遗传性疾病的实验诊断与产前诊断进展.ppt

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1、,本章主要学习内容和要求,主要学习内容,要求,遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,掌握,第十一章 遗传性疾病的实验诊断与产前诊断,常见遗传性疾病的实验诊断,掌握,了解,遗传性疾病常用的筛查试验,上一页,下一页,返回,第一节 概述,遗传病或遗传性疾病（genetic disease）是其发生需要有一定的遗传基础，通过这种遗传基础、并按一定的方式传于后代发育形成的疾病。因此，遗传病的传递并非是现成的疾病，而是遗传病的发病基础，另外，遗传因素不仅仅是一些疾病的病因，也与环境因素一起在疾病的发生、发展及转归中起关键作用，遗传性疾病具有垂直传递和终生性特点。,上一页,下一页,返回,第一节 概述,下一页,产

2、前诊断（prenatal diagnosis）又称宫内诊断（intrauterine diagnosis）指在胎儿出生前对胎儿先天异常（遗传病与非遗传病）和宫内感染进行诊断，是遗传学、影像学、围生医学等与医学实践紧密结合的一门综合学科。,返回,上一页,第一节 概述,下一页,目前，我国已开展了较大规模的产前筛查与产前诊断工作，主要为21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征、性染色体综合征、胎儿神经管缺陷（neural tube defect，胎儿神经管缺陷）的血清学筛查，及其染色体病的产前诊断，常见遗传病如地中海贫血等的基因诊断。,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技

3、术,下一页,一、采集胎儿细胞的方法：（一）：羊膜穿刺 使在B超的监视下，用消毒的注射器抽取胎儿羊水。可以对抽取的羊水及其中的胎儿脱落细胞进行细胞培养，分析染色体以及生化和基因的检测。如羊水的甲胎蛋白浓度过高时，提示胎儿可能有无脑儿、开放性脊柱裂、脊髓脊膜膨出和脑积水等异常。,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,下一页,一、采集胎儿细胞的方法：（一）：羊膜穿刺,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,下一页,一、采集胎儿细胞的方法：（二）：绒毛取样术：绒毛取样一般在妊娠79周进行，是妊娠早期诊断的方法。绒毛取样术也是在B超监视下，用特制的取样器，从阴道经宫颈进

4、入子宫，沿子宫壁到达取样部位，用内管吸取绒毛。绒毛取样的优点时检查时间早，需要作出选择性流产时，给孕妇带来的损伤和痛苦较小，因此该方法可以在早孕期诊断胎儿遗传病，所以很适合一些需要及早进行诊断的应急病例，以及某些需要进行酶测定或DNA诊断的疾病，包括染色体病或有关基因病。,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,下一页,一、采集胎儿细胞的方法：（二）：绒毛取样术：,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,下一页,（三）脐带血穿刺术脐带穿刺术是在B超的监视下，用细针经腹壁、子宫进入胎儿脐带抽取胎儿血液。脐带血管穿刺的时间一般在妊娠中期，即妊娠2022周，因为此时的

5、脐带较为粗大，容易穿刺中血管，而且此时胎儿也较大，能够提供较多的血样用于诊断。本方法常用于错过绒毛取样或羊膜穿刺最佳时机或羊水检查失败的补救措施，主要适应于胎儿染色体检测、胎儿内分泌疾病或免疫性疾病的产前诊断。脐带血穿刺的并发症主要有胎儿感染、出血、脐带血肿、流产、早产、母胎输血，但发生几率极低。,返回,上一页,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,（四）：胎儿镜检查胎儿镜检查又称羊膜腔镜。胎儿镜检查是在B超引导下用很细的纤维内镜（胎儿镜）从孕妇腹壁穿刺，经子宫壁进入羊膜腔，观察胎儿情况，同时还可行脐带血和胎盘血的采集、胎儿组织活检、对异常胎儿进行宫内治疗甚至活检。妊娠15-20周可做胎儿

6、镜检查，但以妊娠18-20周间进行最适合。目前该项检查对胎儿威胁大，易导致流产和胎死宫内，而且胎儿镜设备昂贵，技术要求高，因此目前应用尚少。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,二、染色体显带技术与核型分析细胞遗传学检查、染色体检查或核型分析技术是辅助诊断和对染色体病确诊的主要方法，也是产前诊断染色体病的经典方法。随着显带技术的应用，特别是高分辨染色体显带技术的发展，能够更准确地发现和确定更多的染色体数目和结构异常，是诊断染色体病的金标准。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,二、染色体显带技术与核型分析1染色体显带技术显带技术主要分为两

7、大类：一类是整个染色体显带，包括Q带、G带和R带；另一类只显示特定染色体区段或结构，包括显示着丝料的C带。显示端粒的T带以及显示核仁组织区（NOR）的N带。染色体的带型反映了调控DNA复制、修复、转录和遗传重组的基因组的功能结构。每带含510Mb的DNA，包含数百个基因。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,二、染色体显带技术与核型分析2带型命名原则 通过染色体显带技术，在染色体着丝粒分隔的短臂（p）和长臂（q）上，均有一系列连续的深、浅、宽、窄不同的染色体带。1971年在巴黎召开的人类细胞遗传学会议上提出了区分每个显带染色体区、带的标准系统。1978年的国际会议上

8、，制定了人类细胞遗传学命名的国际体制（International System for human Cytogenetic Nomenclature，ISCN），提出了统一的符号和术语。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,二、染色体显带技术与核型分析3核型分析与描述按国际标准，正常核型的描述包括两部分：第一部分为染色体总数，第二部分为性染色体组成，两者之间用“，”隔开。如正常男性的核型为46，XY。异常核型的描述除包括以上两部分外，还包括畸变情况，也是用“，”与前面部分隔开。“”或“”置于染色体号前，表示该染色体的增加或丢失，而性染色体的增减则在染色体总数后直接以

9、组成形式标出；“”或“”放在相应染色体号之后，则表示该染色体长度的增加或减少。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,三、常用的分子生物学技术根据基因突变所涉及的范围，基因突变可分为染色体突变、基因组突变和点突变三种，前两种突变涉及的基因较多，可通过染色体分析，亦可在间期用标记探针检出，点突变涉及范围少，常作基因分析。不同类型的基因突变有不同的检测途径，大致方法包括：基因探针杂交直接检测；PCR及其衍生技术检测；DNA测序；连锁分析等。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,三、常用的分子生物学技术（一）荧光原位杂交荧光原位杂交（fluore

10、scence in situ hybridization，FISH）技术是20世纪80年代在细胞遗传学、分子遗传学和免疫学相结合的基础上发展起来的一种新技术，通过应用不同荧光颜色标记的目的 DNA片段（探针），依据碱基配对原理，杂交到分裂中期染色体或间期染色质纤维上，在荧光显微镜下观测目的DNA在染色体上的位置或在间期核中的数目，从而进行目的DNA的定性、定位和相对定量分析。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,（一）荧光原位杂交,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,三、常用的分子生物学技术（二）聚合酶链反应技术及其衍生技术聚合酶链反应技

11、术（polymerase chain reaction，PCR）是利用DNA聚合酶（如Taq DNA聚合酶）等在体外条件下，催化一对引物间的特异DNA片段合成的基因体外扩增技术，利用该技术从而使DNA以对数增长的方式扩增，达到极易被检测的数量，从而实现了对目标基因片段的测定。在遗传病基因突变的性质和部位清楚的情况下，PCR技术及衍生技术可直接检出突变部位，诊断遗传病。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,三、常用的分子生物学技术（四）核苷酸序列分析DNA序列分析（DNA sequencing）即DNA一级结构的测定，是现代分子生物学中一项重要的技术，其经典的分析方法

12、有化学分裂法和末端终止法。DNA序列分析是检测基因突变最直接最可信的方法，不仅可确定突变的部位，而且还可确定突变的性质，是诊断基因异常（已知和未知）最直接和准确的方法。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,三、常用的分子生物学技术（五）微阵列比较基因组杂交微阵列比较基因组杂交（array-comparative genomic hybridization，Array-CGH）技术是将DNA克隆或cDNAs做成微阵列，本质上是一种同时进行的FISH试验，所用的克隆多达数百。Array-CGH基于与细胞核分裂中期CGH同样的原理，来自对照者（或参考者）的全基因组DNA与

13、来自测试者（或患者）的全基因组DNA分别用两种不同的荧光基团标记，这两种被标记的全基因组DNA作为探针与微阵列上的核酸靶点竞争性杂交。,上一页,下一页,返回,第二节 遗传性疾病常用的产前诊断诊断技术,四、遗传性疾病的植入前诊断方法植入前遗传学诊断（preimplantation genetic diagnosis，PGD），“植入前”是指受精卵分裂的卵裂球和囊胚种植入子宫内膜之前获取胚胎细胞进行遗传学诊断，将遗传病的诊断时间提前到胚胎植入前，即在体外受精（in vitro fertilization，IVF）发育至68细胞期的胚胎中活检单个细胞进行遗传学分析后，再选择正常胚胎移植回母体子宫，以

14、避免异常胎儿。PGD把遗传性疾病控制在胚胎发育的最早阶段，是辅助生殖技术与遗传学诊断技术相结合而形成的一种孕前诊断技术。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,遗传筛查是将人群中具有风险基因型的个体检测出来的一项普查工作，通过筛查，可了解遗传性疾病在人群中的分布及影响分布的因素，估计某些疾病的致病基因频率，分析、研究遗传性疾病的发病规律和特点，为人群预防对策提供依据。根据筛查目的和对象的不同，遗传筛查可分为群体筛查、携带者筛查、新生儿筛查、产前筛查等。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,一、胎儿遗传病的孕妇血清学筛查试验在产前筛查过程中，经常提到早孕期产

15、前筛查以及中孕期产前筛查。早孕期筛查是指在孕711周进行筛查，中孕期产前筛查是指在孕1520周进行。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,（一）中孕期母体外周血AFP、free-hCG（或hCG）二联筛查实验中孕期母体外周血AFP、hCG二联筛查实验是最常用的产前筛查实验，可以诊断胎儿唐氏综合征、胎儿神经管缺陷、18-三体征。此项筛查实验对21-三体的筛查发现率为60%90%左右，为提高筛查的发现率，也可采用三联筛查（AFP、free-hCG、uE3）等提高筛查发现率。筛查中要求孕妇年龄、孕周即体重准确；要求测定AFP和hCG的方法重复性好，变异系数（RV）5%。,上一页,

16、下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,（二）早孕期母体外周血PAPP-A、hCG（free-hCG）二联筛查试验早孕期母体外周血PAPP-A、hCG二联筛查试验，诊断疾病是胎儿唐氏综合征。胎儿唐氏综合征异常的早孕期孕妇血中PAPP-A水平明显低于正常孕妇组，与hCG联合应用，唐氏综合征诊断率达70以上，是早孕期唐氏综合征筛查的可靠指标。如加上胎儿颈部透明度厚（nuchal translucency，NT）、结合孕妇年龄等因素综合分析，唐氏综合征诊断率可达8590，是早孕期筛查唐氏综合征的黄金组合。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,二、TORCH综合症的孕前和产

17、前筛查试验TORCH是一组病原微生物的英文名称缩写。T即弓形虫（hoxoplasma，TOXO）、O即其他微生物（others，O）、R即风疹病毒（rubella virus，RV）、C即巨细胞病毒（human cytomegalovirus，CMV）、H即单纯疱疹病毒（herpes simplex virus，HSV）。这组病原微生物可通过胎盘传给胎儿，引起围生期感染，导致流产、死胎、先天畸形和智力障碍等各种异常结果，因此受到广泛关注。TORCH感染后除了免疫缺陷者以外，机体均产生特异性抗体。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,三、新生儿筛查试验新生儿筛查是指在新生儿期

18、对某些严重的先天性或遗传代谢性疾病进行普查。这类疾病在新生儿期可无任何临床症状，但体内已有生化和激素改变。新生儿筛查可及早发现异常，进行早诊断、早治疗，避免发生体格和智能发育障碍等严重后果。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,(一)先天性甲状腺功能低下筛查试验先天性甲状腺功能低下在我国的发生率约为1/4000，大部分患者可用干燥甲状腺粉剂进行治疗。先天性甲状腺功能低下表现新生儿为血中甲状腺素（thyroid，T4）降低与促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）升高，我国的新生儿筛查则是用标记免疫学方法测定新生儿血浆中的 TSH，若TS

19、H异常升高，则进一步检查T4以确诊，进而治疗。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,（二）苯丙酮尿症筛查试验苯丙酮尿症在我国人群发病约为 116 500，是一种常见的氨基酸代谢病，属常染色体隐性遗传病。正常情况下，体内苯丙氨酸代谢需要苯丙氨酸羟化酶及其辅酶四氢生物蝶吟的作用转化为酪氨酸以合成甲状腺素、黑色素等。苯丙氨酸转化为酪氨酸的途径障碍即造成苯丙氨酸及其酮酸积蓄并从尿中大量排出并在体内蓄积，对患者神经系统造成损害（患儿智能发育不全），并影响体内色素代谢（患者皮肤即毛发颜色变浅）。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,（三）葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症

20、筛查试验小儿红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症是一种遗传性溶血性疾病。由于变异类型和（或）酶缺乏程度的不同可分为5种临床类型：蚕豆病；药物性溶血；新生儿黄疽；感染诱发溶血；先天性非球性红细胞性贫血。,上一页,下一页,返回,第三节 遗传性疾病常用的筛查试验,（四）先天性肾上腺皮质增生症筛查试验本病属常染色体隐性遗传病，新生儿筛查定量测定干血片中17-羟孕酮的含量，17-羟孕酮是皮质醇的一个前体，它的含量当且仅当 21-及 11-羟化酶都发生缺失的时候才会增加。因而17-羟孕酮的测定对检测这两种最常见的CAH非常有用，可以覆盖95的情形。,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,染

21、色体异常或畸变是先天性多发畸形、不明原因的智力发育迟缓以及胎儿自然流产的重要原因。疾病诊断的传统方法都是从症状入手，但是，针对遗传病的产前诊断却不同，一些遗传病患者虽然接受了亲代的致病基因，却要等到出生后若干年，乃至中年以后才出现症状，因此实验检查在遗传病的诊断中起决定作用。,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,一、染色体数量异常疾病人类正常生殖细胞精子和卵子各含有23条染色体，称为一个染色体组，而正常体细胞是由精、卵结合成受精卵，再经卵裂发育而成的，故含有46条染色体。把含有一个染色体组的精、卵称为单倍体，人的体细胞因含有两套染色体组而称作二倍体（diploid，2n）。

22、以二倍体为标准，其他人细胞的染色体数目超过或少于46条，即称为染色体数目畸变，它包括整倍体异常和非整倍体异常两大类。,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,一、染色体数量异常疾病121-三体综合征,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,一、染色体数量异常疾病218-三体综合征（爱德华综合征）18三体综合症的产生多由母亲卵母细胞减数分裂时发生的18号染色体不分离所致。,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,一、染色体数量异常疾病313-三体综合征（帕陶综合征）:13三体综合症在新生儿中统计的发病率差异较大，约为 1210001/5000。,上

23、一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,（二）性综合征X染色体或Y染色体在数目或结构上发生异常可导致性染色体病的发生。1性发育不全（Turner syndrome，Turner 综合症）Turner syndrome的发病率约为150001/2500。该综合症最主要的症状：身材矮小，多数身高在120140cm；后发际低，可有颈蹼，两肘关节外翻，皮肤常有色素痣，智力可正常或低下；,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,2X-三体综合征和多X体综合征X-三体综合征又称XXX染色体综合征，这是一种女性常见的性染色体异常，新生儿约为发病率约为1/1000左右。3先天性睾

24、丸发育不全综合征(Klinefelter综合征)Klinefelter综合征是男性不育最常见的原因之一,本病发病率约为1.3/1000。本综合症的临床特征：患者出生时与儿童时期为正常男孩表型，无明显的临床症状，青春期后出现症状，外表男性，具有男性生殖器，但阴茎小；,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,二、染色体结构异常疾病（一）部分三体综合征部分三体是指某条染色体的某一片段的重复。多数将因基因失平衡而导致胚胎死亡。14q部分三体综合征 24P部分三体综合征39P部分三体综合征420p部分三体综合征,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,（二）部分单体综合征

25、部分单体是指某对染色体之一发生长臂或断臂的部分丢失，或长、短臂部分同时发生缺失形成环形染色体。14P部分单体综合征 25P部分单体综合征 又称为猫叫综合征，,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,三、染色体不稳定综合症（一）范科尼贫血（二）毛细血管扩张性共济失调症（三）Bloom综合征,上一页,下一页,返回,第四节 常见遗传性疾病的实验诊断,四、基因突变遗传病（一）血友病 血友病（hemophilia）是一种X连锁的隐形遗传疾病，同时也是一组遗传性因子VIII和IX基因缺陷（突变、缺失、插入等）导致激活凝血酶原酶的功能发生障碍所引起的出血性疾病。（二）血红蛋白病由于珠蛋白基因结构和表达的异常，珠蛋白合成发生缺陷所导致的血红蛋白分子病习惯上分为两类，一类是由于珠蛋白的分子结构异常，称为异常血红蛋白病；另一类是由于珠蛋白链合成速率降低，由此产生的疾病称为珠蛋白生成障碍贫血。,上一页,下一页,返回,思考题,上一页,下一页,返回,1：什么叫遗传性疾病和产前诊断？,2：采集胎儿细胞的方有哪些？,3：什么是羊膜腔穿刺术？,5：常用的分子生物学技术有那些？,7：常染色体综合症和性染色体疾病有那些？,6：什么是荧光原位杂交技术？,4：染色体显带技术显带技术主要分为那两大类？,