《遗传学》课件-第九章 遗传病的诊断

第九章

遗传病的诊断第一节单基因遗传病的诊断第二节染色体病的诊断第三节多基因遗传病的诊断第四节产前诊断目录掌握系谱分析方法，染色体病检查适应症在遗传病诊断中的应用。熟悉基因诊断在遗传病中的应用、产前诊断技术对降低遗传病发病风险的作用。

了解GWAS和连锁分析在复杂疾病中的作用。重点难点单基因病的诊断第一节第一节单基因病的诊断（一）家族史（二）婚姻史（三）生育史（四）症状和体征一、病史、症状和体征意义：1.有助于获取正确的诊断。

2.帮助确定正确的预后。

3.遗传病的症状前诊断及临床疾病的预防或杜绝。（一）家族史第一节单基因病的诊断

婚龄、次数、配偶健康状况、近亲结婚。

（二）婚姻史（三）生育史

育龄年龄、子女数目及健康状况，流产、死产、早产史，产伤、窒息、妊娠早期有无患病毒性疾病和接触过致畸因素。第一节单基因病的诊断

特异性症候群，如：智力发育不全，白内障，肝硬化——半乳糖血症

智力低下，发育迟缓、眼距宽，眼裂小，外眼角上斜，吐舌，鼻梁塌陷——Down综合征

发育迟缓、智力低下、多发畸形——染色体病患儿头颅大，平头型，颧骨突出，鼻梁塌陷，两眼距离增宽，眼睑浮肿——地中海贫血。（四）症状和体征第一节单基因病的诊断目的：确定遗传方式，注意：①系谱本身的全面、准确、可靠性；②外显不全而使系谱呈现隔代遗传；③延迟显性；④新的突变产生；⑤显性和隐性的相对性；⑥家系小而选样偏倚现象；⑦要注意辨别区别孟德尔式遗传病、非孟德尔式遗传病和一些特殊的遗传现象，如遗传印记和动态突变等。二、系谱分析第一节单基因病的诊断三、生化检查（一）酶和蛋白质的分析（二）代谢产物的检测第一节单基因病的诊断三、生化检查第一节单基因病的诊断生化检查原理：（一）酶和蛋白质的分析第一节单基因病的诊断疾病遗传性缺陷酶采样组织白化病酪氨酸酶毛囊苯丙酮尿症苯丙氨酸羟化酶肝组氨酸血症组氨酸酶指（趾）甲屑高苯丙氨酸血症二氢喋啶还原酶皮肤成纤维细胞瓜氨酸血症精氨酰琥珀酸合成酶皮肤成纤维细胞精氨酸琥珀酸尿症精氨酸代琥珀酸裂解酶红细胞同型胱氨酸尿症丙氨酸、丁氨酸、胱硫醚合成酶红细胞半乳糖血症半乳糖-1-磷酸-尿苷转移酶红细胞黑朦性性痴呆氨基己糖酶白细胞糖原贮积病Ⅰ型葡萄糖-6-磷酸酶肠粘膜Gaucher病β-葡萄糖苷酶皮肤成纤维细胞Duchenne型肌营养不良肌酸磷酸激酶血清胱硫醚尿症胱硫醚酶肝、白细胞、成纤维细胞常见通过酶活性检测的遗传性代谢缺陷病遗传性代谢病常用的尿检测法（二）代谢产物的检测第一节单基因病的诊断方法检测物阳性反应呈阳性反应的遗传性代谢病10%三氯化铁试验苯丙酮酸绿色苯丙酮尿症、尿黑酸尿症、组氨酸血症、高酪氨酸血症2，4-二硝基苯肼试验α-酮酸黄色沉淀苯丙酮尿症、枫糖尿症、组氨酸血症、高酪氨酸血症靛红反应脯氨酸、羟脯氨酸尿滤纸呈深蓝色高脯氨酸血症、脯氨酸尿症、羟脯氨酸血症银硝普钠试验同型胱氨酸紫色同型胱氨酸尿症碘反应胱氨酸、（同型）半胱氨酸、胱硫醚、甲硫氨酸尿滤纸不脱色胱氨酸尿症、同型胱氨酸尿症、胱硫醚尿症、肝豆状核变性邻-联甲苯氨反应铜尿滤纸呈蓝色肝豆状核变性尿糖定性试验半乳糖、葡萄糖由绿转黄色半乳糖血症、果糖不耐受症、特发性果糖尿症、乳糖不耐受症、戊糖尿症甲苯胺蓝试验硫酸软骨素尿滤纸呈紫色粘多糖贮积病各型、Marfan综合征四、基因诊断

（一）基因诊断方法1.直接诊断2.间接诊断（二）基因诊断技术（三）基因诊断技术及在遗传病中的应用第一节单基因病的诊断（二）基因诊断技术1.分子杂交2.聚合酶链反应（PCR）3.基因芯片技术4.DNA测序

第一节单基因病的诊断1.分子杂交第一节单基因病的诊断原理：是根据碱基互补原则，互补的DNA单链在一定条件下结合成双链，即分子杂交。

2.聚合酶链反应（PCR）第一节单基因病的诊断原理：将大量探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。

3.基因芯片技术(genechip)第一节单基因病的诊断

(1)第一代测序:

①双脱氧链末端终止法4.DNA测序第一节

单基因病的诊断

②

DNA自动测序4.DNA测序第一节单基因病的诊断（2）

第二代测序技术（next-generationsequencing，NGS）：高通量、

成本低、自动化程度高。第二代测序的技术平台：Roche公司的454技术、Illumina公司的Solexa技术、ABI公司的SOLiD技术。（3）第三代测序技术：是指在单个细胞、单分子水平上对基因组进行测序的一项新技术，不需要进行PCR扩增。4.DNA测序第一节单基因病的诊断（三）基因诊断技术及在遗传病中的应用1.分子杂交技术在单病基因中的应用2.聚合酶链式反应技术在单基因病中的应用3.基因芯片技术在单基因遗传病中的应用4.DNA测序技术在单基因遗传病中的应用第一节单基因病的诊断Southern印迹：①原理：碱基互补配对，带有放射性或非放射性标记的DNA或RNA分子来检测靶细胞基因组中的同源序列。1.分子杂交技术在单基因病中的应用第一节单基因病的诊断②Southern印迹应用：α地中海贫血的基因诊断。

第一节单基因病的诊断1.分子杂交技术在单基因病中的应用BamHⅠ

PCR-RFLP应用：甲型血友病系谱和PCR-RFLP结果。第一节单基因病的诊断2.聚合酶链式反应在单基因病中的应用

基因芯片技术检测遗传性耳聋：耳聋具有高度的遗传异质性，突变位点多，建立由GJB2基因、GJB3基因、SLC26A4基因、线粒体12SrRNA基因等10个突变位点，10条探针膜芯片，采用PCR-反向斑点杂交。3.基因芯片技术在单基因病中的应用第一节单基因病的诊断

（1）第一代测序在单基因遗传病检测中的应用：用于已知或未知突变的检测，检测的突变。遗传性代谢病，如：粘多糖贮积症I型、白化病、苯酮尿症、半乳糖血症等。遗传性血液病：如：G6PD缺乏症、地中海贫血、血友病等。遗传性骨病：如：成骨不全各种类型、软骨发育不全、致死性侏儒症等。优点：准确率高，近100%。缺点：需要放射性同位素标记，操作繁琐且不能自动化，无法满足大规模测序的要求。

4.DNA测序技术在单基因病中的应用第一节单基因病的诊断（2）第二代测序在单基因遗传病中的应用：优点：高通量、高准确性、高灵敏度、自动化程度高等，可以从全基因组水平上检出突变位点，从而发现个体的分子差异，该技术适用于未知物种、未知基因、已知基因未知突变位点的检测。

缺点：相对费用高。4.DNA测序技术在单基因病中的应用第一节单基因病的诊断第十四章

遗传病的诊断基础医学院主讲人：牛宪立第一节单基因遗传病的诊断第二节染色体病的诊断第三节多基因遗传病的诊断第四节产前诊断目录掌握系谱分析方法，染色体病检查适应症在遗传病诊断中的应用。熟悉基因诊断在遗传病中的应用、产前诊断技术对降低遗传病发病风险的作用。

了解GWAS和连锁分析在复杂疾病中的作用。重点难点染色体病的诊断第二节第二节染色体病的诊断部位体征一般情况发育迟缓、智力低下、低出生体重头面部小头、方颅、前囟门未闭、脑积水、枕骨扁平眼眼距宽、小眼裂、外眼角上斜、虹膜缺损、内眦赘皮、白内障、蓝巩膜耳小耳、巨耳、低位耳、角状耳、耳轮翻转、耳道畸形、耳聋鼻低鼻梁、鼻根宽大口腔唇裂、腭裂、小口畸形、巨舌颈颈蹼、后发际低胸鸡胸、乳间距宽、乳房发育异常腹脐疝、腹股沟疝、十二指肠闭锁四肢短肢、短指、并指、平足、摇椅足、肘内翻、肘外翻、髋脱囟、肌张力增高、肌张力降低外生殖器及肛门隐睾、生殖器发育不全、尿道上裂、尿道下裂、小阴茎、肛门闭锁常见染色体病伴随体征第二节染色体病的诊断（一）

性染色质的检查1.X染色质：X染色质数+1为=X染色体数目2.Y染色质：一、细胞遗传学检查第二节染色体病的诊断（二）

染色体核型分析染色体检查适应证：①高龄孕妇（35岁以上）；②多发性流产的妇女及其丈夫；③原发闭经和男女不孕症者；④智能发育不全、生长迟缓或伴有其他先天畸形者；⑤夫妇中有染色体异常，如平衡易位、嵌合体等；⑥家族中已发现染色体异常或先天畸形个体；⑦有两性内外生殖器畸形者。一、细胞遗传学检查第二节染色体病的诊断（一）原位杂交杂交技术在染色体病中的应用二、分子细胞遗传学检查原位杂交：应用标记的DNA探针与载玻片上的染色体或间期细胞的DNA或RNA杂交，研究核酸片段的位置和相互关系。荧光原位杂交fluorescenceinsituhybridization，FISH）第二节染色体病的诊断荧光原位杂交检测21-三体：箭头示21号染色体上的杂交信号。二、分子细胞遗传学检查第二节染色体病的诊断（二）基因芯片技术在染色体病中的应用

微缺失/微重复综合征（microdeletion andmicroduplication syn-dromes, MMSs）：由于染色体的拷贝数变异（copy

number

variation，CNV）而导致的具有复杂临床表现的遗传性疾病。染色体畸变小于5Mb。临床症状：全身多系统功能障碍，精神发育迟缓，生长发育障碍、多发畸形及自闭症等。

染色体微阵列分析(chromosomalmicroarrayanalys，CMA)能对全染色体进行分析，可检测出CNV大于1kb的微缺失/微重复。优点：CMA能够额外检测到

5%

~

15%

的染色体异常。缺点：不能检测多倍体、不能区分平衡/非平衡易位二、分子细胞遗传学检查第二节染色体病的诊断（三）测序技术在染色体病中的应用

无创DNA产前检测（noninvasiveprenataltesting，NIPT）：利用高通量DNA测序技术对母体外周血浆中胎儿游离DNA进行测序，并将测序结果进行生物信息分析可以从中得到胎儿的遗传信息。用于新生儿筛查和产前检查,染色体非整倍体改变如：21三体、18三体、13三体等有较高的准确性。二、分子细胞遗传学检查第十四章

遗传病的诊断基础医学院主讲人：牛宪立第一节单基因遗传病的诊断第二节染色体病的诊断第三节多基因遗传病的诊断第四节产前诊断目录掌握系谱分析方法，染色体病检查适应症在遗传病诊断中的应用。熟悉基因诊断在遗传病中的应用、产前诊断技术对降低遗传病发病风险的作用。

了解GWAS和连锁分析在复杂疾病中的作用。重点难点多基因遗传病的诊断第三节第三节多基因遗传病的诊断

多基因遗传病受遗传因素和环境因素的共同作用，病因较复杂，习惯上也称为复杂疾病。

复杂疾病易感基因的检出方法：1.关联分析（associationanalysis）2.连锁分析

（linkageanalysis）

多基因遗传病的诊断第三节多基因遗传病的诊断全基因组关联分析（Genome-wideassociationstudy，GWAS）一、全基因组关联分析在复杂疾病中的应用第三节多基因遗传病的诊断

（一）优势对数计分法

(logoddsscore,Lod)二、连锁分析在复杂疾病中的应用Lod分值>1，

支持连锁，Lod分值>3，肯定连锁，Lod分值<-2，否定连锁。第三节多基因遗传病的诊断（二）患病同胞对分析法和患病家系成员分析法1.患病同胞对分析法（Affectedsibpair,ASP）：无需知道遗传病的遗传方式，即可对同胞中某一遗传标记与疾病易感基因做出连锁关系的判断ab×cd↓acadbcbd

两个同胞完全相同的等位基因概率为25%，

一半相同的概率为50%，

完全不同的概率为25%。二、连锁分析在复杂疾病中的应用第三节多基因遗传病的诊断2.患病家族成员分析法（Affectedpedigreemember,APM）：

研究对象：整个家系的成员观察血缘同一（Identicalbydescent,IBD）等位基因在患病亲属中的分布是否偏离期望值。

一级亲属的IBD等位基因频率期望值为50%，二级亲属为25%，三级亲属为12.5%，如观察值偏离期望值，即可认为连锁存在。二、连锁分析在复杂疾病中的应用第十四章

遗传病的诊断第一节单基因遗传病的诊断第二节染色体病的诊断第三节多基因遗传病的诊断第四节产前诊断目录掌握系谱分析方法，染色体病检查适应症在遗传病诊断中的应用。熟悉基因诊断在遗传病中的应用、产前诊断技术对降低遗传病发病风险的作用。

了解GWAS和连锁分析在复杂疾病中的作用。重点难点产前诊断第四节产前诊断（prenatalorantenataldiagnosis）的遗传病第四节产前诊断①染色体病；②可以进行DNA检测的某些遗传病；③特定酶缺陷的遗传性代谢病；④多基因遗传的神经管缺陷；⑤有明显形态改变的先天畸形。一、产前检查适应证第四节产前诊断①夫妇之一有染色体畸变，特别是平衡易位携带者，或夫妇核型正常，但曾生育过染色体病患儿；②35岁以上的高龄孕妇；③夫妇之一有开放性神经管畸形，或是生育过这种畸形儿的孕妇；④夫妇之一有先天性代谢缺陷，或生育过这种患儿的孕妇；⑤X连锁遗传病基因携带者孕妇；⑥有原因不明的习惯性流产史的孕妇；⑦羊水过多的孕妇；⑧夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇；⑨具有遗传病家族史，又系近亲婚配的孕妇。二、产前诊断技术第四节产前诊断

（一）绒毛取样(chorionicvillussamliing)

时间：妊娠8～12周(5~10ml)优点：取材时间早缺点：流产风险高二、产前诊断技术第四节产前诊断

（二）．羊膜穿刺术(amniocentesis)

时间：妊娠16～18周(20~30ml)优点：流产风险低、感染及并发率低缺点：活细胞少，不易培养二、产前诊断技