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1、第九章遗传病的诊断 预防 治疗与遗传咨询 1 本章目录 第一节遗传病诊断 第二节遗传病预防第三节遗传病治疗 第四节遗传咨询 2 第一节遗传病诊断 3 遗传病的诊断是指医生对某病是否为遗传性疾病作出的诊断 是开展遗传咨询和预防工作的前提 根据诊断时期的不同 可分为产前诊断 症状前诊断和现症病人诊断三种类别 前两种诊断均可较早地发现遗传病患者或携带者 使医生可以在胚胎早期进行选择性流产以减少患者或携带者出生率 或是在症状出现之前及早采取预防措施或采取治疗措施以控制症状出现的频率及严重程度 真正确诊一种疾病是否为遗传病 往往是比较困难的 除采用一般疾病的诊断方法 还必须辅以遗传学特殊的诊断手段 如系
2、谱分析 染色体检查 生化检查 基因诊断 皮纹分析 产前诊断等 近年来 随着分子生物学的飞速发展 基因诊断具有特异性强 准确性好 效率高等优点 已成为诊断某些疑难遗传病的主要手段 本节就是在前面各章的基础上 学习如何在实际工作中运用所学知识进行遗传病的诊断 重点学习遗传病诊断的遗传学特殊手段 4 一 遗传病的临床诊断遗传病的临床诊断与普通疾病的诊断步骤基本相同 包括听取病人的主诉 询问病史 查体等 1 病史除应了解一般病史外 还应着重采集与遗传病家族聚集现象有关的以下项目 家族史 整个家系患同种疾病的病史 能充分反映患者父系和母系各家族成员发病情况 婚姻史 结婚的年龄 次数 配偶的健康状况及是否
3、为近亲婚配 生育史 生育年龄 子女数及其健康状况 有无流产 死产 早产史 畸胎等 5 2 症状与体征症状与体征的出现是病人就诊的主要原因 也是进行遗传病初诊的重要线索 遗传病和某些普通疾病的症状与体征是有共性的 但各种遗传病有其特有的临床表现 甚至形成特异性症候群 例如智力低下伴有眼间距宽 眼裂小 外眼角上斜 口半开 伸舌 流涎等是先天愚型的特征 而性腺发育不全或生殖能力下降 继发性闭经 行为异常则可疑为性染色体病 正常出生的婴儿 发育到3 4个月 如果其尿液 汗液有一种特殊的腐臭味 智力发育落后于同龄小孩 同时伴有毛发变黄 肤白而细腻 虹膜黄色 易激动 肌张力高 貌似猿猴 可疑为苯丙酮尿症
4、当然 单凭症状和体征要作出准确诊断是相当困难的 但可以得出对疾病的初步印象 为进一步选择其他检查提供帮助 6 二 系谱分析系谱分析是指通过调查先证者家庭成员的发病情况 绘出系谱 以确定疾病遗传方式的一种方法 经过分析有助于判断某种疾病是否为遗传病 又有助于确定其遗传方式 即是单基因病还是多基因病 或是染色体病 如果是单基因病 还可进一步确定该病的遗传方式 常显 常隐 X显 X隐 Y连锁遗传 系谱分析时应注意的事项是 要注意系谱的准确性 完整性 一个完整的系谱应有三代以上家庭成员的患病情况 婚姻状况及生育情况 还要注意了解家系往往由患者或代述人因顾虑而提供的虚假资料 影响分析结果的准确性 遇到
5、隔代遗传 时 要注意区分是显性遗传病外显不全 还是隐性遗传所致 当系谱中除先证者外 找不到其他患者 呈散发现象时 须认真分析是常染色体隐性遗传所致 还是新基因突变所致 7 三 细胞遗传学检查主要适用于染色体异常综合征的诊断 它可以从形态学的角度直接观察染色体数目 结构等是否出现异常 主要包括以下两种检查方法 一 染色体检查或称核型分析 二 性染色质 包括X染色质和Y染色质 的检查 8 四 生化检查生化检查是以生化手段定性 定量地分析酶 蛋白质及其代谢产物 是临床上诊断单基因病的首选方法 其中最常见的是检查酶的缺陷 因为基因控制着酶 蛋白质的合成 从而控制着机体的一系列代谢反应 所以基因突变所致
6、的单基因病必然导致酶 蛋白质异常 其参与的代谢过程中的中间产物 底物 终产物也会发生质和量的变化 故通过这些物质的检测可以反映某种基因是否受损从而作出疾病的诊断 如苯丙酮尿症病人 可根据其血清中的苯丙氨酸浓度增高 尿液中含有苯丙酮酸作出诊断 白化病患者可根据毛囊中酪氨酸酶活性降低作出诊断 目前已有200种左右的蛋白质和酶活性异常可以通过电泳 层析 免疫 氨基酸顺序分析等技术进行检测 用于检测的材料主要为血清 活体组织 肝 肾 皮肤 甲状腺 肠粘膜等 以及培养的成纤维细胞 9 五 基因诊断 一 概念基因诊断是指利用DNA重组技术在分子水平上对人类遗传病的基因缺陷进行检测以诊断遗传病的一种方法 又
7、称DNA分析法 二 特点和优点1 以探测基因为目标 属于 病因诊断 针对性强 基因诊断的出现使人们对疾病的诊断模式由传统的表型诊断过渡为现在的基因型诊断或称逆向诊断 它和传统的表型诊断方法的主要差异在于直接从基因型推断表现型 即越过基因产物直接检测基因结构的改变 如单个碱基置换 缺失 插入 DNA的多态现象和遗传病的遗传异质性等 2 基因诊断取材来源广泛 可以是机体各种组织的有核细胞 因此基因诊断不受取材细胞类型和个体发育阶段的限制 可以做出现症状的病人的诊断及产前 发病前的早期诊断 3 利用基因探针进行检测 灵敏度高 特异性强 10 4 基因探针可以是任何来源 任何种类 其检测目标可以是一个
8、特定基因或一种特定基因组合 可以是内源基因或外源基因 因此 基因探针适用性强 诊断范围广 5 被检测的基因是否处于活化状态对基因诊断并不重要 因此可对那些有组织和分化阶段表达特异性的基因及其异常进行检测和诊断 此外 随着分子生物学技术的飞速发展 从基因水平上诊断遗传病的病种越来越多 操作上日趋简单 方便 快速 准确 所以基因诊断是诊断遗传病最有前途的方法 11 基因诊断 利用分子生物学技术从DNA水平检测人类遗传性疾病的基因缺陷 又称DNA分析法 传统的诊断 表现型 基因型基因诊断 基因型 表现型 逆向诊断 12 基因诊断的特征 1不受材料来源影响外周血 活体穿刺组织 孕妇外周血 血斑等2症状
9、前诊断尤其对于一些延迟显性疾病如Huntingtong舞蹈病3产前诊断避免患儿出生 提高人口质量 13 三 基因诊断技术 Southern印迹杂交 14 基因诊断技术 Northern印迹杂交 15 基因诊断技术 斑点杂交 点样 Probe 32P 检测 AB 1234 16 基因诊断技术 荧光原位杂交 17 基因诊断技术 荧光原位杂交 18 基因诊断技术 聚合酶链反应 19 基因诊断技术 聚合酶链反应 20 基因诊断技术 多重PCR 在一个PCR体系中加入数对PCR引物 覆盖区域不重叠用于检测同一基因多个外显子的缺失 E1E2E3 21 基因诊断技术 RT PCR 以mRNA为模板 经逆转录
10、酶合成cDNA用于研究基因表达使微量mRNA迅速扩增 提高mRNA检出的灵敏度 22 基因诊断技术 PCR SSCP SingleStrandConformationPolymorphism 单链DNA由于碱基序列不同可引起构象差异 这种差异将造成相同或相近长度的单链DNA电泳迁移率的不同 据此 可用于DNA中单个碱基的替代 微小的缺失或插入的检测 23 基因诊断技术 primer 32P dNTP掺入PCR扩增产物 变性 单链DNA 中性聚丙烯酰胺凝胶电泳 12345自显影 1为正常结果分析2 4 5为纯合患者3为杂合子 24 基因诊断技术 生物芯片 25 四 基因诊断方法及实例 直接诊断
11、直接检测致病基因的突变基因突变类型 缺失 点突变 重复 插入等 间接诊断 应用DNA多态为遗传标记进行连锁分析 确定待测者是否得到带有致病的染色体 从而间接地作出诊断DNA多态 RFLP VNTR SNP 26 1 DNA多态 DNA多态 DNAPolymorphism 群体中每个个体DNA区域中等位基因 或片段 存在两种或两种以上的形式 对基因功能没有影响 称DNA多态 它通过孟德尔方式遗传 常用做遗传分析中的标记 27 DNA分析中常用的遗传性多态性标记有3类 1 RFLP 称限制性片段长度多态性 为第一代多态性标记 2 重复序列多态性 VNTR 如短串联重复序列 STR 为第二代多态性标
12、记 3 单碱基多态性 SNP DNA序列的单个核苷酸的差别 为第三代多态性标记 28 一 限制性片段长度多态性 RestrictionFragmentLengthPolymorphism RFLP由于碱基变异可能导致限制酶切点消失或新的酶切点出现 引起不同个体DNA在用同一限制酶切割时 产生不同长度的DNA片段 称RFLPRFLP按孟德尔 共显性 方式遗传 是非常有用的遗传标记 29 AlleleII产生了新的酶切点 AlleleI AlleleII 12Kb 8Kb 4Kb probe 12Kb 8Kb RFLP Southernblot检测结果 30 AlleleII酶切位点消失 31 二
13、 数目变异串联重复 variablenumbertandemrepeats VNTR 重复序列以各自的核心序列 重复单元 首尾相连多次重复 称为串联重复序列 其重复次数在人群中存在变异 形成多态即VNTR 散在分布于染色体上 重复单位6 25bp长 称为小卫星DNA 重复单位2 6bp长 如 TA n CGG n等 称为微卫星DNA 32 VNTR两侧酶切位点固定 但两酶切点之间的串联重复拷贝数不同 酶切后产生不同长度的片段 DNA多态可以通过PCR扩增后电泳来检出 称扩增片段长度多态 amplifiedfragmentlengthpolymorphism Amp FLP 33 VNTR酶切
14、电泳后的检测结果 大 小 34 PCR VNTR检测 35 PCR VNTR 36 37 三 单核苷酸多态性 SNP SingleNucleiotidePolymorphism SNP 发生在基因组中的单个核苷酸的替代根据SNP在基因中的位置 分为 基因编码区SNP基因周边SNP基因间SNP在人类基因组中每100 300个核苷酸就有一个SNP 38 2 基诊断方法及实例 直接检测致病基因本身的异常 通常使用基因本身或邻近DNA序列作为探针 进行Southern杂交 或通过PCR扩增产物 以检测基因点突变 缺失 插入等异常及性质 主要适用于已知基因异常疾病的诊断 直接基因诊断及实例 39 直接基
15、因诊断 突变型遗传病的直接基因诊断 e g 镰形细胞贫血的Gene诊断 40 1 Southernblot 珠蛋白链基因第6位密码子发生突变GAG GTG谷Aa 缬Aa e g 镰形细胞贫血的Gene诊断 41 已知限制酶Mst1识别序列 CCTNAGG CCTGAGGCCTGTGG突变后不能识别 酶切位点消失 限制酶切片段长度发生变化 42 2 ASO探针诊断 已知突变Gene部位和性质 合成寡核苷酸探针 32P标记 进行斑点杂交 Normal GeneProbe 与正常Probe 杂交稳定Mutation SGeneProbe 与异常 S杂交稳定 43 等位基因特异性寡核苷酸探针 ASO
16、Allele specific oligonucleotide 44 斑点杂交结果 S S S正常探针突变探针 突变型遗传病的直接基因诊断 45 突变型遗传病的直接基因诊断 46 BamHI BamHI 2 1 2 10kb 14kb probe 1 地中海贫血的基因诊断 基因不同程度的缺失可引起不同类型的 地中海贫血 直接基因诊断 缺失型遗传病的直接基因诊断 47 Southernblot检测结果 正常缺1缺2缺3缺4 14kb 10kb 缺失型遗传病的直接基因诊断 48 2 地贫的Gene诊断 珠蛋白基因两侧有pst1酶切位点 pst1酶切正常可得到4 4kb片段 珠蛋白基因缺失0 7kb片段 pst1酶切则得到3 7kb片段为 0 缺失型遗传病的直接基因诊断 49 以 Gene为探针 Southernblot方法检测 A 0 0 0 4 4kb 3 7kb 缺失型遗传病的直接基因诊断 50 3 DMD的基因诊断 DMD属XRDMD基因是最大的基因 有79个外显子DMD基因突变主要以缺失为主 可涉及基因的不同部位 E1E2E3 缺失型遗传病的直接基因诊断 51 病例 外显子 123
