医学遗传学-遗传病的诊断

1、第十四章第十四章 遗传病的诊断遗传病的诊断遗传病的诊断遗传病的诊断 概念：临床医生根据患者症状、体征以概念：临床医生根据患者症状、体征以及各种辅助检查结果并结合遗传学分析，及各种辅助检查结果并结合遗传学分析，从而确认是否患有某种遗传病并判断其遗从而确认是否患有某种遗传病并判断其遗传方式及遗传规律。传方式及遗传规律。根据诊断时期的不同，可分为：根据诊断时期的不同，可分为：现症患者诊断现症患者诊断症状前诊断症状前诊断产前诊断产前诊断 新分支：植入前诊断新分支：植入前诊断 遗传病的诊断遗传病的诊断诊断水平：诊断水平：临床诊断临床诊断细胞学诊断细胞学诊断蛋白质水平诊断蛋白质水平诊断基因诊断基因诊断遗传

2、病的诊断遗传病的诊断第一节第一节 遗传病的临床诊断遗传病的临床诊断家族史、婚姻史、生育史、家族史、婚姻史、生育史、 疾病的始发年龄、病程特点疾病的始发年龄、病程特点综合分析，初步确定是否为遗传病，综合分析，初步确定是否为遗传病，实验室进一步检查确诊。实验室进一步检查确诊。第一节第一节 遗传病的临床诊断遗传病的临床诊断二、症状与体征二、症状与体征 遗传病和某些普通疾病的症状与体征是有遗传病和某些普通疾病的症状与体征是有共性的，但也有其特有的临床表现，甚至形共性的，但也有其特有的临床表现，甚至形成成特异性症候群特异性症候群。得出对疾病的初步印象，。得出对疾病的初步印象，为进一步选择其他检查提供帮助

3、。为进一步选择其他检查提供帮助。特异性症候群特异性症候群智力发育不全智力发育不全毛发黄毛发黄腐臭味（尿液、汗液）腐臭味（尿液、汗液）苯丙酮尿征？苯丙酮尿征？副性征发育不良副性征发育不良原发性闭经原发性闭经身体矮小身体矮小 肘外翻肘外翻常见染色体病伴随体征常见染色体病伴随体征单凭症状和体征不能准确诊断，但可得出疾病初步单凭症状和体征不能准确诊断，但可得出疾病初步印象，为进一步选择其他检查提供帮助。印象，为进一步选择其他检查提供帮助。第一节第一节 遗传病的临床诊断遗传病的临床诊断二、症状与体征二、症状与体征三、系谱分析三、系谱分析绘制系谱应注意的事项绘制系谱应注意的事项系统、完整系统、完整去伪存真

4、去伪存真注意新基因突变注意新基因突变三、系谱分析三、系谱分析系谱分析中要注意系谱分析中要注意孟德尔遗传病孟德尔遗传病非孟德尔遗传病非孟德尔遗传病具有特殊遗传学现象的疾病具有特殊遗传学现象的疾病（一）（一）孟德尔式遗传病孟德尔式遗传病（二）非（二）非孟德尔式遗传病孟德尔式遗传病( (三三) )具有特殊遗传方式的疾病具有特殊遗传方式的疾病( (三三) )具有特殊遗传方式的疾病具有特殊遗传方式的疾病第二节第二节 遗传病的细胞学诊断遗传病的细胞学诊断一、染色体检查一、染色体检查核型分析核型分析染色体检查的适应征：染色体检查的适应征： v智能发育不全、生长迟缓或伴有其它先天畸形者智能发育不全、生长迟缓或

5、伴有其它先天畸形者v夫妇中有染色体异常，如平衡易位、嵌合体等夫妇中有染色体异常，如平衡易位、嵌合体等v家族中已发现染色体异常或先天畸形个体家族中已发现染色体异常或先天畸形个体v多发性流产的妇女及其丈夫多发性流产的妇女及其丈夫v原发闭经和男女不育症者原发闭经和男女不育症者v3434岁以上的高龄孕妇岁以上的高龄孕妇v有两性内外生殖器畸形者有两性内外生殖器畸形者第二节第二节 遗传病的细胞学诊断遗传病的细胞学诊断一、染色体检查一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色质检查二、性染色质检查vX X染色质、染色质、Y Y染色质：染色质： 方法简单，可鉴别胎儿性别以助于方法简单，可鉴别胎儿性别以助于X X连

6、锁遗传病诊断；连锁遗传病诊断；协助诊断两性畸形或性染色体数目异常疾病诊断或协助诊断两性畸形或性染色体数目异常疾病诊断或产前诊断产前诊断v标本来源标本来源 发根鞘细胞、皮肤或口腔上皮细胞、女性的阴道上发根鞘细胞、皮肤或口腔上皮细胞、女性的阴道上皮细胞、也可取自绒毛和羊水的胎儿脱落细胞。皮细胞、也可取自绒毛和羊水的胎儿脱落细胞。第二节第二节 遗传病的细胞学诊断遗传病的细胞学诊断一、染色体检查一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色质检查二、性染色质检查第二节第二节 遗传病的细胞学诊断遗传病的细胞学诊断一、染色体检查一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色质检查二、性染色质检查v 应用荧光素标记的应

7、用荧光素标记的DNADNA探针与标本进行探针与标本进行原位杂交后，使杂交原位杂交后，使杂交区域发出荧光。区域发出荧光。v优点：快速、安全优点：快速、安全 灵敏度高灵敏度高 特异性强。特异性强。 图示为图示为2121三体综合征患三体综合征患 者的者的FISHFISH检测检测Normal maleNormal maleTumor cell Tumor cell 第三节第三节 遗传病的蛋白质水平诊断遗传病的蛋白质水平诊断蛋白质水平诊断蛋白质水平诊断 基因突变引起单基因病：酶和蛋白质的质和量的基因突变引起单基因病：酶和蛋白质的质和量的改变或缺如改变或缺如定性定量分析诊断单基因病或分定性定量分析诊断单基

8、因病或分子代谢病。子代谢病。临床上常用检测方法临床上常用检测方法 PrPr和酶分析：确定单基因病和酶分析：确定单基因病 代谢产物检测：反映酶活性代谢产物检测：反映酶活性标本来源标本来源 产前诊断：绒毛、羊水、脐带血和皮肤。产前诊断：绒毛、羊水、脐带血和皮肤。 新生儿筛查：新生儿筛查：血、尿。血、尿。上海：上海：1981198119871987年对年对284,396284,396名新生儿进行名新生儿进行PKUPKU筛查，筛查，查出查出PKUPKU患儿患儿1515名，高苯丙氨酸血症名，高苯丙氨酸血症4 4名。名。生物化学检查生物化学检查第四节第四节 遗传病的基因诊断遗传病的基因诊断v概念：利用概念

9、：利用分子生物学技术，分子生物学技术，直接直接探测遗传物质的结探测遗传物质的结构或表达水平的变化情况，从而对被检查者的状态和构或表达水平的变化情况，从而对被检查者的状态和疾病做出诊断疾病做出诊断。v 基因诊断材料：基因诊断材料： DNADNA：分析基因结构：分析基因结构 RNARNA：分析基因功能分析基因功能一、基因诊断的特点一、基因诊断的特点1 1、以探测基因为目标，属于、以探测基因为目标，属于“病因诊断病因诊断”，针针对性强对性强；2 2、基因诊断取材来源广泛；、基因诊断取材来源广泛；3 3、利用基因探针进行检测，、利用基因探针进行检测，灵敏度高、特异性灵敏度高、特异性强强；4 4、基因探

10、针、基因探针适用性强适用性强，诊断范围广；，诊断范围广；5 5、目的基因是否处于活化状态均可、目的基因是否处于活化状态均可, ,无组织和无组织和发育特异性。发育特异性。基因诊断基因诊断诊断遗传病最有前途方法诊断遗传病最有前途方法二、基因诊断的基本途径二、基因诊断的基本途径v直接诊断：直接诊断：直接检测致病基因本身异常直接检测致病基因本身异常v间接诊断：间接诊断：当致病基因已知而异常未知时，或者当致病基因已知而异常未知时，或者致病基因尚属未知时，可通过对受检者或者家系致病基因尚属未知时，可通过对受检者或者家系进行连锁分析进行连锁分析, ,以推断其是否获得了带有致病基因以推断其是否获得了带有致病基

11、因的染色体。的染色体。基因诊断标本基因诊断标本v症状前诊断症状前诊断 外周静脉血外周静脉血v产前诊断产前诊断 孕早期的绒毛细胞孕早期的绒毛细胞 孕中期羊水胎儿脱落细胞孕中期羊水胎儿脱落细胞 母亲外周血中胎儿有核红细胞母亲外周血中胎儿有核红细胞v植入前诊断植入前诊断 受精卵卵裂细胞受精卵卵裂细胞产前诊断产前诊断是针对胎儿的诊断，其适应征是针对胎儿的诊断，其适应征（P207-209P207-209）(1)(1)夫妇之一有染色体畸变，特别是平衡易位携带者，或者夫妇之一有染色体畸变，特别是平衡易位携带者，或者 夫妇染色体正常，但出生过染色体异常的患儿的夫妇夫妇染色体正常，但出生过染色体异常的患儿的夫妇

12、(2)35(2)35岁以上的高龄孕妇岁以上的高龄孕妇 (3)(3)夫妇之一有开放性神经管畸形，或出生过这种畸形患儿夫妇之一有开放性神经管畸形，或出生过这种畸形患儿 的夫妇的夫妇(4)(4)夫妇之一有先天性代谢缺陷，或出生过这种患儿的夫妇夫妇之一有先天性代谢缺陷，或出生过这种患儿的夫妇(5)X(5)X连锁遗传病基因携带者孕妇连锁遗传病基因携带者孕妇 (6)(6)原因不明的习惯性流产的孕妇原因不明的习惯性流产的孕妇(7)(7)羊水过多的孕妇羊水过多的孕妇 (8)(8)夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇(9)(9)具有遗传病家族史，又系近亲婚配的孕妇具有遗传病家族史，又系近

13、亲婚配的孕妇 医生在超声波探头的引医生在超声波探头的引导下，用一根细长的穿刺针导下，用一根细长的穿刺针穿过腹壁、子宫肌层及羊膜穿过腹壁、子宫肌层及羊膜进入羊膜腔，抽取进入羊膜腔，抽取202030ml30ml羊水，以检查其中胎儿细胞羊水，以检查其中胎儿细胞的染色体、的染色体、DNADNA、生化成分等、生化成分等，是目前最常用的一种产前，是目前最常用的一种产前诊断技术。诊断技术。羊膜穿刺法羊膜穿刺法 创伤性产前诊断创伤性产前诊断v孕中期（孕中期（16-1816-18周）的周）的羊水胎儿脱落细胞羊水胎儿脱落细胞v在怀孕在怀孕1212周之前，一般周之前，一般不采用羊膜穿刺法进行不采用羊膜穿刺法进行采样

14、与诊断采样与诊断. .0.5%0.5%的孕妇会出现羊膜炎、的孕妇会出现羊膜炎、胎膜破裂及流产。胎膜破裂及流产。羊膜穿刺法羊膜穿刺法创伤性产前诊断创伤性产前诊断绒毛取样绒毛取样-创伤性产前诊断创伤性产前诊断v绒毛膜绒毛取样绒毛膜绒毛取样比羊膜穿刺法更比羊膜穿刺法更早采样与检查的早采样与检查的诊断方法诊断方法v怀孕怀孕10101212周周 v但风险比羊膜穿但风险比羊膜穿刺法要高。流产刺法要高。流产率高达率高达2%2% 孕妇血有核红细胞（孕妇血有核红细胞（NRBCNRBC）含量极少，大约每）含量极少，大约每1ml1ml母血中只含母血中只含5 52020个胎儿细胞，个胎儿细胞，NRBCNRBC更少，为

15、每更少，为每1ml1ml含含2 26 6个胎儿细胞，必须进行分离纯化才能利于进一步分个胎儿细胞，必须进行分离纯化才能利于进一步分析，做产前诊断。析，做产前诊断。 正常胎盘并非是完善的、细胞透不过的屏障。正常胎盘并非是完善的、细胞透不过的屏障。在人类正常妊娠当中，进入母体血液循环中的胎儿在人类正常妊娠当中，进入母体血液循环中的胎儿血量估计是血量估计是0.10.10.3ml0.3ml。胚胎植入前遗传学诊断胚胎植入前遗传学诊断 （Preimplantation GenerticPreimplantation Genertic Diagnosis Diagnosis， PGDPGD）v PGD PGD

16、主要是对体外受精的胚胎进行遗传学诊断。主要是对体外受精的胚胎进行遗传学诊断。v PGDPGD是辅助生育技术与分子生物学技术相结合而发展是辅助生育技术与分子生物学技术相结合而发展 的产前诊断技术，俗称第三代试管婴儿。的产前诊断技术，俗称第三代试管婴儿。v 从体外受精第从体外受精第3 3日的胚胎或第日的胚胎或第5 5日的囊胚取日的囊胚取1-21-2个卵裂球个卵裂球 或部分细胞进行核型胚胎移植，取样不影响胚胎发育，或部分细胞进行核型胚胎移植，取样不影响胚胎发育， 得到健康下一代。得到健康下一代。三、基因诊断常用方法及应用三、基因诊断常用方法及应用v原理：用已知核苷酸序列测定未知核苷酸序列。原理：用已

17、知核苷酸序列测定未知核苷酸序列。v方法：分子杂交、方法：分子杂交、DNADNA体外扩增（体外扩增（PCRPCR）、）、DNADNA测序、基测序、基因芯片技术因芯片技术，其中最基本技术是核酸分子杂交技术。，其中最基本技术是核酸分子杂交技术。v应用：应用： 19781978年简悦威（年简悦威（YW KanYW Kan）首次用）首次用DNADNA重组技术进行镰重组技术进行镰刀型贫血病产前诊断；刀型贫血病产前诊断； 19821982年普遍开始试用基因诊断技术；年普遍开始试用基因诊断技术； 迄今已对数百种遗传性疾病进行基因诊断和产前基迄今已对数百种遗传性疾病进行基因诊断和产前基因诊断。因诊断。v应用特异

18、性探针在复应用特异性探针在复杂的待检杂的待检DNADNA中，利用中，利用碱基互补配对的原理碱基互补配对的原理来鉴定其同源来鉴定其同源DNADNA分子分子的过程的过程。vSouthernSouthern印迹杂交印迹杂交vASOASO斑点杂交斑点杂交 分子杂交分子杂交SouthernSouthern印迹杂交印迹杂交ASOASO斑点杂交斑点杂交19861986年，胡流清等基于点突变原年，胡流清等基于点突变原理，用寡核苷酸探针进行基因诊断。理，用寡核苷酸探针进行基因诊断。正常探针正常探针突变探针突变探针苯丙酮尿症苯丙酮尿症(AR(AR） PCRPCR技术技术vPCRPCR技术：体外快速扩增特异性技术：

19、体外快速扩增特异性DNADNA片断地技术，片断地技术，使能够达到足够分析的纯度和量。模板使能够达到足够分析的纯度和量。模板DNADNA可可以来自一个细胞，一根头发、一滴精斑等都可以来自一个细胞，一根头发、一滴精斑等都可以得到有效的扩增。以得到有效的扩增。 vPCR-SSCPPCR-SSCPvPCR-RFLPPCR-RFLPPCR-SSCPPCR-SSCP（单链构象多态性）（单链构象多态性）19891989年，年，OritaOrita等建立的等建立的PCRPCR产物单链产物单链DNADNA凝胶电泳技术凝胶电泳技术。1 1：正常人：正常人 2,4,52,4,5：纯合体患者：纯合体患者 3 3：杂合

20、体：杂合体(2(2的弟弟的弟弟) )左为泳动变位模式：左为泳动变位模式：A A 正常人；正常人；B B 纯合体患者纯合体患者RFLP(RFLP(限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性) ) v人群中不同个体基因的核苷人群中不同个体基因的核苷酸序列存在差异酸序列存在差异DNADNA多态多态性。性。vDNDN序列上发生变化而出现序列上发生变化而出现或丢失某一限制性酶切位点，或丢失某一限制性酶切位点，使酶切产生的片段长度和数使酶切产生的片段长度和数量发生变化称为量发生变化称为RFLPRFLP（ restriction fragment restriction fragment length pol

21、ymorphism length polymorphism ）。）。镰状细胞贫血镰状细胞贫血(HbS(HbS) )： 第第5 57 7位密码子位密码子MstMst： CCTNAGGCCTNAGGHbHbA A： CCTGAGGAGCCTGAGGAGHbHbS S： CCTGTGGAGCCTGTGGAG1.2 Kb 0.2KbRFLP(RFLP(限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性) ) RFLPRFLP分析分析 在亲子鉴定中的作用在亲子鉴定中的作用XXXXXXXXRFLP RFLP 分析在法医学中的作用分析在法医学中的作用 1 2 3 4 5 6 7RFLPRFLP分析在遗传病诊断中的作用

22、分析在遗传病诊断中的作用根据上述分析，这个胎儿的根据上述分析，这个胎儿的基因型是：基因型是： 1. AS1. AS 2. AA 2. AA 3. SS 3. SS 4. Unknown 4. Unknown DNADNA序列定序列定DNADNA自动测序仪采用自动测序仪采用4 4种不同颜色的荧光分别标记种不同颜色的荧光分别标记4 4种双脱氧种双脱氧核苷酸，基本实现了测序自动化。核苷酸，基本实现了测序自动化。 DNADNA自动测序仪生成序列自动测序仪生成序列 DNADNA芯片芯片l成千上万个寡核苷酸或成千上万个寡核苷酸或cDNAcDNA探针密集、规律地排列在探针密集、规律地排列在1cm1cm2 2大小的硅片或玻璃芯片上，容量可达大小的硅片或玻璃芯片上，容量可达20204040万个基因探针。万个基因探针。l荧光标记的荧光标记的DNADNA或或cDNA