免疾病的发生。目前，预测性基因检测多应用于预测遗传性疾病和多发性多因素疾病的患 病风险。例如遗传性疾病 Tay-Sachs disease、Cystic fibrosis 和常见病心绞 痛、糖尿病等。还有几种癌症可以用基因检测的方法预测个体易感性，最常检测的有乳腺 癌、结肠癌。预测性基因检测也可用于检测个人是否拥有与某种药物使用时的有效性和 敏感性相关的遗传多态性的筛查。并以该个体特有的基因型来指导科学用药， 开展个体化医疗。基因检测被认为是唯一真正意义上的疾病预测技术

36、。通过检测，可以确定 您是否携带对某种疾病敏感的基因型，如果携带，通过采取相应的预防措施， 从而避免或延缓患病，以达到提高生活质量的目的。近年来，基因检测也被用来检测个人对某种食品、营养补充剂或美容品的 适应性相关的基因多态性，以指导人们的营养保健规划。基因检测与传统检测相比，具有更好的前瞻性、敏感性、广泛性、同一性 和个体化。其前瞻性具有特别的预防作用，比如每个个体的基因序列都是不同 的，其中有些人可能携带一些疾病的易感基因，也就是说这些人与其他人相比 更容易患某些疾病，那么通过基因检测发现具有某种疾病易感基因的人群，就 可以在发病以前，通过改变生活方式、饮食习惯、运动或药物等进行预防。敏

37、感性使我们对人体的认识更深入细致，比如基因检测可以检测到几个拷贝的变 化。广泛性是指基因检测的应用范围广泛，目前已经应用到产前诊断和携带者 的检测、肿瘤、感染性疾病、对某种重大疾病的易感性检测、器官移植组织配 型、法医学等。由于分子生物学技术的迅速发展，可以在同一反应条件下同时 完成上万个基因点的检测，实现检验结果的同一性比较，这也是基因检测的另 一突出特点，不仅如此，从分子水平检测出个体的基因特点，这也是传统检测 中不能实现的个体化特点。四、基因检测深远的意义：1、 预测医学。在健康和亚健康时期就能够准确预测疾病的风险。2、 疾病预防。疾病=内因+外因。通过对内因的了解，可有效地避免外因的

38、影响，从而可降低患病的风险。3、 健康管理。通过基因检测，知道自己有某方面的疾病易感基因，就可主 动的改善环境和生活习惯，做好自己的健康管理。4、 个性化医疗服务。通过基因检测，提示我们哪些药物要慎用，不但大大 地降低了不必要的医疗支出，提高了疗效，更避免了对人体造成更大的伤害。七、病人进行基因检测对临床治疗的意义1.疾病与基因多态性目前医学的最大问题在于如何关注人的个体差异。 为什么不同个体在相同 的疾病中表现不同，以及为什么不同的个体对相同的治疗会有不同的反应等方 面。遗传基因决定了每个人与生俱来的不同特点，通常情况下，疾病的遗传易 感基因是指基因的某种变异类型，即疾病基因多态性，这种基因

39、变异使得基因 表达量改变或者编码蛋白的活性变异，从而使得拥有该基因变异类型的人相对 容易得某种疾病。 人群中同一基因某一多态性位点的不同类型互称为不同的亚 型， 通常，在我们所选择的基因位点亚型中，有一种亚型对某种疾病风险度提 高，这种亚型对应的的基因通俗的说法就是该疾病易感基因。疾病基因多态性研究揭示了同一种疾病不同临床表现形式的本质， 这就为 疾病的个体化治疗打下了基础。近年来，疾病基因多态性研究已成为临床医学研究的重要领域，但国内外 医学界对这方面的研究大都局限于探寻基因多态性与疾病易感性的关系，而忽 略了该研究的临床实用价值。准确的把握基因多态性研究与临床应用的结合点 和正确的研究策略

40、，才有利于进一步提高医生对疾病规律的认识和诊治水平。2临床诊治新模式禾 U 用基因组学，采用基因检测技术，我们能够将临床诊断和治疗从目前的诊断-治疗模式转向预测预防-个体化治疗模式：疾病预防时：带有疾病易感基因的人通过改变生活方式，饮食习惯，早期 药物干预等方法达到不发病或推迟发病。健康体检时：不同基因结构的人患病趋势是不同的。通过基因检测可以预 先评估其易得哪些疾病，以便及早预防。疾病诊治时：通过对患者疾病基因或病原微生物基因的检测，将疾病的表 型细分为不同亚型，为有针对性的治疗提供依据。对具有疾病易感基因的高危人群进行药物及生活习惯干预， 以求达到不发 病或推迟发病的目的；对于疾病相关基因

41、型指导临床个体化用药的意义已经被公认。特别是对与 药物代谢、药物毒性与基因型的关系的研究已经受到全球广泛重视。对于治疗 药物通路上的基因型与治疗效果的关系也备受重视。最近，Schelleman H 等人撰文（Drug,2004,64（佝 ：1801-1816）详细讨论了不同基因型对抗高血压药物疗 效的影响。在国外，个性化医疗已经开始了有益尝试。德国洪堡大学的临床药理毒理 研究所就曾出现过这样一幕：一位病人在服用了两个疗程的某种对症药品后病 情仍未见好转，临床医生开出了对患者做基因分析的化验单， 结果发现这个病 人的某一细胞色素 P-450基因型属强代谢型，致使吃下去的药很快被代谢掉。 医生根据

42、这一基因测试结果，换了一种绕开这一代谢途径的药。不出几日，患 者的病况大为好转。3.满足临床科研需要，不断提高学术水平对候选基因的选择要建立在明确的病理生理学基础上，候选基因多态性对 其所编码的蛋白质应具有功能影响，不同基因型的分布与相应临床表现形式之 间有一定的联系，对多基因病，应根据疾病的病理生理学改变，选择多个候选 基因，客观的从不同侧面对其进行逐一剖析和整体分析，既弄清某一基因多态 性的作用，也要对不同候选基因之间的相互作用进行分析，研究的样本量要足 够大，具有充分的代表性。把研究重点放在为什么不同个体在相同的疾病中表 现不同，以及为什么不同的个体对相同的治疗会有不同的反应等方面。疾病基 因多态性研究揭示了同一种疾病不同临床表现形式的本质，这就为疾病的个体 化