醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)臨床遺傳學(xué)

1、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué),臨床遺傳學(xué),臨床遺傳學(xué)(clinical genetics)：是研究臨床各種遺傳病的診斷、產(chǎn)前診斷、預(yù)防、遺傳咨詢以及治療，以降低遺傳病在人群中的危害，提高人們的遺傳素質(zhì)。,臨床遺傳學(xué),第一節(jié) 遺傳病診斷,臨床遺傳學(xué),遺傳病的診斷方法具有普遍性診斷原則，又有遺傳學(xué)的診斷手段。遺傳病的診斷主要包括產(chǎn)前診斷(prenatal diagnosis)、癥狀前診斷(presymptomatic diagnosis)和現(xiàn)癥狀病人診斷

2、(symptomatic diagnosis)。其中以產(chǎn)前診斷和癥狀前診斷尤其重要。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,病史、癥狀和體征,家族史 應(yīng)特別注意患者和代述人所提供的家族各成員的體征、癥狀和關(guān)系的準(zhǔn)確性。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,病史、癥狀和體征,婚姻史 著重了解婚齡、次數(shù)、配偶健康情況以及是否是近親婚配。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,病史、癥狀和體征,生育史 著重詢問(wèn)生育年齡、子女?dāng)?shù)目及健康情況，有無(wú)流產(chǎn)、死產(chǎn)和早產(chǎn)史，新生兒死亡或患兒。

3、除詢問(wèn)上述情況外，還應(yīng)了解患兒有無(wú)產(chǎn)傷、窒息，妊娠早期有無(wú)患病毒性疾病和接觸過(guò)致畸因素等。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,病史、癥狀和體征,癥狀和體征 遺傳病除有和其他疾病相同體征外，又有其本身特異性癥候群，為初步診斷提供初步線索。如苯丙酮尿癥患兒常伴有智力低下和特殊腐臭尿；Down綜合征患兒伴有智力低下、眼距寬、眼裂小、張口伸舌等體征。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,系譜分析,系譜分析(pedigree analysis)是在調(diào)查患者及家族各成員的

4、發(fā)病情況后按一定規(guī)律繪制一個(gè)圖解并行分析。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,系譜分析,系譜分析(pedigree analysis)是在調(diào)查患者及家族各成員的發(fā)病情況后按一定規(guī)律繪制一個(gè)圖解并行分析。系譜分析，有助于區(qū)別遺傳病和非遺傳病，單基因或多基因病，顯性、隱性，常染色體遺傳病或性染色體遺傳病。,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,系譜分析應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面,系譜本身的全面、準(zhǔn)確、可靠性要注意辨別區(qū)別孟德?tīng)柺竭z傳病、非孟德?tīng)柺竭z傳病和一些特殊的遺傳現(xiàn)

5、象，如遺傳印記和動(dòng)態(tài)突變等,臨床遺傳學(xué),臨床診斷,系譜分析應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面,外顯不全而使系譜呈現(xiàn)隔代遺傳遲發(fā)顯性新的突變產(chǎn)生顯性和隱性的相對(duì)性家系小而選樣偏倚現(xiàn)象,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,染色體檢查或稱核型分析(karyotype analysis)是輔助診斷和確診染色體疾病的主要方法之一。,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,性染色質(zhì)檢查,正常女性細(xì)胞中有兩條X染色體，其中一條有活性，另一條無(wú)轉(zhuǎn)錄活性，在間期細(xì)胞中呈異固縮而形

6、成一個(gè)約1?m大小的貼近核膜內(nèi)緣的濃染小體，稱為X染色質(zhì)(X-chromatin)或Barr小體。,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,性染色質(zhì)檢查,在男性間期細(xì)胞核中，應(yīng)用熒光染料染色后可見(jiàn)一個(gè)約為0.3?m大小的強(qiáng)熒光小體，即Y染色質(zhì)(Y-chromatin)或Y小體。,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,染色體核型分析,染色體數(shù)目異常和結(jié)構(gòu)畸變的分析。一般觀察30～50個(gè)細(xì)胞，其中有3～5個(gè)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常完全相同的核型，即可做出初步診斷。,臨床遺傳

7、學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,染色體核型分析,高齡孕婦(35歲以上)多發(fā)性流產(chǎn)的婦女及其丈夫原發(fā)閉經(jīng)和男女不孕癥者智能發(fā)育不全、生長(zhǎng)遲緩或伴有其他先天畸形者夫婦中有染色體異常，如平衡易位、嵌合體等家族中已發(fā)現(xiàn)染色體異常或先天畸形個(gè)體有兩性內(nèi)外生殖器畸形者,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,染色體原位雜交,應(yīng)用標(biāo)記的DNA探針與載玻片上的染色體或間期細(xì)胞的DNA或RNA雜交，研究核酸片段的位置，相互關(guān)系稱為原位雜交。,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診

8、斷,染色體原位雜交,用生物素、地高辛等標(biāo)記DNA探針，原位雜交后。用熒光生物素和抗體進(jìn)行免疫檢測(cè)和放大雜交信號(hào)，使探針雜交區(qū)域發(fā)出熒光，這種原位雜交稱為熒光原位雜交(FISH)。,臨床遺傳學(xué),細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,染色體原位雜交,檢測(cè)染色體缺失、插入、易位及擴(kuò)增等結(jié)構(gòu)異常，也可檢測(cè)間期核判定染色體數(shù)目異常。雙色FISH，多色FISH以及染色體涂染方法的應(yīng)用，提高了異常染色體的檢出率和準(zhǔn)確性。,臨床遺傳學(xué),生化檢查,基因突變引起的單基因病往往表

9、現(xiàn)在酶和蛋白質(zhì)的質(zhì)和量的改變和缺如。因此，酶和蛋白質(zhì)的定量、定性分析是診斷單基因病或先天代謝病的主要方法。,臨床遺傳學(xué),生化檢查,代謝產(chǎn)物的檢測(cè),DMD可檢測(cè)血清中磷酸肌酸激酶活性；苯丙酮尿癥患者可檢測(cè)血清苯丙氨酸或尿中苯乙酸濃度做出判斷等。,臨床遺傳學(xué),生化檢查,酶和蛋白質(zhì)的分析,基因突變導(dǎo)致表達(dá)調(diào)控異?；蚍g后加工修飾缺陷，使酶蛋白缺如或功能異常。通過(guò)酶活性檢測(cè)而診斷某些遺傳代謝病。,臨床遺傳學(xué),基因診斷,分子生物學(xué)技術(shù)極大的豐富了

10、我們對(duì)人類遺傳病的分子病理學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也提供了從DNA水平對(duì)遺傳病基因診斷的手段?；蛟\斷(gene diagnosis)是利用DNA分析技術(shù)直接從基因水平(DNA或RNA)檢測(cè)遺傳病的基因缺陷而做出診斷。,臨床遺傳學(xué),基因診斷的原理,核酸分子雜交是基因診斷的最基本方法之一。其基本原理是根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，互補(bǔ)的DNA單鏈在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即分子雜交。,臨床遺傳學(xué),基因診斷的原理,結(jié)合是特異性的，它不僅能在DNA和DNA之間

11、進(jìn)行，也能在DNA和RNA之間進(jìn)行。當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與變性后的單鏈基因組DNA混合時(shí)，如果兩者的堿基互補(bǔ)配對(duì)，結(jié)合成雙鏈，從而表明被檢測(cè)的基因組DNA中含有已知的基因序列。,臨床遺傳學(xué),基因診斷的原理,進(jìn)行基因檢測(cè)有兩個(gè)必要條件，一是必需有特異的DNA探針，二是必需有基因組DNA。當(dāng)二者均變性呈單鏈時(shí)，即可進(jìn)行分子雜交。,臨床遺傳學(xué),基因診斷的原理,基因探針,基因探針(gene probe)就是一段與目的基因或D

12、NA互補(bǔ)的特異核苷酸序列，它可以包括整個(gè)基因，也可以是基因的一部分，可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來(lái)的RNA。,臨床遺傳學(xué),基因探針,探針來(lái)源,基因組探針(genomic probe)cDNA探針(cDNA probe)人工合成的寡核苷酸探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),基因探針,探針制備,進(jìn)行分子雜交需要大量的探針拷貝，一般是通過(guò)分子克隆(molecular cloning)獲得的?？寺?clone)是指用無(wú)性繁殖方法獲得同

13、一個(gè)體、細(xì)胞或分子的大量復(fù)制品。,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),探針制備,基因組DNA探針 應(yīng)先制備基因組文庫(kù)，從中篩選出含有目的基因片段的克隆，再通過(guò)細(xì)菌擴(kuò)增，制備出大量探針。,基因探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),探針制備,cDNA探針 首先需提取純化mRNA，從組織、細(xì)胞中提取mRNA，以其為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成與之互補(bǔ)的DNA(即cDNA)。,基因探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),探針制備,寡核苷酸探針(ASO) 是

14、根據(jù)已知基因序列合成的與其互補(bǔ)的核苷酸片段，長(zhǎng)度可十幾個(gè)至幾十個(gè)核苷酸。其序列跨越基因突變位點(diǎn)，每一突變位點(diǎn)有兩種ASO探針，分別與正常序列和異常序列互補(bǔ)。,基因探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),探針標(biāo)記,目的是使探針帶有標(biāo)識(shí)物與DNA結(jié)合后產(chǎn)生可識(shí)別信號(hào)。通常采用放射性同位素32P標(biāo)記探針的某種核苷酸的α磷酸基。近年來(lái)發(fā)展了一些用非同位素如生物素、地高辛配體等作為標(biāo)記物的方法。,基因探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),探針標(biāo)記,缺口平移

15、法(nick translation),基因探針,基因診斷的原理,臨床遺傳學(xué),缺口平移法,臨床遺傳學(xué),限制性酶,限制性核酸內(nèi)切酶(restriction endonuclease)，又簡(jiǎn)稱限制酶或內(nèi)切酶。是重組DNA技術(shù)和基因診斷中最重要的一類工具酶。限制酶能特異地識(shí)別和切割特異的核苷酸序列，將雙鏈DNA切成較小的片段。,臨床遺傳學(xué),限制酶的命名,限制性酶,EcoRⅠ,臨床遺傳學(xué),限制酶識(shí)別序列和切割形式,限制性酶,HaeⅢ,,,Mb

16、oⅠ,,BamHⅠ,,PstⅠ,,臨床遺傳學(xué),限制酶識(shí)別序列和切割形式,限制性酶,平末端(blunt end)：對(duì)稱軸切，連接效果差粘性末端(sticky end)：交錯(cuò)切,臨床遺傳學(xué),DNA多態(tài)性,一個(gè)人的兩套單倍體DNA是不完全相同的，一般每100～500個(gè)堿基對(duì)就有一個(gè)是不相同的。換言之，如果把兩套基因組的DNA(各2.8×109bp)排列起來(lái)，那么平均有1000萬(wàn)處不同，它們多位于內(nèi)含子序列中。實(shí)際上，除單卵雙生子外

17、，人群中沒(méi)有兩個(gè)個(gè)體的基因組DNA是完全相同的。,臨床遺傳學(xué),RFLP：第一代多態(tài)標(biāo)記VNTR，STR：第二代多態(tài)標(biāo)記SNP：第三代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,臨床遺傳學(xué),RFLP：第一代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,由于堿基的變異可能導(dǎo)致酶切點(diǎn)的消失或新的切點(diǎn)出現(xiàn)，從而引起不同個(gè)體DNA在用同一限制酶切時(shí)，DNA片段長(zhǎng)度出現(xiàn)差異，這種由于內(nèi)切酶切點(diǎn)變化所導(dǎo)致的DNA片段長(zhǎng)度的差異，稱為限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(restriction frag

18、ment length polymorphism，RFLP)。,臨床遺傳學(xué),RFLP：第一代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,,,,,,,,,,,8kb,5kb,3kb,等位基因1,等位基因2,探針位置,,,,2/2 1/1 1/2,,,,,,,8kb,5kb,3kb,等位基因,,,,,臨床遺傳學(xué),VNTR，STR：第二代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,在人類基因組中還存在一類DNA重復(fù)序列，稱為小衛(wèi)星DNA。每一個(gè)單位通常只有16～2

19、8bp長(zhǎng)，但其重復(fù)次數(shù)在人群中是高度變異的。當(dāng)用限制酶切割VNTR區(qū)時(shí)，只要酶切位點(diǎn)不在重復(fù)區(qū)內(nèi)，就可能得到各種長(zhǎng)度不同的片段。限制性片段大小的差異取決于兩個(gè)酶切位點(diǎn)之間的串聯(lián)重復(fù)單位數(shù)目的不同。,臨床遺傳學(xué),VNTR，STR：第二代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,另一類重復(fù)序列是微衛(wèi)星DNA。它們的基本序列只有2～6bp，如(TA)n、(CGG)n等，通常重復(fù)10～60次并呈高度的多態(tài)性。,臨床遺傳學(xué),SNP：第三代多態(tài)標(biāo)記,DNA多態(tài)性,單

20、核苷酸重復(fù)(A)n的位點(diǎn)極其豐富，遍及整個(gè)基因組，具有高度多態(tài)。據(jù)估計(jì)基因組中大約平均1000bp就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)SNP，這樣SNP在整個(gè)基因組的分布就會(huì)達(dá)到300萬(wàn)個(gè)。應(yīng)用于搜尋多基因遺傳病相關(guān)基因，對(duì)重要疾病進(jìn)行連鎖分析，進(jìn)行致病基因定位和克隆等。,臨床遺傳學(xué),Southern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,同源的兩條DNA-DNA在一定條件下結(jié)合形成雙鏈。,臨床遺傳學(xué),Southern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,基因組DNA提取DN

21、A限制性內(nèi)切酶酶解基因組DNA瓊脂糖凝膠電泳分離DNA片段凝膠中DNA片段原位堿變性凝膠中單鏈DNA的Southern印跡轉(zhuǎn)移探針標(biāo)記分子雜交放射(熒光)自顯影或顯色結(jié)果分析,臨床遺傳學(xué),Southern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,同源的兩條DNA-DNA在一定條件下結(jié)合形成雙鏈。,缺失、插入、倒位、基因擴(kuò)增檢測(cè)RFLP連鎖分析,臨床遺傳學(xué),Southern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,臨床遺傳學(xué),Northern印跡

22、雜交,基因診斷技術(shù)與方法,是指DNA-RNA分子雜交，應(yīng)用特異性基因探針?lè)治龌虻霓D(zhuǎn)錄水平。,臨床遺傳學(xué),Northern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,提取 T、Cell 總 RNA提純分離mRNA瓊脂糖凝膠電泳分離RNA轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜雜交檢測(cè),臨床遺傳學(xué),Northern印跡雜交,基因診斷技術(shù)與方法,是指DNA-RNA分子雜交，應(yīng)用特異性基因探針?lè)治龌虻霓D(zhuǎn)錄水平。,檢測(cè)mRNA長(zhǎng)度分子量大小(依電泳遷移率估計(jì))mRN

23、A的含量，即基因表達(dá)高低。,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,PCR (polymerase chain reaction)是模擬體內(nèi)DNA復(fù)制條件，應(yīng)用DNA聚合酶反應(yīng)，特異性擴(kuò)增某一DNA片段的技術(shù)。體外程序化的DNA合成技術(shù)。,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,合成待擴(kuò)增區(qū)域兩端已知序列，與模板DNA互補(bǔ)的寡核苷酸特異性引物，引物的序列決定擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度。,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PC

24、R),基因診斷技術(shù)與方法,反應(yīng)體系：DNA模板，Taq DNA聚合酶， dNTPs。,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,反應(yīng)程序,變性(94~95℃) 復(fù)性 延伸 (37~55℃) (70~72℃),30-35cycles

25、 DNA擴(kuò)增100萬(wàn)倍,,,,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,優(yōu)點(diǎn),特異性強(qiáng)、靈敏度高、穩(wěn)定可靠、快速微量的模板DNA即可擴(kuò)增大量產(chǎn)物,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,應(yīng)用,基因組DNA分析遺傳物質(zhì)的鑒定遺傳病的診斷,臨床遺傳學(xué),聚合酶鏈反應(yīng)(PCR),基因診斷技術(shù)與方法,缺點(diǎn),需靶DNA序列的信息產(chǎn)物短小，DNA復(fù)制不精確

26、,臨床遺傳學(xué),PCR相關(guān)技術(shù),基因診斷技術(shù)與方法,增效PCR (booster PCR),當(dāng)擴(kuò)增少于1000拷貝的模板DNA時(shí)會(huì)遇到兩個(gè)問(wèn)題：,形成引物二聚體非特異擴(kuò)增.消耗了引物和酶，而特異擴(kuò)增片段產(chǎn)量降低。,臨床遺傳學(xué),PCR相關(guān)技術(shù),基因診斷技術(shù)與方法,增效PCR (booster PCR),對(duì)于這種情況，可設(shè)置二步PCR，先用較低濃度的引物進(jìn)行初級(jí)PCR，此時(shí)由于引物少，形成產(chǎn)物二聚體的可能減少，但并不影響靶序列的擴(kuò)增，只是產(chǎn)

27、量不高。約經(jīng)15~20個(gè)循環(huán)后補(bǔ)充引物量，以初級(jí)PCR產(chǎn)物為模板進(jìn)行擴(kuò)增，靶序列的產(chǎn)量將相應(yīng)增加。,臨床遺傳學(xué),PCR相關(guān)技術(shù),基因診斷技術(shù)與方法,巢式PCR (nest PCR),進(jìn)行二步PCR，其中第二級(jí)PCR另設(shè)反應(yīng)體系，并應(yīng)用另外的PCR引物，新引物的位置位于初級(jí)PCR引物的內(nèi)側(cè)，只有初級(jí)PCR中特異的擴(kuò)增片段才能被二級(jí)引物擴(kuò)增。除了達(dá)到增效PCR同樣的目的外，還提高了最終產(chǎn)物的特異性。,臨床遺傳學(xué),PCR相關(guān)技術(shù),基因診斷技

28、術(shù)與方法,多重PCR,在同一PCR體系中加入若干對(duì)PCR引物，這些引物的退火溫度相近，且所覆蓋的區(qū)域不重疊，這樣的反應(yīng)體系可同時(shí)擴(kuò)增多個(gè)DNA片段。多重PCR常用來(lái)檢測(cè)同一基因的多個(gè)外顯子的缺失，或在檢測(cè)缺失設(shè)置內(nèi)對(duì)照。,臨床遺傳學(xué),PCR相關(guān)技術(shù),基因診斷技術(shù)與方法,RT-PCR,以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄酶作用合成cDNA。使微量的mRNA (pg水平)迅速擴(kuò)增(達(dá)ng~?g水平)，大大提高mRNA的檢出靈敏度。應(yīng)用于基因表達(dá)與調(diào)控

29、的研究。,臨床遺傳學(xué),擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性,基因診斷技術(shù)與方法,小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA的長(zhǎng)度多態(tài)性可以通過(guò)PCR擴(kuò)增后電泳來(lái)檢出，并用于致病基因的連鎖分析，稱為擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(Amp-FLP)連鎖分析法。PCR擴(kuò)增后，產(chǎn)物既等位片段之間的差別有時(shí)只有幾個(gè)核苷酸。多用于突變性質(zhì)不明的連鎖分析。,臨床遺傳學(xué),等位基因特異性寡核苷酸探針,基因診斷技術(shù)與方法,當(dāng)基因的突變部位和性質(zhì)完全明了時(shí)，可以合成等位基因特異的寡核苷酸探針(ASO)，

30、用同位素或非同位素標(biāo)記來(lái)進(jìn)行診斷。探針為20bp左右的核苷酸。,臨床遺傳學(xué),等位基因特異性寡核苷酸探針,基因診斷技術(shù)與方法,用于檢測(cè)點(diǎn)突變時(shí)一般需要合成兩種探針，一種與正?；蛐蛄型耆恢拢芘c之穩(wěn)定地雜交，但不能與突變基因序列穩(wěn)定雜交；另一種與突變基因序列一致，能與突變基因序列穩(wěn)定雜交，但不能與正常基因序列穩(wěn)定雜交，就可以把只有一個(gè)堿基發(fā)生了突變的基因區(qū)別開來(lái)。,臨床遺傳學(xué),PCR-SSCP,基因診斷技術(shù)與方法,聚合酶鏈反應(yīng)-單鏈構(gòu)象

31、多態(tài)性(PCR-single strand conformation polymorphism，PCR- SSCP)分析。,臨床遺傳學(xué),PCR-SSCP,基因診斷技術(shù)與方法,原理是對(duì)已知有點(diǎn)突變的遺傳病，在疑有突變的DNA片段附近設(shè)計(jì)一對(duì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后將擴(kuò)增產(chǎn)物用甲酰胺變性，并在不含變性劑的中性聚丙烯酰胺凝膠中電泳，突變所引起的DNA構(gòu)象差異將出現(xiàn)泳動(dòng)變位，表現(xiàn)為電泳帶位置的差異，從而可據(jù)之做出診斷。,臨床遺傳學(xué),基因診斷應(yīng)用

32、,利用分子生物學(xué)技術(shù)從DNA水平檢測(cè)人類遺傳性疾病的基因缺陷，又稱DNA分析法。,傳統(tǒng)診斷：表現(xiàn)型→基因型基因診斷：基因型→表現(xiàn)型(逆向診斷),直接診斷間接診斷,臨床遺傳學(xué),直接診斷,遺傳病診斷舉例,鐮狀細(xì)胞貧血(HbS): code 5~7,MstⅡ: CCTNAGG,? A: CCTGAGGAG? S: CCTGTGGAG,,,,,,,,,1.40 kb1.20 kb0.20 kb,臨床遺傳學(xué),直接診斷,遺傳病診

33、斷舉例,ASO探針斑點(diǎn)雜交,臨床遺傳學(xué),間接診斷,遺傳病診斷舉例,Southern blot-RFLP,臨床遺傳學(xué),第二節(jié) 遺傳病的治療,臨床遺傳學(xué),隨著醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，人們對(duì)遺傳病的發(fā)病機(jī)理認(rèn)識(shí)逐漸深入，重組DNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用，使遺傳病的治療有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，逐漸從傳統(tǒng)的手術(shù)治療、藥物療法、飲食治療等步入了基因治療，技術(shù)方法的日益成熟，為根治遺傳病開辟了廣闊前景。,臨床遺傳學(xué),手術(shù)治療,某種遺傳病發(fā)展到各種臨床癥狀都已顯

34、現(xiàn)，尤其是器官組織出現(xiàn)損傷時(shí)，手術(shù)治療可以有效地改善某些遺傳病的癥狀，減輕病痛。,臨床遺傳學(xué),手術(shù)治療,對(duì)某些受損器官的修補(bǔ)與切除，矯正畸形，例如，唇裂和(或)腭裂的修補(bǔ)；多指(趾)癥的切除；先天性心臟病的手術(shù)矯正等，改善癥狀。,手術(shù)矯正,臨床遺傳學(xué),手術(shù)治療,免疫學(xué)知識(shí)和技術(shù)的發(fā)展，免疫排斥問(wèn)題得到控制，應(yīng)用組織器官移植技術(shù)緩解和治療遺傳病得以開展。,器官和組織移植,腎移植肝移植骨髓移植,臨床遺傳學(xué),藥物及飲食治療,飲食治療遺傳病

35、的原則是禁其所忌。由于酶缺乏不能對(duì)底物進(jìn)行正常代謝的患者，可以控制底物或前體物質(zhì)的攝入量，降低代謝底物的堆積，以達(dá)到治療的目的。,禁其所忌,產(chǎn)前治療現(xiàn)癥病人治療,臨床遺傳學(xué),藥物及飲食治療,由于酶促反應(yīng)障礙，體內(nèi)貯積過(guò)多“毒物”，此時(shí)可使用各種理化方法將過(guò)多的“毒物”排除或抑制其生成，改善患者癥狀。,去其所余,應(yīng)用螯合劑應(yīng)用促排泄劑應(yīng)用代謝抑制劑血漿置換和血漿過(guò)濾平衡清除法,臨床遺傳學(xué),藥物及飲食治療,先天代謝病往往是由于基因

36、突變所致的酶缺失或活性下降或蛋白質(zhì)缺乏，可用誘導(dǎo)和補(bǔ)充方法治療。,補(bǔ)其所缺,酶誘導(dǎo)治療蛋白酶補(bǔ)充療法,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療(gene therapy)是指將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療的目的。,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的原理與策略,生殖細(xì)胞基因治療體細(xì)胞基因治療,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的方法與應(yīng)用,目的基因的轉(zhuǎn)移,基因的分離與克隆外源基因的轉(zhuǎn)移,臨床遺傳學(xué),基因

37、轉(zhuǎn)移方法,化學(xué)法,基因治療,臨床遺傳學(xué),物理法,電穿孔法顯微注射法脂質(zhì)體法,基因轉(zhuǎn)移方法,基因治療,臨床遺傳學(xué),同源重組法(homologous recombination),是將外源基因定位導(dǎo)入受體細(xì)胞的染色體上，在該座位因有同源序列，通過(guò)單交換或雙交換，外源基因片段替換有缺陷的片段，達(dá)到修正缺陷的目的。,基因轉(zhuǎn)移方法,基因治療,臨床遺傳學(xué),病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移(viral mediated gene transfer),以病

38、毒為目的基因載體(vector)，將外源目的基因通過(guò)基因重組技術(shù)組裝于病毒載體(viral vector)上，再去感染宿主細(xì)胞。目前常用的病毒有逆轉(zhuǎn)錄病毒、牛乳頭瘤病毒、腺病毒、巨細(xì)胞病毒等。,基因轉(zhuǎn)移方法,基因治療,臨床遺傳學(xué),逆轉(zhuǎn)錄病毒是RNA病毒，但有逆轉(zhuǎn)錄酶，可使RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA，再整合到宿主細(xì)胞基因組。,逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,病毒載體,臨床遺傳學(xué),優(yōu)點(diǎn),逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,病毒載體,高效感染宿主細(xì)胞，近100%的受體細(xì)胞被感染，轉(zhuǎn)化

39、細(xì)胞效率高它能感染廣譜動(dòng)物物種和細(xì)胞類型而無(wú)嚴(yán)格的宿主特異性隨機(jī)整合的病毒可長(zhǎng)期存留，一般無(wú)害于細(xì)胞,臨床遺傳學(xué),缺點(diǎn),逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,病毒載體,病毒分子量小，最大插入片段在7kb左右隨機(jī)插入靶細(xì)胞基因組中只能把DNA整合到分裂旺盛的細(xì)胞基因組中具有致癌作用，可使受體細(xì)胞癌變,臨床遺傳學(xué),一般認(rèn)為這類病毒難于改造成缺陷型病毒，使用意義不大，但牛乳頭瘤病毒重組后，可在宿主染色體外獨(dú)立復(fù)制，不會(huì)因插入宿主染色體而引起插入突變，并表

40、達(dá)出基因產(chǎn)物。,DNA病毒載體,病毒載體,臨床遺傳學(xué),優(yōu)點(diǎn),DNA病毒載體,病毒載體,該病毒可感染分裂和非分裂的細(xì)胞，并能得到大量基因產(chǎn)物病毒顆粒相對(duì)穩(wěn)定，并易于純化和濃縮，且感染力不降低可有效轉(zhuǎn)導(dǎo)多種靶細(xì)胞后而游離于細(xì)胞基因組外，并持續(xù)表達(dá),臨床遺傳學(xué),基因治療,靶細(xì)胞,足以耐受處理，易于分離又便于輸回體內(nèi)具有增殖優(yōu)勢(shì)，生命周期長(zhǎng)，能存活幾月至幾年，最后可延續(xù)至病人的整個(gè)生命期易于受外源遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在選用反轉(zhuǎn)錄病毒載體時(shí)，

41、目的基因表達(dá)最好在具有組織特異性的細(xì)胞內(nèi),臨床遺傳學(xué),基因治療,靶細(xì)胞,骨髓干細(xì)胞皮膚成纖維細(xì)胞肝細(xì)胞血管內(nèi)皮細(xì)胞肌細(xì)胞,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的應(yīng)用,ADA 缺乏癥的基因治療,腺苷酸脫胺酶(ADA)缺乏癥是常染色體隱性遺傳的致死性疾病，患者由于腺苷酸脫胺酶缺乏，導(dǎo)致脫胺腺苷酸增多，改變了甲基化能力，產(chǎn)生毒性效應(yīng)，使T細(xì)胞受損，引起細(xì)胞反復(fù)感染等癥狀。,臨床遺傳學(xué),基因治療,ADA-Gene + vector (逆轉(zhuǎn)錄病

42、毒) 重組分子 患者T Ly C 細(xì)胞生長(zhǎng)分裂 IL-2刺激C分裂10天

43、 Gene表達(dá) 回輸患兒體內(nèi),,,,,,,,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的應(yīng)用,ADA 缺乏癥的基因治療,導(dǎo)入的正?；虮磉_(dá)，患兒體內(nèi)ADA水平由原來(lái)的約相當(dāng)于正常人的1%提高到25%。,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的應(yīng)用,反義核酸技術(shù),又稱反義寡核苷酸(AS-ODN)技術(shù)，指利用人

44、工合成的反義RNA或反義DNA來(lái)阻斷基因的復(fù)制或轉(zhuǎn)錄，控制細(xì)胞生長(zhǎng)的中間階段，使編碼蛋白質(zhì)的基因不能轉(zhuǎn)錄為mRNA或不能翻譯成蛋白質(zhì)，以達(dá)到治療的目的。,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的應(yīng)用,反義核酸技術(shù),,,RNA,,,,,,,,,,反義RNA,阻斷表達(dá),臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療的應(yīng)用,自殺基因治療腫瘤,將編碼某種酶的基因(自殺基因)轉(zhuǎn)染到腫瘤細(xì)胞中，所編碼的酶使某種藥物轉(zhuǎn)化為對(duì)腫瘤細(xì)胞有害的物質(zhì)，使腫瘤細(xì)胞的DNA不能復(fù)制而死

45、亡。,臨床遺傳學(xué),,轉(zhuǎn)染,基因治療,基因治療的應(yīng)用,自殺基因治療腫瘤,自殺基因 + 病毒載體,重組載體,,,自殺基因 ? 酶 ?,藥物前體(無(wú)毒)代謝產(chǎn)物(有毒),,,細(xì)胞死亡,臨床遺傳學(xué),基因治療,基因治療存在的問(wèn)題,導(dǎo)入基因的穩(wěn)定高效持續(xù)表達(dá)導(dǎo)入基因的安全性基因治療與社會(huì)倫理道德,臨床遺傳學(xué),第三節(jié) 遺傳病的預(yù)防,臨床遺傳學(xué),對(duì)遺傳病來(lái)說(shuō)，發(fā)病早而且困擾終生，大多數(shù)難于治療或目前尚無(wú)有效療法，即使能治療，由于費(fèi)用昂貴

46、，也難于普遍實(shí)行。因此，預(yù)防遺傳病的發(fā)生就顯得格外重要。,臨床遺傳學(xué),遺傳病的篩查,遺傳病的篩查是預(yù)防嚴(yán)重遺傳病患兒出生和降低群體中發(fā)病率的有效手段。,臨床遺傳學(xué),遺傳病的篩查,出生前篩查(產(chǎn)前診斷),篩查對(duì)象,染色體病特定酶缺陷所致的遺傳性代謝病可進(jìn)行DNA分析的遺傳病多基因遺傳的神經(jīng)管缺陷有明顯形態(tài)改變的先天畸形,臨床遺傳學(xué),遺傳病的篩查,出生前篩查(產(chǎn)前診斷),診斷方法,羊膜穿刺絨毛取樣孕婦外周血無(wú)創(chuàng)性診斷B型超聲

47、掃描X線檢查胎兒鏡檢查,臨床遺傳學(xué),遺傳病的篩查,新生兒篩查,新生兒篩查(neonatal screening)是出生后預(yù)防和治療某些遺傳病的有效方法。篩查后即可進(jìn)行癥狀前診斷，以便及時(shí)有效的采取治療措施，防止該病癥狀的出現(xiàn)。目前我國(guó)主要是對(duì)苯丙酮尿癥(PKU)、先天性甲狀腺功能低下患兒的篩查。一般采取臍帶血或足跟血的血紙片進(jìn)行。,臨床遺傳學(xué),遺傳病的篩查,攜帶者篩查,攜帶者(carrier)是指表型正常，但帶有致病基因并把致病基

48、因傳給后代的個(gè)體。一般包括：隱性遺傳病雜合子；顯性遺傳病的未顯者；表型尚正常的遲發(fā)外顯者；染色體平衡易位的個(gè)體。,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳咨詢(genetic counseling)是一個(gè)交流過(guò)程，是一個(gè)通過(guò)咨詢醫(yī)生(counselor)與咨詢者(counselee)共同商討咨詢者提出的各種遺傳學(xué)問(wèn)題，在醫(yī)生指導(dǎo)下幫助患者合理解決這些問(wèn)題的全過(guò)程。,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳咨詢的對(duì)象和步驟,遺傳咨詢的對(duì)象,婚前咨詢生育咨詢一般咨

49、詢,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳咨詢的對(duì)象和步驟,遺傳咨詢的程序,認(rèn)真填寫病歷(包括遺傳咨詢病歷及系譜)并妥為保存，備后續(xù)咨詢用對(duì)患者作必要的體檢對(duì)再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)做出估計(jì)與咨詢者商討對(duì)策隨訪和擴(kuò)大咨詢,臨床遺傳學(xué),再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)(率)又稱復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)(率)是指曾生育過(guò)一個(gè)或幾個(gè)遺傳病患兒，再生育該病患兒的概率(機(jī)會(huì))。現(xiàn)在這一概念已經(jīng)擴(kuò)大到凡有信息可導(dǎo)致一對(duì)夫婦生育患兒(包括第一胎)的概率，但這一情況稱患病風(fēng)險(xiǎn)較恰當(dāng)。,遺傳咨詢,遺傳病再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的

50、估計(jì),臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳病再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì),單基因病的基因型已推定者,再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)按孟德?tīng)柖赏扑恪?臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳病再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì),單基因病的基因型已推定者,AD再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)為1/2(或50%)AR再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)為1/4(25%)XR，母親為攜帶者時(shí)，男孩患病概率為1/2(或50%)，女孩將有1/2概率為雜合子X(jué)R，父親若為患者時(shí)，女孩全部為雜合子，男孩全部正常,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳登記和隨訪,遺傳登記,保存遺傳咨詢提

51、供的家系中先證者和各成員的資料與家系成員保持聯(lián)系，保存長(zhǎng)期隨訪資料，以利于再次咨詢和診斷時(shí)提供信息,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳登記和隨訪,遺傳登記的內(nèi)容：?jiǎn)位虿?嚴(yán)重的AD病，脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)、慢性進(jìn)行性舞蹈病等嚴(yán)重AR病，包括苯丙酮尿癥、視網(wǎng)膜色素變性、粘多糖Ⅰ型等嚴(yán)重的XR，包括血友病、DMD、脆性X綜合征等,臨床遺傳學(xué),遺傳咨詢,遺傳登記和隨訪,遺傳登記的內(nèi)容：多基因病,先天性心臟病神經(jīng)管缺陷高血壓,臨床遺傳學(xué),遺傳咨