疾病基因组学PPT课件

疾 病 基 因 组 学 1 医学相关问题 结构基因组学 功能基因组学 蛋白质组学 基因组计划的应用 2 v疾病基因组学 疾病的分子机制 疾病的分子诊断 疾病的分子治疗 3 疾病的分子机制 病原、病理和预后 疾病的易感性 遗传与环境的影响 4 分子诊断：疾病的预测 ,药物耐受性， 疾病的分型。 5 分子治疗：药物靶 , 基因治疗 6 v分子诊断 病原体检测 疾病相关基因的鉴定、克隆 药物的敏感性、耐受性 v分子治疗 药物基因组学 基因靶标与药物开发 个性化治疗 7 分子诊断技术 -病原体检测 v病原体 ：引起疾病的微生物和寄生虫的 统称 寄生性生物 病毒、衣原体、立克次氏体、支原体、细 菌、螺旋体、真菌、寄生虫 正常微生物群、条件致病微生物 Ignaz Semmelweis 8 vIgnaz Semmelweis 18181865 匈牙利医学家 母亲的救星 发现了 产褥热 的病因，并采 用防腐剂进行预防，取得显 著效果 产褥热 主要病原菌：葡萄球 菌，链球菌，大肠杆菌，肺 炎双球菌 9 v感染人的微生物超过 400种，人一生可能 受到 150种以上的病原体感染 v口、鼻、咽、消化道、泌尿生殖道、皮 肤 v自身免疫力 v病原体致病性的强弱 v侵入数量 10 大肠杆菌 11 . 禽流感病毒 (H5N1)avian influenza A virus 单链 RNA病毒 8节段 -ssRNA 血凝素（ HA） 神经氨酸酶（ N) 12 人类免疫缺陷病毒 (HIV) （ human Immunodeficiency virus ） 逆转录病毒（单链 RNA病毒） RNA 13 乙型肝炎病毒（ HBV） 聚合酶 HBsAg HBcAg 开环部分双链 DNA病毒 14 乙型肝炎流行病学 HBsAg Epidemicity 8% and above = High 2% - 8% = Intermediate Below 2% = Low 15 v乙肝病毒分型及 YMDD突变临床检测 乙型病毒肝炎 -由乙型肝炎病毒所引起的肝脏炎 型损害，全球约有 3.5亿乙肝病毒携带者，我国有 60 的人群感染过乙肝病毒（ HBV），其中乙肝 病毒携带者占总人口的 10 HBV 10个亚型 国际公认的慢性乙肝抗病毒治疗药物：干扰素和 核苷类药物，拉米夫定 16 YMDD突变 v Met-ATG YMDD v Val-GTG YVDD v Ile-ATT v ATC YIDD v ATA 突变 影响了与拉米夫定的结合，造成 HBV对拉 米夫定敏感性下降。 17 拉米夫定治疗 HBV感染 治疗过程与 YMDD变异关系 治疗过程 研究例数（ 例） 无变异 （ YMDD） 变异 治疗前 139 106（ 76%） 33（ 24%） 9个月 37 33（ 89%） 4（ 11%） 12个月 37 25（ 67.5%） 12（ 32.4%） 18个月 16 7（ 43.7%） 9（ 56.3%） 24个月 12 4（ 33.3%） 8（ 66.7%） 引自 J Virol. Metods 1999； 83： 181-18718 v基因多位点检测 系统检测出野生毒株中共存 的低滴定度 拉米夫定耐药病毒株 v及时改变用药 -阿地福韦 ，减少有耐药性的病 毒株引起症状恶化 19 人类疾病大致分为三类： （一）单基因病 （二）多基因病 （三）获得性基因病 基因病：以基因组学为基础，从疾病 和健康的角度考虑，人类疾 病大多直接或间接地与基因 相关。 分子诊断技术 -疾病相关基因的鉴定 20 疾病相关基因的鉴定与克隆 （一）检测人类基因变异或突变 （二）疾病时基因组差异表达分析 （三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆 21 v取受检者血液、口腔黏膜或其它细胞样品 v提取 DNA、 PCR扩增待测基因片段 v确定待测基因的基因型 基因测序 SNP分型 凝胶电泳 v预测相应疾病的患病风险，分析不同药物体 内代谢强弱 22 23 （一）检测人类基因变异或突变 单链构象多态性 (SSCP) 限制性片段长度多态性 (RFLP) 变性梯度电泳 (DGGE) 单核苷酸多态性（ SNPs） 24 等位型 1 等位型 2 单核苷酸多态性 （ single nucleotide polymorphism, SNP） 在人类两个个体之间大约每 500 1000bp 就有一个碱基差异，如果一个碱基位置发生的 变异在 0.1以上的人群存在，这个位点就被 定义为 SNP位点。 25 寡核苷酸杂交分析 SNP和等位基因特异 寡核苷酸杂交 26 （二）疾病时基因组差异表达分析 某一疾病或综合征基因组与正常 基因组表达差异的比较。 27 DNA芯片检测的差异表达谱 28 （三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆 疾病基因定位： 染色体原位杂交、染色体畸形分析、连锁分析 疾病相关基因的克隆： 已掌握疾病相关基因或及其产物的确切信息 已掌握与疾病可能相关的基因预测资料 对疾病相关基因毫无所知 29 疾病相关基因克隆策略： 功能基因克隆 候选基因克隆 定位基因克隆 定位 -候选基因克隆 30 v通过基因易感性的分析，确认特定疾病的好 发性人群，对该人群进行生活或饮食方式的 干预，促进其健康。 v通过对药物代谢相关基因的 SNP检测，阐明 不同患者间药物代谢及药效差别的遗传基础 ，根据不同患者的遗传背景施以优化治疗方 案 v美国：药物副作用而入院的患者达 200万人， 因药物副作用而死亡的人数达 10万 人，占死 亡原因的第 4位 31 v心脑血管 疾病相关易感基因位点检测 高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率， 发病率和死亡率高居首位， 36% 早预防、早发现、早治疗才是防止心血管疾病 的关键 32 基因名称 基因型态 与疾病的相关性 血管紧张素转 换酶 DD型 双 链 缺失 增加心肌梗塞和缺血性脑卒中的患病几率，造成原发 性高血压的危险因素。 D型 单链 缺失 增加心肌梗塞和缺血性脑卒中的患病几率。 血管紧张素原 TT 增加原发性高血压和冠心病的发病几率， TT并且能够 进一步增加 ACE的 DD基因型携带者发生脑梗死的 危险性。 TM 增加原发性高血压和冠心病的发病几率。 载脂蛋白 E E2/E2 容易形成高血脂，也更可能患动脉粥样硬化等与高血 脂相关的疾病。 E4/E4 可以大大提高血浆胆固醇水平增加患老年痴呆的几率 。 第五因子 AA 携带者患静脉血栓的概率高。 AG 增加携带者患血栓病的发病几率。 脂蛋白脂酶 G280A突变中的 AA 基因型 患动脉粥样硬化的几率升高。 A1127G突变中的 GG基因型 患高脂血症的风险增加。 33 心脑血管疾病遗传易感性多基因检测内容 1、 胆固醇代 谢 能力 2、 抗氧化能力 3、 动 脉粥 样 硬化 4、 房 颤 5、 肥厚性心肌病 6、 冠心病 7、 老年性痴呆症 8、 脑 梗塞 9、 脑 溢血 10、 深静脉血栓 11、 心肌梗塞 12、 原 发 性高血 压 34 个体化营养指导多基因检测内容 1、 对 抗自由基 2、 过 敏反 应 3、黄曲霉素代 谢 能力 4、降 压饮 食 5、酒精代 谢 能力 6、 铅 中毒 7、吸烟 损伤 8、 维 生素 D利用能力 9、叶酸、 维 生素 B、 B12 10、 饮 酒 损伤 11、紫外 线损伤 35 肿瘤遗传易感性多基因检测内容 1、 DNA损伤 修复能力 2、 毒物激活能力 3、 毒物代 谢 能力 4、鼻咽癌 5、大 肠 癌 6、肺癌 7、肝癌 8、甲状腺癌 9、膀胱癌 10、 肾 癌 11、食管癌 12、胃癌 13、胰腺癌 14、前列腺癌 36 代谢与免疫相关疾病遗传易感性多基 因检测内容 1、低密度脂蛋白代 谢 能力 2、 钙 磷代 谢调节 能力 3、免疫 调 控 4、胰 岛 素抵抗 5、炎症反 应 6、能量代 谢 7、 型糖尿病 8、 单纯 性肥胖 9、多 发 性硬化 10、高同型半胱氨酸血症 11、高脂血症 12、骨 质 疏松 13、 类风 湿性关 节 炎 14、 贫 血 15、 强 直性脊柱炎 16、全身炎症反 应综 合征 17、支气管哮喘 18、脂肪肝 37 个体化用药指导 多基因检测内容 1、氨甲 酰 氮草 2、苯妥英 3、丙戊酸 4、 铂类 化 疗药 物 5、二 氢氯噻 6、氟尿 嘧啶 7、磺胺 类药 物 8、甲氨蝶呤 9、甲氧 苄 氨 嘧啶 10、咖啡因 类药 物 11、 泼 尼松 12、四 氢 氨基丫 啶 13、消胆胺 14、硝酸甘油 15、 盐 酸西布曲明 16、异烟 肼 38 基因组学与肿瘤病因学 致癌因子引起 DNA损伤，可引起突变， 如果关键基因功能改变，导致细胞异常 增殖而发生肿瘤。 39 鉴定隐性癌基因（肿瘤抑制基因 anti-oncogenes ）和显性癌基因 oncogenes Oncogenes： 编码的产物与细胞的肿瘤性转化有关的基因 。它以显性的方式作用，对细胞生长起阳性作用，并促进细胞 转化。它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究 anti-oncogenes： 抑制细胞增殖和肿瘤发生的作用。许多 肿瘤中发现抑癌基因的两个等位基因缺失或失活，失去细胞增 生的阴性调节因素，从而对肿瘤细胞的转化和异常增生起作用 。隐性作用性质 抑癌基因失活与癌基因活化 制图策略，鉴定标志物 40 肿瘤基因组解剖工程， 基因重排常导致癌基因失活 / 41 42 v分子诊断 -临床诊断领域发展的热点，发展速 度最快的市场 2010年，全球体外诊断规模逾 400亿美元；中国 体外诊断市场 150亿人民币 2014年，全球的体外诊断市场规模预计达 500亿 美元，中国的体外诊断市场达到 350亿元 美国、欧洲、日本占据大部分的市场份额 2009年，分子诊断占体外诊断的 9.6%左右 全球分子诊断发展速度达到 10%；中国达 20%， 43 v 分子诊断的应用 临床各科的诊断：肿瘤、感染、遗传， 74% 体检中心 技术服务中心 第三方检测机构 微生物的快速检测市场 v 2004年，集中在传染病诊断、移植分子配型 v 2008年，肿瘤敏感性检测、遗传病筛查与诊断 v 2012年，肿瘤个性化治疗、昂贵药物治疗监测、药 物代谢基因组学等 v 未来的发展趋势： POC检测、法医、人群健康筛查与 体检、重大疾病预警与诊断、公众分子基因档案建立 44 v全球约有