分子细胞遗传学在病理学中的应用

1、分子细胞遗传学在病理学中的应用兰大一院中心实验室 李娟医学遗传学 研究人类病理性状的遗传规律及其物质基础，它是遗传学与医学结合的一门边缘科学。通过研究人类疾病的发生、发展与遗传因素的关系，提供诊断、预防、治疗遗传病与遗传有关疾病的科学根据及手段。遗传学分类群体遗传学免疫遗传学药物遗传学体细胞遗传学分子细胞遗传学肿瘤遗传学遗传病的特点遗传性遗传物质的突变或畸变生殖细胞或受精卵细胞的遗传物质改变终生性遗传物质的组成DNA结构基因基因的分类基因的结构基因的功能染色体病(chromosomal disease): 染色体数目或结构异常所致的疾病。染色体病的发生率： 流产胚胎占50%、死产婴占8、新生儿

2、死亡者占6、新生活婴占5-10、一般人群占5分类: 常染色体病、性染色体病、携带者。人类染色体的数目：男性核型为46,XY 女性核型为46,XX 1号22号男女共有称为常染色体 X、Y染色体与性别有关称为性染色体 同一对染色体又称为同源染色体,一条来自父方，一条来自母方示男性的中期染色体及核型照片示女性的中期染色体及核型照片示光学显微镜下所见的细胞核照片 示电子显微镜下所见的人体淋巴细胞的细胞核照片 示核小体的电子显微镜照片 示21号中期染色体的光学和电子显微照片 示染色体是组成细胞核的主要成分，一条染色体是一个DNA分子示从DNA到中期染色体的多极螺旋化过程的模式图 染色体半保留复制 染色体

3、上基因的转录与翻译遗传病： 遗传物质突变所致的疾病，包括基因病、染色体病。突变：DNA在剂量或序列上的改变。基因病：包括单个核苷酸改变到一个基因改变 （用分子遗传学方法及有关仪器检测分辨率为1bp）染色体病：包括染色体上一个次亚带、亚带、 带、一个区到一条染色体、一组染色体的改变（用细胞遗传学方法在显微镜下观察分辨率为3000kb） 人的各号染色体大小及估计的基因数显带染色体的命名（从320、550、850到1200条带阶段）染色体检测的主要技术1.非显带染色体 2. G显带染色体 （300- 500条带）染色体检测的主要技术5.染色体荧光原位杂交技术FISH检测未培养羊水细胞21号染色体3个

4、橘红色信号显示为唐氏综合症结果 常规细胞遗传学检测结果 示标准唐氏综合症染色体检测的主要技术人类染色体的多态性人类核型是一个高度变异的体系。在正常人群中，经常可以看到各种染色体形态的微小变异，如结构和带纹着色强度的差异等。发生率： 显带以前，新生儿的多态性占23，G和C显带以后，提高了一倍，荧光显带能显示带纹的强弱，达到50。人类染色体的多态性多态性的常见部位： 1.近端着丝粒染色体的短臂和随体区 2.常染色体的1、9、16、3、4染色体 3.Y染色体长臂的远侧2/346，XX，1qh+,15pstk46，XX，1qh+,16qh+46，XX，9h-46，XX，9qh+46，XX，15ps+（

5、随体）人类染色体结果分析1.正常： 46，XY（染色体核型分析未见异常） 46，XX （染色体核型分析未见异常） 2.多态性： 46，XY，15ps+（染色体正常变异） 3.异常新突变的发生率3.韩国首尔大学妇产科遗传研究所，在4907例产前诊断中检测出150例异常，占3.1，其中4例为新突变结构异常，占0.08。因此，在产前诊断和遗传咨询中，必须进行家系调查，对异常核型的遗传风险进行估计。常染色体综合征 常染色体病(autosomal disease)由于1-22号染色体先天性数目异常或结构畸变所引起的疾病，已记载常染色体综合征108个(表1) 。 常染色体病的临床表现先天性非进行性的智力异

6、常，生长发育迟缓，常伴有五官、四肢、内脏等方面的畸形。 包括：单体综合征某号染色体仅含1条（21号单体、22号单体） 三体综合征某号染色体有3条（7号、8号、9号、13号、14号、18号、19号、20号、21号、22号三体） 部分单体综合征某一条染色体某一区带有缺失（涉及到每条染色体） 部分三体综合征某一条染色体的某一区带有3份（涉及到每条染色体） 表1示108种常染色体综合征性染色体综合征 性染色体病(sex chromosomal disease)是由于X和Y染色体先天性数目异常或结构畸变所引起的疾病。已记载性染色体综合征6个(表2)。 性染色体综合征的共同临床特征性发育不全或两性畸形，有

7、的患者仅表现出生殖力下降、继发性闭经、智力稍差、行为异常等。 表2 示性染色体综合征6个多倍体 多倍体(polyploid)精子或卵子含有单倍染色体(n)，合子则含有2倍染色体(2n)，多倍体为含有3倍或3倍以上染色体的个体。人类的单倍体和四倍体以上的多倍体活婴尚未见报道。至1989年止单一的三倍体(3n)、四倍体(4n)，以及二倍体/三倍体、二倍体/四倍体的嵌合体的活婴已报道40余例，多数在出生后一周内死亡，有的已活过2岁。三倍体和四倍体多发现在自然流产胚胎中。其共同的临床特征有：智力和身体发育障碍，内、外生殖器发育不良等。 携带者 携带者(carrier)带有染色体结构异常但表型正常的个体

8、。可分为易位和倒位两大类，至今已记载16000余种，我国已记载1200余种，几乎涉及到每号染色体的每个区带。 临床特征婚后引起流产、死产、新生儿死亡、生育畸形或智力低下儿等妊娠、生育疾患；有的类型分娩畸形儿和智力低下儿的可能性高达100%。根据广泛的群体调查，在欧美的发生率为0.25%，即200对夫妇中就有一对夫妻的一方为携带者；而根据夏家辉等在长沙的调查，携带者在我国的发生率为0.47%，即106对夫妻中就有一方为携带者。21号三体患者及核型21三体型患者携带者21易位三体型患者21212121同源染色体不分离47,XX,+2145,XX,-21同源染色体配对染色体复制示减数分裂中同源染色体

9、不分离姊妹染色体不分离46,XX45,XX,-21和47,XX,+21 47,XXX少数患者一切正常； 47,XYY有攻击性，其他正常示各种性染色体异常患者表型及核型染色体病的产前诊断对象孕妇年龄达 35 岁或以上； 孕早、中期血清筛查阳性的孕妇； 夫妇一方为染色体病患者或携带者，或曾妊娠、生育过染色体病患儿的孕妇； 有不明原因自然流产史、畸胎史、死胎或死产史的孕妇；有异常胎儿超声波检查结果者 ( 含羊水过多者 ) ； 夫妇一方有致畸物质接触史；曾生育过特异的染色体异常所致的肿瘤患儿的孕妇。染色体病的产前诊断1.染色体数目异常的产前诊断（1）单体型：45，XO（2）三体型：21三体，18，13

10、2.染色体结构异常的产前诊断（1）相互易位A.配偶中的一方为非同源染色体间的相互易位携带者：理论上可以形成18种类型的配子，其中一种正常，一种为携带者，其余16种为异常B.配偶中的一方为同源染色体间的相互易位携带者：理论上可以形成4种类型的配子，其中一种正常，其余3种为异常 (2)倒位理论上可以形成4种类型的配子，其中一种正常，一种为携带者，其余2种为异常（3）罗氏易位A.配偶中的一方为非同源染色体间的罗氏易位：理论上可以形成6种类型的配子，其中一种正常，两种为携带者，其余为异常B.配偶中的一方为同源染色体间的罗氏易位:不能生育正常的孩子染色体病的产前诊断（4）插入A.配偶中的一方为非同源染色

11、体间的正位插入携带者：理论上可以形成12种类型的配子，其中一种正常，一种为携带者，其余10种为异常B.配偶中的一方为同源染色体间的正位插入携带者：如果插入片断的一端和插入的断点是等位点，可以形成正常的配子，否则，不能形成正常的配子。C.配偶中的一方为非同源染色体间的倒位插入携带者：不会形成畸形儿，无需产前诊断D.配偶中的一方为同源染色体间的倒位插入携带者：不能形成正常配子（5）移位A.配偶中的一方为正位移位携带者：可以形成正常和移位配子，以及形成部分三体和部分单体配子B.配偶中的一方为倒位移位携带者：一般无需进行产前诊断。示45,XY,der(15;15)(q10;q10)携带者的遗传咨询 按照一般的遗传学分析，因为男方带有t(15;15)的染色体，故按一般推断不可能生育正常的子女，但如果在精子形成的减数分裂中t(15;15) 发生了如图所示的分离，则可能形成带有23条染色体的正常配子，而生育正常的后代。 示对一个9号染色体短臂三体型患者家系成员的诊断和产前诊断(1)9p三体患者9p三体患者9p三体患者t(9;22)携带者 示对一个9号染色体短臂三体型患者家系成员的诊断和产前诊断(2) 左图示一个46,XX(XY),t(9;22)(p13;p12)的家系 右图示：因害怕出生患儿，于1999年1