遗传病的诊断与治疗lsy

第17章遗传病的诊断第1页，共68页。由于遗传病的治疗还没有理想的方法，目前临床遗传的重点是如何诊断遗传病，特别是产前诊断，以达到防止有遗传缺陷的患儿出生。遗传病的诊断是一项复杂的工作，需要多学科的配合。第2页，共68页。第一节遗传病的临床诊断普遍性原则遗传学的诊断手段产前诊断、症状前诊断、现症患者诊断第3页，共68页。一、病史采集1.家族史2、婚姻史3.生育史第4页，共68页。二.体格检查围绕遗传病的特征第5页，共68页。三.系谱分析1.系谱的系统性、完整性、可靠性单基因，多基因；显性，隐性；常染色体，性染色体。表现度、外显率、隔代遗传、发病风险。2.注意延迟现象3.新发的基因突变4.显性与隐性的相对性第6页，共68页。四.遗传数据库资源应用第7页，共68页。第二节细胞遗传学检查一.染色体检查：核型分析

标本：外周血、绒毛、羊水、活检组织。

分带：Q-，G-,R-,C-,[荧光原为杂交(FISH)]

分析：数目(单体、多体)、结构（易位、缺失、倒位‥)二、性染色质检查数目和结构第8页，共68页。染色体检查指征：①明显生长发育异常、多发畸形、智力低下者；②多发性流产和不育的夫妇；③已经生有染色体异常患儿的夫妇；④性腺以及外生殖器发育异常者；⑤原发性闭经；⑥35岁以上的高龄孕妇；⑦身材高大，性情粗暴的男性；⑧恶性血液病患者；⑨长期接受X线、电离辐射的人员。染色体检查第9页，共68页。生化检查主要用于生化遗传病的检测。主要针对三方面：1）蛋白、酶活性；2）反应底物、代谢中间产物或终产物的浓度；3）受体的结合能力。例如疑为苯酮尿症患者，可检测血清苯丙氨酸或尿中苯乙酸浓度。第三节生化检查第10页，共68页。常见通过酶活性检测的遗传代谢缺陷病(1)白化病

酪氨酸酶

毛囊精氨酸琥珀酸尿症

精氨酸代琥珀酸裂解酶

红细胞胱硫醚尿症

胱硫醚酶

肝、白细胞、成纤维细胞组氨酸血症

组氨酸酶

指（趾）甲屑同型脱氨酸尿症

胱硫醚合成酶

肝、白细胞、成纤维细胞酮性高甘氨酸血症

丙酰辅酶A羧化酶

肝、白细胞、成纤维细胞枫糖尿病

支链酮酸脱羧酶

肝、白细胞、成纤维细胞苯丙酮尿症

苯丙氨酸羟化酶

肝酪氨酸血症I

对羧苯丙酮酸羟化酶

肝、肾酪氨酸血症

II

酪氨酸氨基转移酶

肝半乳糖血症

半乳糖磷酸尿苷转移酶

红细胞黑朦性痴呆

氨基己糖酶

白细胞高血病

β葡萄糖苷酶

皮肤成纤维细胞疾病名称

检查的酶

材料生物化学检查第11页，共68页。常见通过酶活性检测的遗传代谢缺陷病(2)腺苷脱氨酶缺乏症

腺苷脱氨酶

红细胞糖原贮积病I型

葡萄糖-6-磷酸酶

肠粘膜糖原贮积病II型

α-1,4-葡萄糖苷酶

皮肤成纤维细胞糖原贮积病III型

红细胞脱支酶

红细胞糖原贮积病IV型

支化酶

白细胞、皮肤成纤维细胞糖原贮积病VI型

肝磷酸化酶

白细胞氨酰脯氨酸缺乏症

氨酰脯氨酸酶

白细胞高苯丙氨酸血症

二氢喋啶还原酶

皮肤成纤维细胞瓜氨酸血症

精氨酰琥珀酸合成酶

皮肤成纤维细胞进行性肌营养不良

肌酸磷酸激酶

血清疾病名称

检查的酶

材料生物化学检查第12页，共68页。部分通过血清和尿液检测的遗传代谢缺陷病

疾病名称

血清检测物

尿液检测物精氨酸琥珀酸尿症精氨酸代琥珀酸瓜氨酸血症

瓜氨酸

瓜氨酸胱硫醚尿症

胱硫酸胱氨酸尿症

胱氨酸、赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸胱氨酸病

胱氨酸

胱氨酸、其它氨基酸同型胱氨酸尿症

甲硫氨酸

同型胱氨酸羟脯氨酸血症

羟脯氨酸

羟脯氨酸高甘氨酸血症

甘氨酸及其它有机酸

甘氨酸高赖氨酸血症

赖氨酸

赖氨酸、鸟氨酸、γ-氨基丁酸高脯氨酸血症

脯氨酸

脯氨酸、羟脯氨酸、甘氨酸低磷酸血症

磷酸乙醇胺枫糖尿病

缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸酮衍生物苯丙酮尿症

苯丙氨酸

苯丙酮酸酪氨酸血症

酪氨酸

酪氨酸、苯丙氨酸衍生物组氨酸血症

组氨酸

组氨酸生物化学检查第13页，共68页。第四节基因诊断第14页，共68页。基因表达调控第15页，共68页。基因的表达鉴定DNA水平：基因表达调控：1、DNA甲基化2、组蛋白修饰：乙酰化，磷酸化3、其它第16页，共68页。DNA甲基化导致基因沉默

——基因之“锁”沉默启动子区转录永固牌第17页，共68页。AC转录PolIIACACACACACACMMM疏松开放致密封闭第18页，共68页。Southern：1975年，英国人southern创建，是研究DNA图谱的基本技术第19页，共68页。基因的表达鉴定RNA水平：RT-PCR。

PCR：1985年，

KaryMullis发明了PCR表达谱芯片第20页，共68页。Northernblot

，1977年检测RNA的表达水平

mRNA直接跑胶，转膜，杂交。第21页，共68页。基因的表达鉴定Protein：Western第22页，共68页。第0代遗传标记:1、滴血认亲2、血型分析第23页，共68页。第一代遗传标记：限制性片段长度多态性(restrictionfragmentlengthpolymorphism，缩写RFLP，DNA指纹)：DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大小第24页，共68页。第二代遗传标记：短串联重复序列STR第25页，共68页。第三代遗传标志：单核苷酸多态性（SNP）：第26页，共68页。分子诊断的特点针对直接病因诊断特异性强，灵敏度高适应性强，诊断范围广目的基因是否处于活化状态均可，无组织和发育特异性。在感染性疾病的基因诊断中，可检测正在生长的病原体或潜伏病原体。第27页，共68页。可以是任何有核细胞，包括：1、外周血白细胞、口腔粘膜细胞2、活检标本、石腊包埋的组织块3、沉淀细胞（唾液、痰液、尿液）4、羊水细胞、绒毛细胞、

进入母体循环的胎儿细胞(应用PCR，样本可微量化到一个细胞)分子诊断的材料第28页，共68页。限制性片段长度多态性分析（RFLP）核酸杂交(Southern)

聚合酶链反应(PCR)

DNA测序基因芯片技术其它常用的技术

（1）PCR-RFLP（2）PCR-ASO

（3）PCR-SSCP分子诊断的基本技术第29页，共68页。Southern印迹杂交原理基因组DNADNA片段杂交结果分析酶切探针Southern流程第30页，共68页。SouthernblottingBamHIBamHIα2α1α2

10kb14kbprobeSouthern诊断示例：-地中海贫血第31页，共68页。Southernblottingαα/αααα/α-αα/--α-/----/--

14kb10kb正常缺1缺2缺3缺4Southern诊断结果分析第32页，共68页。RFLP原理RFLP:RestrictionFragmentLengthPolymorphism

限制性片段长度多态性第33页，共68页。Southern-RFLPMstII识别序列MstII1.2kbCCTGAGG

CCTGTGG

probe1.4kbxRFLP诊断:镰状细胞贫血症0.2kb第34页，共68页。1.4kb1.2kb

βΑ/βΑβΑ/βSβS/βS

正常

镰状

镰状贫血Southern-RFLP结果分析第35页，共68页。PCR原理KaryMullispolymerasedNTPs第36页，共68页。镰状细胞贫血(HbS)：第5～7位密码子AAASSSMstⅡ:CCTNAGG

1.2Kb0.2Kb1.40Kb1.20Kb0.20KbA:CCTGAGGAGS:CCTGTGGAGPCR-RFLP第37页，共68页。PCR-ASOASO:allele-specificoligonucleotide,等位特异性的寡核酸探针第38页，共68页。正常人病人正常探针突变探针正常探针：5’－AAGGCTTAGCTTAGCTTTGGACC突变探针：5’－AAGGCTTAGGTTAGCTTTGGACCASO点杂交检测基因突变举例PCR-ASO第39页，共68页。PCR-SSCP原理SSCP:SingleStrandConformationPolymorphism,单链构象多态性第40页，共68页。PCR-SSCP示例第41页，共68页。DNA芯片DNA测序FISH第42页，共68页。FISH原理第43页，共68页。X染色体Y染色体13号染色体18号染色体21号染色体FISH应用示例第44页，共68页。利用FISH技术检测染色体易位利用FISH技术检测21-三体(R)和13(G)染色体FISH应用示例第45页，共68页。分子诊断的限制因素分子诊断方法具有无限广阔的应用前景，随着技术的不断进步和诊断成本的不断降低，临床应用越来越广泛。目前限制分子诊断应用的主要因素有：大部分遗传相关性疾病的致病基因还未明确，特别是多基因疾病和具有遗传异质性的疾病；2.成本较高、周期较长；3.遗传学和分子生物学知识还未得到广泛的普及。第46页，共68页。第18章遗传病的治疗本章主要内容：一般原则，传统方法，基因治疗。第47页，共68页。遗传病治疗的原则遗传病致病的特殊性导致了其治疗方法的困难，因此大多数遗传病至今没有理想的方法，应以预防为主。目前，遗传病的临床治疗只能暂时控制病症的发展，长远效果不理想。遗传病治疗有常规治疗和基因治疗两种。前者一般只能改善其表型，而后者为遗传病治疗带来了新的希望。治疗的原则：1.针对基因突变进行体细胞基因修饰；2.针对基因表达异常进行调控；3.蛋白质功能改善；4.代谢产物控制；5.临床针对症状的治疗措施。第48页，共68页。第一节手术治疗手术修复手术去除器官移植修补、矫正、器官移植。例如，唇裂腭裂的修补；心脏手术，两性生殖器的手术矫形；多囊肾的肾移植；糖尿病的胰岛细胞的移植；地中海贫血的骨髓移植等。第49页，共68页。第二节药物治疗补其所短去其所余螯合剂促排泄剂代谢抑制剂血浆置换或过滤平衡清除法第50页，共68页。第三节饮食治疗禁其所忌控制饮食药物控制吸收早发现，早治疗。第51页，共68页。第四节基因治疗基因治疗(genetherapy)是一种用正常基因导入靶细胞，校正或置换致病基因的治疗方法。第52页，共68页。第一个成功的基因治疗:1990年美国的一个年仅4岁的小女孩（腺甘脱氨酶缺乏症，先天性免疫功能不全

）接受了基因治疗而且取得了成功。第53页，共68页。策略1.基因修正（genecorrection）2.基因置换（genereplacement）3.基因增补（geneaugmentation）4.基因干预（geneinterference）基本流程1.目的基因的选择和制备2.靶细胞的选择3.目的基因的转移方法4.外源基因的表达与检测第54页，共68页。靶细胞的选择坚固、易增殖、易转化、组织特异性基因转染途径物理法：电击法化学法：转染试剂病毒法：第55页，共68页。途径生殖细胞体细胞直接整合体外整合第56页，共68页。其它方案RNA修复剪接控制RNA调控第57页，共68页。1990年美国进行了第一例人类体细胞基因治疗。治疗实验是把腺苷酸脱氨酶(ADA)基因引入一名ADA缺乏症患儿体内的白细胞，成功地替换了她体内不能产生腺苷酸脱氨酶(ADA)的缺陷基因，从而开创了基因疗法根治人类遗传病的新纪元。

2006年11月20日报道：复旦大学遗传学研究所基因治疗研究组研制的“重组AAV-2人凝血因子IX注射液”获得国家食品药品监督管理局的《药物临床研究批件》。

Roth等对6例血友病A患者实施基因治疗：取患者的皮肤成纤维细胞体外培养，通过电穿孔把携带有删除B区域的FⅧ基因质粒转染皮肤成纤维细胞，体外培养后，筛选能产生FⅧ的细胞进行克隆，然后在腹腔镜帮助下注入患者的大网膜。随访12个月，4例患者FⅧ水平较治疗前提高，并且外源性FⅧ使用减少。FⅧ水平提高最高的患者，临床症状的改善持续大约10个月，随访期间无明显副作用，未检测出FⅧ抑制物。

基因治疗的临床应用第58页，共68页。1.表达稳定性较差或丢失，错误RNA，靶细胞寿命短。2.病毒载体的安全性，感染，癌变。3.表达效率不高。4.对病毒载体的免疫排斥。5.伦理问题尽管目前转基因技术在基因治疗中成功率很低，长期疗效难以确定，安全性、可靠性及伦理等方面存在问题，但是临床基因治疗的成功范例，仍将激励学者们进一步加强这一领域的基础、临床及相应策略的研究。相信未来伴随基因转移、DNA重组、基因克隆和表达等技术的迅猛发展，基因治疗将成为人类攻克遗传病的一种常规治疗手段。基因治疗存在的问题第59页，共68页。第19章遗传病的预防第一节、普查地区、民族、个体等发育史生育史系谱第60页，共68页。第二节遗传筛查新生儿筛查携带者检出第61页，共68页。第三节遗传咨询婚前咨询和体检生育咨询和体检评估再发风险对策和措施第62页，共68页。产前诊断适应症◆夫妇之一有染色体畸变，特别是平衡易位携带者，或者夫妇染色体正常，但出生过染色体异常的患儿的夫妇；◆35岁以上的高龄孕妇；◆夫妇之一有开放性神经管畸形，或出生过这种畸形患儿的夫妇；◆夫妇之一有先天性代谢缺陷，或出生过这种患儿的夫妇；◆X连锁遗传病基因携带者孕妇；◆原因不明的习惯性流产的孕妇；◆羊水过多的孕妇；◆夫妇之一有致畸因素接