医学遗传学 绪 论.ppt

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1、第三篇 医学遗传学,课程说明,课程编号：2005052033授课时数：理论（30）实验（6）考试方式：考查授课对象：中西医结合临床本科专业主讲教师：,第一章 概述,第一节 医学遗传学及其研究内容医学遗传学及其分支学科遗传病概述第二节 医学遗传学研究技术和方法,第一节 医学遗传学及其研究内容,一、医学遗传学及其分科,二、遗传病概述,（一）遗传学的定义及其研究内容,遗传学是研究生物的遗传与变异规律的一门生物学分支科学。,一、医学遗传学及其分科,肿瘤遗传学,Genetics,进化遗传学,人类遗传学,免疫遗传学,从研究内容分,（二）医学遗传学概念及其研究内容,是基础与临床之间的桥梁学科。,医学与遗传学

2、的结合即形成了医学遗传学。研究的对象是人类。,人类遗传学 研究人类（个体和群体）性状（生理性状和病理性状）的遗传规律和物质基础的一门学科,临床遗传学 研究临床各科遗传病的诊断、预防、治疗和遗传咨询的学科,是医学与遗传学相互渗透的一门边缘学科。,医学遗传学是人类遗传学的一门重要分支学科。,医学遗传学就是用人类遗传学的理论和方法来研究“遗传病”从亲代传至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系（包括诊断、治疗和预防）的一门综合性学科,（三）医学遗传学（medical genetics）及其分科,1.细胞遗传学,主要研究人类染色体的形态结构、行为、作用以及染色体畸变及其与疾病的

3、关系。,2.生化遗传学,分子病是由于蛋白质分子数量或质量异常直接导致机体功能障碍先天性代谢缺陷是通过影响酶促反应而产生的疾病,人类生化遗传学是医学遗传学中一个重要分支，它的任务主要是研究人类遗传物质基因（DNA）的理化性质、蛋白质生物合成和代谢调控以及基因突变所产生的分子病和先天性代谢差错。,3.分子遗传学,主要从DNA分子水平研究基因的结构、突变、表达、调控等问题，深入探讨遗传病的分子机制，从而为遗传病的基因诊断和基因治疗提供新的策略和手段。,基因诊断：直接对患者的基因或DNA 进行检测的方法基因治疗：应用DNA重组和转基因技 术将正常基因导入患者体 内治疗疾病,4.群体遗传学,研究基因在人

4、群中的行为，人群中的基因频率，基因频率改变的因素，近亲婚配的危害以及从群体范围对遗传病的防治作预期的估算,DH.Hardy,W.Weinberg,5.药物遗传学,一门研究人体对药物反应的遗传基础的学科。又称药理遗传学，是药理学与遗传学相结合发展起来的边缘学科，属于生化遗传学的范畴。,研究对象和范围如下：人体和实验动物的遗传变异对药物 反应的影响 基因控制药物体内过程的分子基础 预测对药物反应异常的个体，以便 进行有效的预防 遗传病的药物防治方法,6.遗传毒理学,环境因素中的三致因子对遗传物质的损坏及其毒理效应,用遗传学方法研究环境因素对遗传物质的损坏及其毒理效应,7.免疫遗传学,免疫学和遗传学

5、互相交叉的一门边缘学科，是遗传学一个新分支，其主要任务是用遗传学的方法来研究免疫应答过程中各个因素的遗传控制机理，以阐明基因、抗原、抗体三者的关系；同时，还应用免疫学的方法来识别某一物种内个体之间的抗原差异，以便进行遗传学分析。,研究范围包括：细胞抗原的遗传 抗体的基因调控和表达 免疫应答过程中的遗传控制 人的体质、疾病的易感性 器官移植和免疫缺陷病,8.体细胞遗传学,用细胞培养、细胞杂交的方法研究体细胞的基因作用，人类基因图的绘制，诱变与恶变的本质等,9.肿瘤遗传学,肿瘤与遗传的关系：肿瘤与遗传有没有关系？肿瘤与遗传有什么关系？,研究人类肿瘤细胞遗传学的目的有二：一是了解肿瘤发病学问题 二是

6、探讨肿瘤染色体变化的临床意义,遗传性肿瘤和遗传性肿瘤综合征：符合孟德尔规律的肿瘤和综合征。例如视网膜母细胞瘤（AD）遗传性肿瘤 家族性结肠息肉症（AD）遗传性肿瘤综合征,10.发育遗传学,发育是遗传特性的表达和展现（基因的时序表达和调控）,从细胞内的变化来看，个体发育是一系列的有秩序进行着的生化过程。最基本的生化反应是“中心法则”,11.行为遗传学,12.生态遗传学,（四）人类基因组学,HGP的直接始动因素是要解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题，因此与人类健康密切相关,多基因病已经成为疾病基因组学研究的重点,疾病基因组学研究的另一个热点是从生物大分子互作和网络调控的结构模式来研究和分析

7、疾病基因的作用,HGP的科学意义是奠定了阐明人类所有基因功能的功能基因组学研究的基础,人类基因组（genome）通常是指核基因组，是人的所有遗传信息的总和。其基本任务是建立人类基因组的结构图谱，即遗传图、物理图、转录图与序列图，并在“制图-测序”的基础上鉴定人类的基因，绘出人类的基因图。,“人类基因组计划（human genome project，HGP）”是20世纪90年代初开始的全球范围的全面研究人类基因组的重大科学项目。HGP是美国科学家在1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组DNA 3.2109核苷酸的序列，发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使得人类第一

8、次在分子水平上全面地认识自我。,HGP的整体目标是阐明人类遗传信息的组成和表达，为人类遗传多样性的研究提供基本数据，揭示人类单基因异常和严重危害人类健康的多基因病的致病基因或者疾病易感基因，建立对各种基因病新的诊治方法，从而推动整个生命科学和医学领域发展。其基本任务是建立人类基因组的结构图谱，即遗传图、物理图、转录图与序列图，并在“制图-测序”的基础上鉴定人类的基因，绘出人类的基因图。,随着HGP遗传图、物理图、转录图与序列图等结构基因组学任务的基本完成，科学家们又启动了后基因组计划（post-genome era）。它主要研究基因组的功能，即功能基因组学。后基因组计划将为医学发展提供的线索和

9、机遇，从基因表达谱的变化、细胞内信号转导过程异常等角度认识疾病将是医学发展中的重要变化。,二、遗传病概述,（一）遗传病的概念1.遗传病的定义：,凡是由于细胞内遗传物质的改变所引起的疾病称为遗传病。,遗传病的基本特征是由于遗传物质改变所引起的。,病例图示,2.遗传病的特点,遗传病的传播方式,垂直方式:不延伸至无亲缘关系的个体,Queen Victoria,遗传病的数量分布,数量比例：患者在亲代之间是以一定比例出现的。,以常染色体隐性遗传为例,先天性遗传性,临床上把婴儿出生时就表现出来的疾病叫先天性疾病。遗传病往往有先天性特点，如白化病。遗传病有时不都是先天性的，如男性秃顶30岁后才发病。先天性疾

10、病有两种情况：遗传性和获得性的。,遗传病的先天性,家族性遗传性,遗传病的家族性,疾病发生的家族性即家族聚集性。遗传病常常表现为家族性，如并指、多指。但不是所有的遗传病都表现为家族性，如白化病。有些疾病如夜盲症虽然表现为家族性，但不遗传。,（二）遗传病的类型,遗 传 病,基因病,染色体病,常染色体病,性染色体病,显性遗传病,隐性遗传病,显性遗传病,隐性遗传病,单基因病,多基因病,常染色体病,性染色体病,数目异常遗传病,结构畸变遗传病,X染色体病,Y染色体病,数目异常遗传病,数目异常遗传病,结构畸变遗传病,结构畸变遗传病,体细胞遗传病,线粒体遗传病,1.单基因病,单基因病由单基因（一对等位基因）突

11、变所致。这种突变可发生于两条染色体中的一条，由此所引起的疾病呈常染色体（或性染色体）显性遗传；这种突变也可同时存在于两条染色体上，由此所引起的疾病呈常染色体（或性染色体）隐性遗传。发病所涉及的一对基因成为主基因。,2.多基因病,有一定家族史、但没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征的一类疾病，如先天性畸形及若干人类常见病。环境因素在这类疾病的发生中起不同程度的作用。遗传基础涉及到许多对基因，这些基因的作用是微效的，称为微效基因。,3.染色体病,染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因结构或数量的变化，因此其对个体的危害往往大于单基因病和多基因病，其中最

12、常见的染色体异常为Down综合征。,4.体细胞遗传病,体细胞遗传病（somatic cell genetic disorder）只在特异的体细胞中发生，体细胞基因突变是此类疾病发生的基础。这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、自身免疫缺陷病以及衰老等。,5.线粒体遗传病,线粒体遗传病就是由线粒体DNA缺陷引起的疾病。线粒体病只通过母系遗传。线粒体遗传病常表现为晚发性、进行性。,慢性进行性外眼肌麻痹,我国大约有1500万新生儿,7080%涉及遗传因素：1315万,50%由染色体畸变引起：112万,已存活的儿童，住院就诊的约有1/41/3患与遗传有关的疾病,（三）遗传病对人类的危害,人群中，约 3 5 患

13、某种单基因病 约 15 20 患某种多基因病 约 1 患染色体病,体细胞遗传病中的恶性肿瘤构成我国不同地区人群死亡原因的第一或第二位。,我国人群中智力低下的发生率约为2.2，其中1/3以上有多基因、单基因或染色体改变的基础。,遗传病对人类的危害,未受累的人群中，据估计平均每个人都携带由56个隐性有害基因。他们没有患病，称为致病基因的携带者(carrier)，可将有害基因传递给后代，形成遗传负荷(genetic load)。,遗传病对人类的危害,第二节 医学遗传学研究技术和方法,遗传病研究中的一些问题,（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性,（二）再发风险率,（三）遗传性疾病的群体负荷,（四

14、）遗传病与医学伦理,重点介绍对于病因不明的疾病怎样识别其遗传基础，常用方法如下：,一、群体普查法,对某一特定人群进行某种遗传病的普查,发病率较高疾病危害严重可以治疗,普查所选的病种：,群体筛查的目的：,了解遗传病的患病率和基因频率 筛查遗传病的防治对象 筛查遗传病携带者 探讨某种病是否遗传病,患者亲属发病率 一般群体发病率一级亲属发病率 二级亲属发病率 三级亲属发病率 血缘亲属发病率非血缘亲属发病率,如某病有遗传因素，可体现在：,曾爷爷,爷爷,父亲,儿子,曾爷爷或曾孙是几级亲属？,一级亲属,一级亲属,一级亲属,二级亲属,三级亲属,精神分裂症患者家属中各级亲属发病率,二、系谱分析法,判断该病是否

15、遗传病？遗传方式？辨别是单基因病？多基因病？染色体病？是否存在遗传异质性？,在详细调查某种遗传病患者家族中各成员的发病情况后，按照一定的形式，绘制成的一个图解。根据这个图解分析家族遗传病的传递方式的方法称为系谱分析法。,三、双生子法,单卵双生（Monozygotic twin,MZ)遗传基础相同，表型极相似,双卵双生（Dizygotic twin,DZ)遗传基础不相同，表型有较大差异,通过比较MZ与DZ表型特征的一致性和不一致性，估计遗传和环境因素在表型发生中的各自作用,发病一致率（%）双生子之一具有某种性状或疾病时，另一个也具有此性状或疾病,如MZ发病一致率 DZ发病一致率,则提示该病遗传因

16、素具有一定影响。并可根据遗传率来判断遗传因素的作用大小。,性状 MZ一致率（%）DZ一致率（%）开始起坐 82 76开始行走 68 31眼色 99.6 28血压 63 36先天愚型 89 7原发性癫痫 72 15精神分裂症 80 13十二指肠溃疡 50 14 智力低下 94 47麻疹 95 87,双生子的某些生理和病理特征的一致性,四、种族差异比较,种族不仅在地理、文化上相对隔离，在繁殖上也相对隔离。,某些性状在不同的种族中存在着差异，说明这些性状有遗传基础。某种疾病在不同种族中的发病率有显著差异，提示该病有一定的遗传基础。例如：乳糖酶缺乏症 鼻咽癌,五、疾病分析法,对病情比较复杂，发病原因尚

17、未弄清的疾病，选取该病的某些典型性状或发病过程的关键环节（组分）分别进行专门的独立分析，从而判断遗传因素的作用。例：冠心病,遗传因素,高低密度脂蛋白血症,无症状冠心病,有症状冠心病,致病因素,六、关联分析法,如果某一疾病经常伴随另一由遗传决定的性状或疾病出现，则说明该病与遗传有关。伴随性状产生的原因：基因连锁关联,遗传标记：某一性状已知的遗传基础（染色体上某个 基因座位的等位基因）。常用的遗传标记：血型遗传系统（早期）HLA系统（现在常用）,HLA：Human Leucocytes Antigen,致病基因与标志基因在同一染色体上，如果两个基因位点距离较近，在交换中分离的机会少，则有较高的伴随

18、出现频率。例如：Rh血型基因在1p35 椭圆形红细胞增多症基因在1p32,存在连锁,如果两种不同性状在同一个体伴随出现的频率较随机出现的频率为高，但这种现象不是由于连锁引起，则可以用遗传标记检测另一种性状是否与它关联，有关联，则可判断某性状有遗传基础。,七、染色体分析法,一个体细胞的全部染色体所构成的图像叫核型。按照一定体制（Denver体制）配对、排列后，分析确定是否与正常核型完全一致，为核型分析。,正常男性核型图像,确定人类性别和染色体病的主要方法,哪类人群具有染色体异常？,多发性畸形、体格和智能发育不全。怀孕早期有反复流产的妇女等,八、基因分析法,应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化来检测遗传病的基因缺陷的方法，为基因分析法。,优点：可作发病前诊断，或者产前诊断。,常用方法：核酸杂交 PCR技术 DNA测序基因芯片技术其它方法,The End,思考题,1.什么是遗传病？它有哪些类型？2.对于病因不明的疾病，应从哪几方面判断是否是遗传病？,