遗传病的治疗与预防-2012

1、遗传病诊断续王小竹北京大学医学部医学遗传系2021-12-271基因诊断(1) 基因诊断gene diagnosis)是利用现代分子生物学在分子水平上DNA水平上检测人类遗传病的基因缺陷，如PCR-测序，southern blotting，FISH等。 1978年， 首次将RFLP技术用于诊断镰形细胞贫血症。 2基因诊断主要方法DNA体外扩增PCR分子杂交3聚合酶链式反响(PCR)在体外扩增,具有放大效应;只需少量DNA,能满足产前诊断的需要;敏感性高，有假阳性及假阴性结果;45PCR种类 增效PCR：以初次PCR产物为模板补加引物、 酶， 再次扩增 巢式PCR：设计两套PCR引物，外侧、内侧

2、 多重PCR：设计多套PCR引物 RT-PCR： 检测表达基因的情况 突变等位基因特异PCRASPCR：可结合多重 PCR 6以PCR-为根底的技术单链构象多态性分析PCR-SSCP短串联重复序列PCR-STRPCR-寡核苷酸探针杂交PCR-单链构象多态性(SSCP)单链DNA由于单个碱基序列的不同可引起构象差异，从而电泳速度出现差异,可用于检测DNA中单个碱基的替换、微小的缺失或插入。PCR聚丙烯酰胺凝胶电泳 PCR-SSCP89PCR-SSCP10PCR-SSCP局限性 受电泳条件(温度,有无甘油)影响 不能鉴定所用的碱基突变 受到片段长度的影响11短串联重复序列(STR)短串联重复序列(

3、short tandem repeat sequence,STR)是第二代多态性标记，具有高度多态性，利用STR对先证者及家属的致病基因进行连锁分析，可对这些家庭的进行基因诊断。如在PAH基因内含子3存在一段STR的核心序列TCTA，具有高度多态， 利用这个多态性标记可对PKU家庭进行基因及产前诊断。12STR示两个家系的STR产前诊断 F：父亲 P：先证者 T：胎儿 M：母亲13分子杂交分子杂交实质上是双链DNA的变性和具有同源序列探针的两条单链的复性过程。1415探针即用放射性核素或非放射性标记物标记的一段特定的核苷酸序列，它可以是基因本身，也可以是基因的一局部，能专一地与被检互补基因目的

4、片段结合。特点：能与被检测的序列特异地结合；带有标记物。探针16探针的种类基因组探针cDNA探针寡核苷酸探针17分子杂交种类DNA/DNA (Southern blotting)DNA/RNARNA/RNA (Northern blotting)18分子杂交的主要方法斑点杂交Southern 直接印迹法限制性片段长度多态性RFLP寡核苷酸探针杂交ASO19Southern blottingSouthern blotting 是指将靶DNA分子用一个或多个限制酶消化，通过凝胶电泳分类其大小不同的片段，再变性并转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜上，与标记的探针杂交。20211.35kb1.15kb0.2

5、kbCCTGAGGCCTGAGGCCTGTGG正常Mst突变后无Mst22限制性酶切片段多态性(RFLP)DNA限制性酶切片段多态性是指由于缺失、重复或碱基置换等的结果，使不同个体在用同一限制性内切酶切割时，DNA长度出现差异。这种差异按照孟德尔共显性方式遗传，是DNA的一种遗传标记。限制性内切酶来源于原核生物，它可以特异地识别和切割特异的核苷酸序列。双链DNA被限制性内切酶切割后，会产生两种末端：粘性末端平末端23RFLP的种类点多态(point polymorphism)是由于单个或少数碱基的改变引起酶切位点的出现或消失所致的RFLP。可变串联重复序列(variable number of

6、 tandem repeat, VNTR是由于人类基因组中广泛分布的数目变异的串联重复序列的重复次数不同造成的。 根据重复单位可分为：小卫星16-28bp)和微卫星(1-6bp)24 PAH11.0kb9.7kbsph1sph1sph1 PAH11.0kb7.0kbsph1sph1sph1sph12.7kb2511.0kb9.7kb7.0 kb 父 母 患儿 正常 待测262728荧光原位杂交-FISH29等位基因特异寡核苷酸探针杂交ASO是检测基因点突变的快速、简便、经济的一种杂交技术。能在单一核苷酸位置鉴别等位基因的差异30ASO杂交图解31等位基因特异寡核苷酸探针杂交ASO优点: 能鉴别

7、纯合突变和杂合子携带者; 能适用于先证者已去世的产前诊断; 可以用于大样本筛查;缺点: 突变探针和正常探针须分开杂交;32遗传病诊断的策略染色体病：性染色体病：首选性染色貭检查常染色体病：首选核型分析单基因病：首选生化检查，同时可以选用基因诊断33第八章遗传病的治疗、预防及优生34遗传病的治疗遗传病的治疗 手术治疗药物治疗 饮食治疗 基因治疗 35手术治疗手术矫正:如外科修补：唇腭裂、先天性心脏病;器官切除等器官移植36遗传病的药物治疗产前药物治疗病症前药物治疗现症病人药物治疗37药物治疗治疗原那么:“去其所余,补其所缺激素替代治疗补缺:补充所缺的酶或蛋白质去余:对于那些酶促反响产物过多,造成

8、机体中 毒的遗传病。酶疗法：A、酶诱导治疗；B、酶补充治疗。维生素疗法38激素替代治疗先天性甲状腺素低下：终身口服甲状腺素片39补缺1.先天性丙种球蛋白症患者，补充丙种球蛋白制剂。2. 乳酸尿症: 体内缺尿苷，补充尿苷。40去余A 应用螯合剂： 肝豆状核变性，口服青霉胺B 应用促排泄剂： 杂合子家族性高胆固醇血症,口 服消胆胺C 应用代谢抑制剂： 杂合子家族性高胆固醇血症， 口服HMG-CoA抑制剂statins类药 物。 原发性痛风，口服别嘌呤醇。 D 血浆置换和血浆过滤：纯合的家族性高胆固醇症41杂合子家族性高胆固醇病(FH)治疗杂合子FH: AaLDL 受体下降血液中胆固醇纯合子FH：A

9、ALDL 受体缺乏血液中胆固醇因此对于纯合子FH的患者，药物治疗无效，需要用血浆置换。42酶疗法A、酶诱导治疗: 溶血性高胆红素型 (AD)，口服苯巴比妥B、酶补充治疗：Gaucher 病,静脉给予 葡萄糖苷酶4344维生素疗法胱硫醚尿症: 给予维生素B6。45饮食治疗控制底物的摄入1.苯丙酮尿症患儿,应从出生即开始给予低苯丙氨酸饮食,控制体内苯丙氨酸浓度。2.半乳糖血症患儿，限制乳汁及乳制品。4647基因治疗(gene therapy)是指运用DNA重组技术修复患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能。基因治疗48基因治疗根本策略基因修正：用正常基因替代致病基因，在原位修复缺陷基因，是一种

10、理想的治疗方法；基因添加：非定点导入外源正常基因，原有的缺陷基因并没有除去，如腺苷酸脱氨酶缺陷症ADA ；乙型血友病。49基因治疗分类1代偿性基因治疗：通过增强有代偿功能的类基因的表达以代偿功能异常的基因。补偿性基因治疗：把正常基因导入患者体内，以补偿基因表达的缺乏，即所谓基因添加，替换性基因治疗：以正常基因原位替换有缺陷的基因，即所谓基因修正。50基因治疗靶细胞的选择生殖细胞基因治疗：将正常基因转移到患者的生殖细胞中，并使该细胞发育成一个正常的个体，是最理想的，但在应用上受到限制体细胞基因治疗：将正常基因转移到特定的体细胞中，并使之表达以到达治疗疾病的目的。51靶细胞选择原那么耐处理，易于别

11、离及回输具有增殖优势，生命周期长易于转化目的基因表达的细胞特异性 常用骨髓干细胞；皮肤成纤维细胞；血管内皮细胞；肝细胞52基因治疗的根本技术基因转移技术基因转移技术包括六种类型：化学方法：物理方法：显微注射法：膜融合法：同源重组法：病毒转移法：使用最多5354实施基因转移的方式活体直接转移：将带有遗传物质的病毒、脂质体或DNA直接注射到人体内。特点：体内随机加工，不容易控制；操作简单、易推广，为基因转移的开展趋势。离体转移：将患者的细胞取出体外培养，导入基因，再重新输回人体内。特点：经典方法。平安、效果易控制，但步骤多，技术复杂，不容易推广。55基因治疗的步骤56实施基因治疗所需材料：目的基因

12、限制性内切酶连接酶运载体带有增强子和启动子等调控元件57 1990年，由Anderson领导，首次应用基因治疗了一例腺苷脱氨酶缺乏症。 ADA是一种常染色体隐性遗传病，患儿T淋巴细胞受损，免疫功能低下，反复感染。LTRADASV40neoLTR例15859ADA基因治疗方案是： 别离患儿的T淋巴细胞，体外培养； 将含正常ADA基因的反转录病毒导入 培养的细胞中； 将已导入正常ADA基因的细胞回输入 病人体内；须屡次注射。60乙型血友病薛京伦 (复旦大学)1991, 逆转录病毒皮肤成纤维细胞凝血因子VI : 升高 5%61治疗方案： 别离患者的皮肤成纤维细胞，体外培养； 用反转录病毒载体将因子转

13、入成纤维细胞中； 筛选出含因子的成纤维细胞,并植入病人皮下;62基因治疗的前景根治遗传病治疗肿瘤预测疾病，延长寿命基因工程药物研究63基因治疗存在的问题临床疗效不够确切平安性不能得到有效保证由于基因位置不准确，能进行基因治疗的疾病有限；整合后可能导致原癌基因的激活和/或抑癌基因的丧失体外途径基因治疗费事、耗时、不实用体外基因表达水平低，缺乏适宜的动物模型64基因治疗中的道德伦理问题基因治疗并非绝对平安人类能否扮演上帝基因隐私与基因歧视65 遗传病的预防66出生缺陷和遗传病的三级预防一级预防预防出生缺陷的发生，降低出生缺陷率 二级预防防止缺陷儿出生，降低局部出生缺陷率 三级预防防止致残，减轻“疾

14、病负担67遗传病的预防环境保护 群体普查新生儿筛查携带者的检出遗传咨询产前诊断68携带者检出携带者即表型正常，但携带有致病遗传物质的个体。包括：隐性遗传病的杂合体、染色体平衡易位的个体、倒位染色体的携带者、表型正常的延迟显性个体、带有外显不全致病基因但不发病的个体。69携带者检出方法临床水平：从临床表型分析某人可能是携带者，但一般不能准确检出细胞水平针对异常染色体携带者。通过染色体核型分析检出异常染色体的携带者。 生化水平通过检测酶和蛋白质的量及活性检出携带者基因水平在分子水平上直接检测致病基因70遗传咨询遗传咨询：是指咨询医生运用医学遗传学的根本原理，对前来的咨询者所提出的有关遗传学的问题予

15、以解答和商谈的过程。71遗传咨询的步骤可分为五步：确诊家系调查告知商谈随访72遗传病的风险估计 对单基因遗传病中基因型能确定的个体，其子女的发病风险可按照系譜特点来推算。73常染色体隐性遗传发病风险估计 常染色体隐性遗传病的患者一定是隐性纯合子。 患者双亲通常是表型正常的肯定携带者。 患者同胞的发病风险是1/4。正常同胞有2/3的可能是携带者。74常染色体隐性遗传1如果一对夫妇中，一方为患者，另一方为正常人，那么他们的子女都是携带者75常染色体隐性遗传2如果一对夫妇中，P1为地中海贫血的携带者，P2为患者，那么他们的孩子B1和B2的基因型是什么？还未出生的B3患病概率是多少？B1和B2的基因型

16、是Aa,B3患地中海贫血的概率是1/276例题 一对夫妇P1和P2已经有两个孩子了，第一个孩子B1是正常的，第二个是女儿B2，患有苯丙酮尿症AR，问如果他们要再生一个孩子，患苯丙酮尿症的概率是多少？大儿子B1为携带者的概率是多少？77根据常染色体隐性遗传的系譜特点，这对夫妇是肯定携带者，基因型为Aa。他们均可产生两种配子，即A和a。后代得到两种配子的几率是相同的：1/2。产生合子的几率是1/4AA、2/4Aa、1/4aa 。患者的兄长B1为携带者的几率是2/3，第三个孩子B3患病概率是。78常染色体显性遗传发病风险估计临床上常见的常染色体显性遗传病患者绝大多数为杂合子。因此夫妇一方患病时，每胎

17、的发病风险为1/2。79例题1 有一对夫妇，丈夫P1是家族性高胆固醇患者FH AD，妻子P2是正常人，他们已生育两个孩子，大儿子B1和女儿B2，两个孩子都是正常的，问如果他们再生育一个孩子B3，其患病概率是多少？80?这对夫妇中丈夫是患者,根据常染色体显性遗传的特点,他的基因型是Aa,他的妻子基因型为aa。所生的子女中有1/2的概率是获得Aa,1/2为aa。81例题2如果一对夫妇P1和P2，P2在35岁时，出现了亨廷顿舞蹈病HDAD的病症，P1听说这是一种遗传病，担忧他的两个孩子也会得此病，请问B1和B2的患病概率是多少？82亨廷顿舞蹈症HD是一种神经退行性病变，为常染色体显性遗传病，P2的基

18、因型为Aa, P1的基因型为aa，B1和B2获得Aa基因型的概率是1/283X连锁隐性遗传发病风险估计男性患者与正常女性婚配，其子均正常；其女均为携带者。正常男性与女性携带者婚配，其子有1/2的几率为患者，其女有1/2的几率为携带者。84例题1 有一对夫妇，第一个孩子患有家肥大性肌营养不良DMD( XR),第二个孩子是女儿，没有患此病，现再次怀孕，请问他们生第三个孩子患病的概率是多少？他们的女儿是携带者的概率是多少？85DMD是一种X连锁隐性遗传病，这对夫妇的第一个孩子B1是患儿，那他的基因性为XaY, 患儿的母亲P2为肯定携带者，她的基因性为XAXa, P1和P2如果再生一个孩子B3患病的概

19、率为1/4，他们的女儿B2为携带者的概率是1/2。86X连锁显性遗传发病风险估计男性患者与正常女性婚配，其子均正常，女儿均患病。正常男性与一个杂合子女性患者婚配，其子女均有1/2 几率患病。87产前诊断又称为宫内诊断。其主要任务是通过直接或间接的方法对胎儿作出是否患有某种疾病的诊断，从而防止患有严重遗传病、智力障碍及先天性畸形的患儿出生。88产前诊断指征夫妻一方有染色体异常者曾生育过染色体病患儿的夫妇夫妻一方为单基因病患者曾生育过单基因病患儿的夫妇羊水过多的孕妇有不明原因的习惯性流产史、畸胎史、死产或新生儿 死亡史的孕妇夫妻一方曾接触致畸因素者大于35岁的高龄孕妇有遗传病家族史的近亲婚配夫妇8

20、9产前诊断技术产前诊断技术可分为四类：直接观察胎儿的表型改变染色体检查生化检查 基因诊断90产前诊断技术一直接观察胎儿的表型改变：X线检查胎儿镜检查:有创性检查B型超声检查：唇鄂裂，先天性心脏病91产前诊断技术二染色体检查：通过对胎儿脱落细胞羊水、绒毛的染色体进行核型分析，以确诊胎儿是否为染色体病的患儿。92染色体检测G显带 93产前诊断技术三生化检查：通过生化手段检测胎儿有无酶或蛋白质水平及活性的改变。 优点： 直接检测代谢产物或基因产物，方法简单，尤其对于那些遗传异质性高的疾病。 局限性 酶蛋白有组织特异性，如苯丙酮尿症胎儿，羊水或绒毛中检测不到酶活性。94产前诊断技术四基因诊断：通过胎儿的脱落细胞等直接从分子水平检测胎儿的基因是否存在某种缺陷。95产前诊断材料羊水绒毛脐带血96绒毛取样羊膜腔穿刺产前诊断的取样技术97产前诊断取样技术一绒毛取样：孕1012周进行。经宫口吸取绒毛枝，选择正在增殖出芽的绒毛枝短期培养后，便可进行染色体检查、生化检查及基因检查了。98产前诊断取样技术二羊膜穿刺：孕1516周进行。经腹壁穿刺进入羊膜腔，抽取约20毫升羊水。离心后，上清可进行生化检测；沉淀