遗传学---第7章-多基因遗传病

1、1 Chapter 7 多基因遗传病 polygenic disorders 2 遗传病的分类及发病率遗传病的分类及发病率 分分 类类发病率（）发病率（） 基因病基因病 单基因病单基因病2.5 常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病0.9 常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病1.3 性连锁遗传病性连锁遗传病0.3 多基因病多基因病18.0 染色体病染色体病0.54 常染色体异常常染色体异常0.36 性染色体异常性染色体异常0.18 3 4 5 6 7 z患病率高，患病率高，1%-10%； z有一定遗传基础，表有一定遗传基础，表 现出现出家族聚集家族聚集； z系谱系谱不符合单基因遗不符合单基因遗

2、传规律传规律； 多基因病的特点多基因病的特点 疾病的发生取决于疾病的发生取决于两对两对 以上等位基因以上等位基因，同时还，同时还 与与环境因素环境因素有关，故又有关，故又 称为称为多因子病多因子病。 8 Outline 第第1节：节：多基因遗传的定义和特点多基因遗传的定义和特点 第第2节：节：多基因遗传病多基因遗传病 第一节 多基因遗传的定义和特点 z多基因遗传的定义多基因遗传的定义 z多基因遗传的特点多基因遗传的特点 10 定义定义 遗传性状的形遗传性状的形 成由微效基因成由微效基因 的累积效应导的累积效应导 致，同时受环致，同时受环 境因素的作用境因素的作用 minor gene:控制数量

3、性状控制数量性状 的每对等位基因对遗传性的每对等位基因对遗传性 状的影响作用状的影响作用微小微小。 additive effect:微效基因的微效基因的 作用作用累加累加起来可形成明显起来可形成明显 的表型效应。的表型效应。 11 多基因假说多基因假说 微效性微效性非显隐性非显隐性累加性累加性敏感性敏感性 12 多基因性状受一系列微效基因多基因性状受一系列微效基因(minor gene)的控制。的控制。 13 多基因之间通常不存在显隐性关系。多基因之间通常不存在显隐性关系。-共显性共显性 ABCABC 增高基因：使人增高基因：使人 的身高在平均值的身高在平均值 的基础上增加的基础上增加 5cm

4、。 减高基因：使人减高基因：使人 的身高在平均值的身高在平均值 的基础上减少的基础上减少 5cm。 14 多基因的效应微小，彼此间的作用可以累加。多基因的效应微小，彼此间的作用可以累加。 15 多基因对外界环境的变化比较敏感。多基因对外界环境的变化比较敏感。 zz田间地头，粪堆旁的植株生长旺盛；田间地头，粪堆旁的植株生长旺盛； zz沿海一带，男性身高平均沿海一带，男性身高平均1.75m； zz青年一代身高比老年一代高青年一代身高比老年一代高5cm左右。左右。 16 特特 点点 阐述阐述数量性状数量性状与与质量性状质量性状的概念和特点的概念和特点 以身高为例，讲述以身高为例，讲述数量遗传数量遗传

5、的特点。的特点。 17 1.质量性状质量性状(qualitative character)：为单基因遗传为单基因遗传 的性状。的性状。 数量性状与质量性状 受控于受控于一对一对等位基因；等位基因； 性状之间性状之间有明显界限有明显界限； 没有过渡类型没有过渡类型。 18 2.数量性状数量性状(quantitative character):为多基因遗传的为多基因遗传的 性状。性状。 受控于受控于多对多对等位基因等位基因 性状之间性状之间没有有明显界限没有有明显界限 有过渡类型有过渡类型且占大多数且占大多数 19 3.质量性状与数量性状变异分布的差异质量性状与数量性状变异分布的差异 数量性状在一

6、个群体中的数量性状在一个群体中的呈连续的正态分布。呈连续的正态分布。 如人的身高如人的身高。 质量性状的变异呈质量性状的变异呈“全或无全或无”的不连续分布。的不连续分布。 如白化病。如白化病。 AA和和Aa aa 20 数量性状的多基因遗传 21 多对微效多对微效 基因控制基因控制 基因遗传遵循分基因遗传遵循分 离律自由组合律离律自由组合律 配子间随机结配子间随机结 合合 特点特点( (以身高为例以身高为例) ) 22 由多对微效基因控制：如人的身高有由多对微效基因控制：如人的身高有3对基因对基因 AA、BB、CC控制。控制。 ABCABC 增高基因：使人增高基因：使人 的身高在平均值的身高在

7、平均值 的基础上增加的基础上增加 5cm。 减高基因：使人减高基因：使人 的身高在平均值的身高在平均值 的基础上减少的基础上减少 5cm。 23 AABBCC (195cm) AABBCC (135cm) 产生几种配子？ 24 微效基因之间遵循分离律和自由组合律。微效基因之间遵循分离律和自由组合律。 ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC AA BB CC 25 配子间随机结合使大部分个体为中间性状配子间随机结合使大部分个体为中间性状 ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 26 特

8、点特点 两个极端变异的个两个极端变异的个 体杂交后，子一代是体杂交后，子一代是 中间类型，也有一定中间类型，也有一定 范围的变异。范围的变异。 两个中间类型的个两个中间类型的个 体杂交后，子一代是体杂交后，子一代是 中间类型，变异呈正中间类型，变异呈正 态分布。态分布。 随机杂交的群体中随机杂交的群体中 ，变异范围广，但大，变异范围广，但大 部分是中间类型。部分是中间类型。 back 第二节 多基因遗传病 z易患性与阈值易患性与阈值 z遗传率遗传率 z多基因病的遗传特点多基因病的遗传特点 z多基因遗传病再发风险的估计多基因遗传病再发风险的估计 28 易患性与易感性易患性与易感性 易感性易感性(

9、susceptibility)： 由由遗传因素遗传因素(微效基因微效基因) 决定发生某种多基因病决定发生某种多基因病 的的可能性可能性。 易患性易患性(liability)：由由遗遗 传基础和环境因素共同传基础和环境因素共同 决定发生某种多基因病决定发生某种多基因病 的的可能性可能性。 29 易患性分布：易患性分布：连续的正态分布连续的正态分布 30 阈值阈值(threshold) 阈值是易患性曲线上的阈值是易患性曲线上的 某个点，代表多基因病发某个点，代表多基因病发 生需要的最小的生需要的最小的易患性易患性； 在环境因素相同的前提在环境因素相同的前提 下，阈值代表发病所需的下，阈值代表发病所

10、需的 最小的最小的易感性易感性； 在环境因素相同的前提在环境因素相同的前提 下，阈值代表发病所需的下，阈值代表发病所需的 最少的最少的微效基因数量微效基因数量； 31 易患性的估计易患性的估计 个体个体群体群体 无法测量，只能根无法测量，只能根 据子女的发病情况据子女的发病情况 作粗略估计作粗略估计 利用群体资料利用群体资料( (群群 体发病率体发病率) )来估计来估计 32 利用正态分布曲线中利用正态分布曲线中 平均值平均值()与标准差与标准差() 的关系，根据群体发的关系，根据群体发 病率进行推算。病率进行推算。 群体易患性的估计方法 33 : 占 总 面 积 的占 总 面 积 的 68.

11、28%;余占余占31.72%，右，右 侧占侧占15.86%。 2 : 占 总 面 积 的占 总 面 积 的 95.46%；余占；余占4.54%， 群体患病率群体患病率2.27%。 3 : 占 总 面 积 的占 总 面 积 的 99.73%；余占；余占0.27%， 右侧占右侧占0.135%. 34 35 遗 传 率 v遗传率的概念遗传率的概念 v遗传率的计算方法遗传率的计算方法 v遗传率的应用遗传率的应用 36 遗传率的概念 heritability，h2或或H：在数量性状形成的过在数量性状形成的过 程中，遗传因素的程中，遗传因素的重要程度重要程度。 37 H=7080%H=3040% H=0%

12、 H=100% back 38 遗传率的计算 Falconer公式公式 Holgiger公式公式 39 Falconer公式公式 一级亲属一级亲属 发病率法发病率法 机理机理 疾病的遗传率疾病的遗传率越大越大， 一级亲属发病率一级亲属发病率越高越高 40 r b h 2 回归系数回归系数 亲缘系数亲缘系数 41 r b h 2 回归系数回归系数 亲缘系数亲缘系数 42 回回 归归 系系 数数 一个变量一个变量(y)随另一随另一 个变量个变量(x)有规律的有规律的 变化变化。 回 归 系 数 一个变量变动一个单一个变量变动一个单 位时，另一个变量相位时，另一个变量相 应变动的平均应变动的平均单位

13、数单位数 43 g rg a XX b 44 回归系数回归系数 亲属系数亲属系数 g rg a XX b r b h 2 45 Exercise 群体发病率已知群体发病率已知 群体发病率未知群体发病率未知 46 先天性房间隔缺损的群体发病率为先天性房间隔缺损的群体发病率为1/1000，100名先证者名先证者 的家系调查，的家系调查，669名患者一级亲属中有名患者一级亲属中有22人发病，发病人发病，发病 率为率为3.3%，求，求h2。 r b h 2求求b g rg a XX b 求求XgXrag 查表查表 47 已知已知：qg=0.1%； qr=3.3% 查表查表: Falconer表表 qg

14、=0.1%，查表得：，查表得：Xg=3.090；ag=3.367 qr=3.3%，查表得：，查表得：Xr=1.838； g rg a XX b 48 代入公式求回归系数：代入公式求回归系数： 求求h2 则：则： 即遗传率为即遗传率为74.4%。 0.372 3.367 1.8383.090 a XX b g rg 0.744 2 1 0.372 r b h 2 49 c rcc a XXP b )( Xc:对照组易患性平均值与阈对照组易患性平均值与阈 值的距离；值的距离； ac:对照组易患性平均值与患对照组易患性平均值与患 者易患性平均值的距离；者易患性平均值的距离； Pc:对照组亲属不发病率

15、对照组亲属不发病率 Xg、 、ag不 不 能用了能用了 50 江苏启东肝癌调查，肝癌患者江苏启东肝癌调查，肝癌患者6591名一级亲属中有名一级亲属中有359 人发病，发病率为人发病，发病率为5.45%(qr)，正常对照组的，正常对照组的5227名一级名一级 亲属中有肝癌患者亲属中有肝癌患者54人，发病率为人，发病率为1.03%(qc)。求。求h2。 r b h 2 求求b 求求XcXrac 查表查表 c rcc a XXP b )( 51 已知已知 患者一级亲属发病率患者一级亲属发病率qr=5.45% 对照组一级亲属发病率对照组一级亲属发病率qc=1.03% Pc=1qc=10.0103=0.

16、9897；(公式中用公式中用Pc) 查表：查表：Xc= 2.315；ac=2.655；Xr= 1.607 52 代入公式求回归系数：代入公式求回归系数： 求求h2 即肝癌发生的遗传率为即肝癌发生的遗传率为55.3%。 Pc(XcXr) ac 0.9897(2.3151.607) 2.655 b=0.2654 b r 0.2654 1/2 h2=0.553 53 DZ DZMZ C CC h 100 2 CMZ:同卵双生子同患病率；同卵双生子同患病率；CDZ:异卵双生子同患病率异卵双生子同患病率 Holgiger公式公式 双生子法双生子法机理机理 疾病的疾病的h2越高越高，同卵双生，同卵双生 子

17、的同患病率与异卵双生子的同患病率与异卵双生 子的同患病率差距子的同患病率差距越大越大。 54 躁狂抑郁性精神病的调查：躁狂抑郁性精神病的调查：15对对一卵双生子一卵双生子中同患病中同患病 的有的有10对，对，同病率为同病率为67%；40对对二卵双生子二卵双生子同患病的同患病的 有有2对，对，同病率为同病率为5%；计算；计算h2。 %6565. 0 5100 567 100 2 DZ DZMZ C CC h 55 比 较 Falconer公式公式Holgiger公式公式 公式复杂但调查公式复杂但调查 容易容易 公式简单但调查公式简单但调查 容易难容易难 back 56 遗传率的应用 用用潍坊人群

18、潍坊人群的一级的一级 亲属发病率算出的高亲属发病率算出的高 血压遗传率为血压遗传率为60%， 能用于能用于淄博人群淄博人群吗？吗？ 遗传率由遗传率由特定人群特定人群的的 发病率估算所得，不发病率估算所得，不 适宜用到其他群体。适宜用到其他群体。 57 高血压高血压h2=50%，是说是说 明明一个高血压患者一个高血压患者发病发病 一半是环境因素，一半一半是环境因素，一半 是遗传因素吗？是遗传因素吗？ 遗传率是遗传率是群体群体 统计量统计量，不适，不适 宜用到个体。宜用到个体。 何何 意意 导致高血压发病的导致高血压发病的总变总变 异异中遗传变异和环境变中遗传变异和环境变 异各占异各占50%。 b

19、ack 58 常常 见见 亲属级别亲属级别 种族差异种族差异 近亲婚配近亲婚配 亲缘系数亲缘系数 家族聚集家族聚集 遗传 特点 back 59 发病风险的估计 z亲属级别和遗传亲属级别和遗传率率 z亲属中受累人数亲属中受累人数 z亲属疾病严重程度亲属疾病严重程度 z性别差异的影响性别差异的影响 60 亲属级别和遗传率亲属级别和遗传率 h2=7080%，qg=0.11% 公式法公式法 gr qq 患者一级亲患者一级亲 属发病率属发病率 群体发病率群体发病率 条条 件件 61 一唇腭裂患者来咨询其一唇腭裂患者来咨询其 子女的再发风险。子女的再发风险。 qg=0.17% h2=76% 4.1%0.041 1000 1.7 qq gr 62 群体患病率群体患病率 一级亲属患病率一级亲属患病率 遗传率遗传率 查表法查表法 z无脑儿和脊柱裂：无脑儿和脊柱裂： qg=0.38%，h2=60%, 求求 qr。4% back 63 亲属中受累人数亲属中受累人数 亲属中受累人数亲属中受累人数越多越多 ，子代发病风险，子代发病风险越大越大 原因原因 家族带有阈值以上家族带有阈值