分子生物学讨论课-遗传病基因诊断

1、遗传病的基因诊断,1,.,遗传病基因诊断概念提出,1978年，华裔美国学者简悦威（Yuet-Wai Kan）首次采用DNA重组技术成功进行镰状细胞贫血的产前基因诊断，标志着临床基因诊断的诞生。 目前，基因诊断早已进入欧美各国的临床应用，不仅针对遗传性疾病，而且用于对一些感染性疾病和肿瘤的诊断。,2,.,基因诊断： 用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基因的功能，从而对人体的状态与疾病做出诊断的方法。 目标分子：是DNA或RNA。 优点：直接与明确。,3,.,基因的基本结构,4,.,基因诊断的重要依据,5,.,基因诊断的特点,高特

2、异性：诊断目标 高灵敏度：分子生物学方法 结果稳定可靠：核酸的化学本质 早期诊断性：分子遗传学规律 应用广泛性：疾病与非疾病检查,6,.,基因诊断常用的分子生物学技术,核酸分子杂交 聚合酶链反应（PCR） DNA序列测定 生物芯片/DNA芯片 单链构象多态性（SSCP） 限制性片段长度多态性（RFLP） 单核苷酸多态性（SNP）,7,.,应用核酸分子杂交可进行基因的特异识别和分析,核酸分子杂交基本原理： 核酸变性和复性理论,8,.,PCR技术是基因诊断的一种基础技术,PCR在基因诊断中的作用 从极少样品即可扩增出肉眼可见的产物。 放大待诊信号，提高检测灵敏度,9,.,DNA序列测定是 最直接、

3、最准确的 因诊断技术,目的： 直接对致病突变基因的测序分析达 对疾病准确诊断和早期诊断,10,.,DNA芯片技术是应用前景广阔的基因诊断技术,生物芯片技术： 根据生物分子间特异性相互作用，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质等各种生物成分的高通量快速检测分析。,常见芯片种类： 疾病诊断芯片 个性化用药芯片,11,.,基因诊断策略,诊断策略各不相同,在分子发病机制水平上对不同疾病的区分,12,.,13,.,遗传病的基因诊断,基因诊断技术途径： 直接分析致病基因分子结构及表达是否异常的直接诊断途径； 利用多态性遗传标志与致病基因进行连锁分析的间接诊断途径。,14,.

4、,直接诊断：检测已知致病基因,必要条件： 被检基因的突变类型与疾病发病有直接的因果关系 被检基因的正常分子结构已被确定； 被检基因突变位点固定而且已知。,15,.,应用：血红蛋白冰为例,-地中海贫血,16,.,血红蛋白结构,血红蛋白是由4条肽链（两个和两个链）组成的。每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。,17,.,镰状细胞贫血：,临床表现：除贫血外,还呈现周期性疼痛危象;而各种原因引起的内脏缺氧使更多的红细胞镰变导致多发性肺、肾、肝、脑栓塞等严重合并症。,18,.,血红蛋白病镰刀形细胞贫血症,19,.,镰状红细胞贫血分子机制,20,.,镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析,2

5、1,.,镰状细胞贫血限制性酶切图谱,22,.,镰状红细胞贫血HBS-珠蛋白基因突变：,PCR-RE分析 MstII CCTGAGG-CCTGTGG,23,.,镰状细胞贫血PCR-ASO检测分析,24,.,地中海贫血：,临床表现： 小细胞低色素性溶血型贫血(中、重度) 黄疸 肝脾肿大 (脾大明显) 骨髓扩增 发育迟缓 合并感染 Barts 水肿胎 (地贫,宫内或出生后半小时内死亡),25,.,-地中海贫血：,-地中海贫血是一种由于-珠蛋白基因突变导致肽链合成减少或缺乏而产生的单基因遗传血液病，多由-珠蛋白基因点突变所致。,26,.,-地中海贫血的分子基础,27,.,珠蛋白生成障碍性贫血-珠蛋白基因突变：,PCR-RE分析 MaeI CAAG-CTAG,28,.,-地中海贫血反向斑点印迹杂交示意图,29,.,临床-地中海贫血基因诊断结果判读,654M/71-72M,17M/N,EM/EM,41-42M/N,30,.,临床报告单样式,31,.,-地中海贫血,地中海贫血的基因缺陷主要为缺失型，基因共有四个(父源和母源各两个)，缺失一个为静止型，缺失两个为标准型，缺失三个为HbH(4)病，缺失四个为HbBarts(4)胎儿水肿(死胎)。,32,.,多重GAP-PCR检测分析,33,.,临床报告单样式,34,.,-地中海贫血点突变基因检测,Wild type CSM