【人类遗传病课件】医学遗传学 (67p)

医学遗传学,绪 论,本章节主要内容,遗传病的概念 遗传病的特点 遗传病的分类 医学遗传学的发展简史,人的健康与疾病涉及到“环境与遗传”,由环境因素直接导致的疾病 传染性疾病（如禽流感、SARS） 、外伤等,由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病,脊柱裂,如：蚕豆病 Gene 突变 葡萄糖-6-磷酸脱氢 酶缺乏 进食蚕豆后，使患儿发生 溶血性贫血。发热、头晕、烦躁、恶 心，一般发作26天后能自行恢复， 但重者若不及时抢救，会因循环衰竭 危及生命。 乙酰苯胺、磺胺、伯氨基喹啉、樟 脑均可诱发此病。,基本由遗传因素决定发病 环境因素起诱导作用,由遗传因素直接导致的疾病,并指,Down综合征,白化病,一般而言，遗传因素参与引起的疾病称为遗传病（genetic disease） 以人类遗传病作为研究对象的学科称为医学遗传学（medical genetics）,医学遗传学（medical genetics） 是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传至子代的传递特点和规律、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。,第一节 遗传病概述,一、遗传病的概念及特点 * 遗传病 Genetic Disease： 是指其发生需要有一定的遗传基础，并通过这种遗传基础按一定的方式传于后代而发育形成的疾病，称为遗传病。,二、遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,1903年Farabee报道的 一个美国家族的短指（趾）症系谱,遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,苯丙酮尿症,遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,脊髓小脑性共济失调型的系谱,遗传病的特点 （一）遗传病的传播方式 （二）遗传病的数量分布 （三）遗传病的先天性 （四）遗传病的家族性 （五）遗传病的传染性,人类朊蛋白疾病（human prion diseases） 遗传性、传染性疾病 如:疯牛病、克雅综合征等,症状：神经错乱、痴呆、不久死亡。,三、人类遗传病的分类： （一）单基因病 （二）多基因病 （三）染色体病 （四）体细胞遗传病 （五）线粒体遗传病,X连锁显性(XD)遗传 抗VD佝偻病,X连锁隐性(XR)遗传 红绿色盲,Y连锁遗传 外耳道多毛症,性染色体病,常染色体显性(AD)遗传并指、多指症,常染色体隐性(AR)遗传先天聋哑,（一）单基因病,常染色体病,（二）多基因病,多基因病是有一定家族史、但没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征的一类疾病。 一些常见的疾病或畸形，如；高血压、糖尿病、冠心病、精神分裂症、唇裂、无脑儿、脊柱裂、等。 多基因病往往有复杂的病因，既涉及遗传基础，又需要环境因素的作用而发病，也称为多因子病(multifactorial disease，MF)。,唇裂 无 脑 儿,（三）染色体病,染色体数目或结构的改变往往涉及到许多基因，常表现为复杂的综合征(syndrome)。,由于染色体数目或结构的改变而导致的疾病称为染色体病(chromosome disease)。,数目异常: 常染色体病21三体综合征 性染色体病Turner综合征 结构异常: 常染色体病5p-，猫叫综合征 性染色体病脆性X染色体综合征 （Xq27-28),21三体综合征,部分单体综合征： 5p-综合征 （猫叫综合症）,似猫叫样哭声、特殊面容、 圆脸、眼距宽,（四）体细胞遗传病,人的体细胞中遗传物质改变而导致的疾病，称为体细胞遗传病(somatic cell genetic diseases) 包括肿瘤和白血病、自身免疫缺陷病以及衰老等。 （五）线粒体遗传病 由线粒体DNA缺陷引起的疾病，包括Leber遗传性视神经病等。,在线人类孟德尔遗传,人类孟德尔遗传 ( Victor Mckusick)是医学遗传学最权威的百科全书和数据库。誉为医学遗传界的“圣经” 它包括所有已知的遗传病的临床特征、诊断、治疗、预防，以及基因的连锁关系、染色体定位、组成结构和功能 自1966年初版以来，不断再版，至1998年已出第12版。 共搜集单基因遗传的性状和疾病，已达14000多种，包括数千种比较严重的疾病。其中已经确认与特定疾病相关的基因约一千多个。 在线网址：/omim,1865, Mendel G,医学遗传学的发展简史,遗传学基本定律,分离律 自由组合律 连锁互换律,分离定律,自由组合律,连锁与互换律 果蝇杂交实验-完全连锁,果蝇杂交实验-不完全连锁互换,医学遗传学分科及发展简史,现代科学的迅猛发展，新概念、新技术的不断引进，医学遗传学发展十分迅速，从群体个体细胞分子水平。同时向基础及临床许多学科渗透，进而形成了许多与之密切相关的其它遗传学分支，包括：,1949, Pauling L,1956, Ingram VM 6GluVal,1902, Garrod AE 先天性代谢病, 尿黑酸尿症, 镰刀型红细胞贫血症 分子病,生化遗传学,在此基础上建立和发展了生化遗传学。就是应用生化的方法研究遗传病的蛋白、酶的变化以及核酸的相应改变。,1923, Painter TS 2n = 48; XX, XY,1956, Tjio JH 2n = 46,1959, Lejune J Downs (21),Ford CE Turner (XO) Jacob PA Klinefelter (XXY),细胞遗传学,细胞遗传学是研究人类染色体的数目、结构异常与疾病的关系。,1944, Avery OT, et al DNA,Avery OT,MacLeod CM,McCarty M,分子遗传学 Molecular genetics,1953, Watson JD & Crick FHC DNA 双螺旋结构,分子遗传学 Molecular genetics,1968年，获得诺贝尔医学与生理学奖,“for their interpretation of the genetic code and its function in protein synthesis“,Holley RW,Khorana HG,Nirenberg MW,1967, Holley RW, et al 遗传密码,1978年，荣获诺贝尔医学与生理学奖,Arber W,Nathans D,Smith H,“for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics“,1968, Arber W, et al 限制性核酸内切酶,The Nobel Prize in Chemistry 1980,Sanger F,“for their contributions concerning the deter-mination of base sequences in nucleic acids“,1977, Sanger F 双脱氧测序技术,1993年，获得诺贝尔化学奖。,Mullis F,“for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method“,1985, Mullis K 多聚酶链反应（PCR),PCR,PCR是模拟体内DNA复制条件，应用DNA聚合酶反应，特异性扩增某一DNA片段的技术。,PCR产物电泳图片,1908, Hardy-Weinberg 遗传平衡定律,1954, Neel JV, et al 遗传流行病学,群体遗传学 Population genetics,以群体为研究对象，研究群体中的遗传结构及变化规律，如遗传病的种类、发病率、基因频率、携带者频率，以控制遗传病在群体中的播散。,我国主要单基因病患病率,肿瘤遗传学 Cancer genetics,应用遗传学的基本原理、方法，研究肿瘤发生的遗传基础。 遗传学家与肿瘤学家们从细胞遗传学、分子遗传学、免疫遗传学等不同角度探讨肿瘤的发生、发展，阐明肿瘤发生机理，为诊断、治疗以及预防提供依据。,行为遗传学 Behavior genetics,从低等生物高等生物人类的行为是什么决定的？如何决定的？这是行为遗传学将要阐述的问题。 60年代，人们倾向于行为是由环境决定的观点。 70年代，认为行为是遗传因素和环境因素共同作用的结果。 80年代以后，N生物学、分子生物学的理论方法进展，推动了行为遗传学的发展，对行为提出科学、辨证的观点，行为是N元及其由N元所构成的回路对外界刺激的综合性反应。不难看出遗传及环境与行为形成的辨证关系。,目前研究进展,人们对人类病理行为的研究取得了很大进展，定位和克隆了一些行为基因，如害羞基因、癫痫发作基因、自杀基因、同性恋基因、酗酒基因等。,临床遗传学 Clinical genetics,研究临床各种遗传病的诊断、产前诊断、预防、遗传咨询以及治疗。 例如：一院儿科 李秀玲教授- Down综合征，细胞遗传学诊断。 二院 儿保科 武盈玉 教授-DMD、血友病、性别异常 遗传教研室 金春莲教授-DMD、血友病、性别异常，分子遗传学诊断，无创性产前诊断。 Down综合征 -FISH诊断。,医学遗传学研究热点及 医学生为什么要学习医学遗传学,医学遗传学研究热点,1、人类基因组学 2、复杂疾病的基因定位、克隆 3、肿瘤病因学研究 4、遗传病的基因诊断 5、遗传病的基因治疗,1、人类基因组学,人类基因组学的研究，将阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，破译DNA序列中蕴藏的全部信息，揭示人体生理和病理过程的分子基础，并逐步认识生命的衰老以及死亡的本质，为人类疾病的预防、诊断和治疗提供最为合理和有效的方法和途径。理论上讲人类可活？岁，至少？岁。,人类基因组计划简史,1985年 美国科学家提出对人类基因组进行测序的问题。 1988 美国建立研究机构-命名人类基因组研究国家中心（NCHGR） J .Watson 为主任，得到国会支持。,1990年正式启动，预期投资30亿美元 该计划由国际人类基因组测序协作组（IHGSC）来完成。 IHGSC是由美国（54%）、英国（33%）、日本（7%）、法国（2.8%）、德国（2.2%）、中国（1%）6个国家20个研究所的科学家组成的开放性国际协作组织，全球2800余名科学家参加了IHGSC的工作。 我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。,1990年启动的人类基因组计划经过多国科学家的10年努力，于2001年“大功告成” 2001年2月15日出版的英国nature杂志和2001年2月16日出版的美国science杂志，分别正式公布了人类基因组计划和塞莱拉遗传公司的人类基因组全序列数据，人类基因组草图诞生了,最新分析结果 ： 基因组序列共包含285亿个核苷酸，它近乎完整，涵盖了99以上的常染色质基因组序列；准确率为99999，误差小于1/10万分之一的精确版人类基因组图谱，也就是说误差率只有1个bp10万个bp，比最初制订的目标精确了10倍。而且还进一步纠正了蛋白编码基因的数量，仅为2万25万个，而非原先估计的3万35万个。,目前的研究结果显示，人类基因组有19599个已经获得确定的蛋白编码基因，另外还有2188段可能为蛋白编码基因的DNA序列。 人类基因重复片段高达5