遺傳病的診斷課件

1、遺傳病的診斷基礎醫(yī)學院醫(yī)學遺傳學教研室 徐朝陽遺傳病的常規(guī)診斷Chapter 01341病史、癥狀和體征細胞遺傳學檢查系譜分析生物化學檢查2Chapter 01 遺傳病的常規(guī)診斷1.病史采集遺傳病的個人病史和家族史的采集與常規(guī)疾病相似，但需問清一些重要的細節(jié)：助孕情況(接受供卵或供精)，流產史，死胎，終止妊娠，兒童的收養(yǎng)或過繼，近親婚配和非婚生情況；對于先天畸形，還需采集懷孕時父母身體健康情況和年齡、妊娠早期歷史、暴露致畸物的情況、胎兒生長和活動情況、詳細的出生記錄，家庭其他成員的異常、發(fā)病年齡、病程特點，未受累者現在的年齡、種族等有關資料。2.體格檢查因為遺傳病的患者及其家屬常常具有較大的心

2、理壓力，所以檢查病人的時間要充裕，環(huán)境要安靜。遺傳性疾病可能影響許多器官、系統(tǒng)，因此體格檢查必須全面，既要注意明顯的體征、也要注意細微的異常跡象。智力低下黃疸白內障肝脾腫大智力發(fā)育不全毛發(fā)黃腐臭味苯丙酮尿征 ？半乳糖血癥 ？面似滿月生長緩慢哭聲象貓叫貓叫綜合征 ？副性征發(fā)育不良繼發(fā)/原發(fā)性閉經身體矮小肘外翻45，XO ?34病史、癥狀和體征細胞遺傳學檢查系譜分析生物化學檢查2Chapter 01 遺傳病的常規(guī)診斷21系譜分析的原則系統(tǒng)完整去偽存真注意新的基因突變1.孟德爾遺傳病（1）常染色體顯性遺傳病(AD)（2）常染色體隱性遺傳病(AR)（3）X連鎖隱性遺傳病(XR)（4）X連鎖顯性遺傳病(

3、XD)（5）Y連鎖遺傳病1.1 常染色體顯性遺傳病基因多效性(pleiotropy)：是指某一基因與多種不同的看起來似乎無關的表型有關。多效性等位基因的每種效應都可表現為不同的外顯率和不同的表現度。環(huán)境因素的影響：內在的和外在的體細胞突變：體細胞突變的“二次打擊”動態(tài)突變：不穩(wěn)定的三核苷酸重復序列的預期現象遺傳背景的影響：與其他基因座發(fā)生相互作用1.2 常染色體隱性遺傳病(AR)遺傳異質性是產生AR表型表達不規(guī)律的原因先天聾啞1.3 X連鎖顯性遺傳病X連鎖的女性雜合子，由于X染色體的Lyon化導致的染色體隨機失活使女性的癥狀不像男性那么嚴重。1.4 X連鎖隱性遺傳病臨床表型雜合子(manife

4、sting heterzygote)：X連鎖基因的女性雜合攜帶者，由于X染色體的隨機Lyon化，導致部分組織的細胞大部分突變基因所在的染色體處于活躍狀態(tài)而患病。1.5 Y連鎖遺傳病很少見。全男性傳遞。2. 非孟德爾遺傳病（1）線粒體遺傳病 (2) 多基因病母系遺傳，女性患者的子女都可能發(fā)病。晚發(fā)，進行性。2.1 線粒體遺傳病2.2 多基因病許多出生缺陷和慢性晚發(fā)型疾病，家族性聚集性類似于孟德爾遺傳，但不嚴格遵循孟德爾分離率。近期研究結果表明：原來認為是多基因病的一些疾病中，相當一部分是由于遺傳異質性所致。3.具有特殊遺傳方式的疾病遺傳印記動態(tài)突變3.1 遺傳印記來自父母雙親的等位基因和染色體區(qū)

5、域的表達不是等同的，這些等位基因在雙親的配子細胞中經過修飾，在子代中的表達不一樣。等位基因按孟德爾方式遺傳，但在表達上受傳遞的雙親性別影響。母源印記：母源的等位基因處于失活狀態(tài)父源印記：父源的等位基因處于失活狀態(tài)3.2 動態(tài)突變在三核苷酸重復序列擴展所致的疾病中，處于突變狀態(tài)的基因在世代傳遞甚至在體細胞的世代傳遞中表現為不穩(wěn)定，其重復單元的數目會發(fā)生改變。AUGCGGGAACAGCTGCGGTAAFra XFraXE11BGlnHDSCA1DRPLAMJDSBMAFRDAXF16ADM4細胞遺傳學檢查系譜分析生物化學檢查2Chapter 01 遺傳病的常規(guī)診斷31病史、癥狀和體征1.核型分析骨

6、髓,胸腹水,活檢組織(如絨毛膜,手術取材的腫瘤組織等),組織培養(yǎng)物(如原代培養(yǎng)的細胞)羊水等都可以作為檢查材料.人外周血淋巴細胞培養(yǎng)PHA淋巴母細胞秋水仙素分裂中期的細胞染色體檢查的指征1.明顯的生長發(fā)育異常,多發(fā)畸形,智力低下者;2.多發(fā)性流產和不育的夫婦;3.性腺以及外生殖器發(fā)育異常者;4.原發(fā)性閉經;5.35歲以上的高齡孕婦;6.已經生有染色體異?；純旱姆驄D;7.身材高大,性情粗暴的男性;8.惡性血液病患者9.長期接受X線,電離輻射的人員.2.性染色質檢查Y染色質檢查 X染色質檢查X染色體Y染色體13號染色體18號染色體21號染色體3.熒光原位雜交技術檢查3細胞遺傳學檢查系譜分析生物化學

7、檢查2Chapter 01 遺傳病的常規(guī)診斷41病史、癥狀和體征生化檢查主要是對蛋白質和酶結構或功能的檢測;特別適用于分子病,先天性代謝病,免疫缺陷等遺傳病的檢查；材料主要有血液/活檢組織/糞便/脫落細胞/尿/陰道分泌物等。 苯 丙 酮 尿 癥 酶活性檢查 苯丙氨酸羥化酶 肝 臟 血液濾片法 枯草桿菌抑制試驗 FeCl3顯色反應 苯丙酮酸 綠 色 上海：19811987年對284,396名新生兒進行PKU篩查，查出PKU患兒15名，高苯丙氨酸血癥4名。苯丙酮尿癥的生化檢查遺傳病的基因診斷Chapter 02直接以基因作為檢測對象，具有其他臨床診斷方法所沒有的特點：針對性強、靈敏度高、特異性高、

8、適應性強等。1.基因診斷的特點2.基因診斷的基本途徑2.1 直接診斷直接檢測致病基因本身的異常2.2 間接診斷多態(tài)性連鎖分析 選擇要分析的基因座位 確定應用的分析方法 選擇合適的家系 對家系中的各個成員進行表型分析 分析、判斷并解釋得到的結果3.基因診斷的方法常用于基因診斷的方法有分子雜交、聚合酶鏈反應（PCR）和聚合酶鏈反應單鏈構象多態(tài)（PCR-SSCP）分析。此外，近年來隨著分子遺傳學基礎研究的發(fā)展，在DNA多態(tài)性連鎖分析的臨床診斷中，除了應用RFLP分析，還廣泛應用了STR、SNP和DNA芯片技術。3.1 分子雜交（molecular hybridization)分子雜交是現代分子生物學

9、技術的基礎，是根據堿基互補配對原理，利用標記探針鑒定核酸序列中密切相關的分子方法。在DNA、RNA和蛋白質不同水平常用相應的雜交方法有三種，即Southern印跡、Northern印跡和Western印跡。 A. Southern 印記雜交原理：將待檢測的DNA分子用/不用限制性內切酶消化后，通過瓊脂糖凝膠電泳進行分離，繼而將其變性并按其在凝膠中的位置轉移到硝酸纖維素薄膜或尼龍膜上，固定后再與同位素或其它標記物標記的DNA或RNA探針進行反應。如果待檢物中含有與探針互補的序列，則二者通過堿基互補的原理進行結合，游離探針洗滌后用自顯影或其它合適的技術進行檢測，從而顯示出待檢的片段及其相對大小。用

10、途：檢測樣品中的DNA及其含量，了解基因的狀態(tài), 如是否有點突變、擴增重排等。 Southern Blot 操作步驟：DNA 瓊脂糖電泳 印跡轉移 預雜交 雜交（變性探針） 洗膜 放射自顯影或顯色鐮形紅細胞貧血癥的分子診斷1.35Kb1.15Kb脯纈谷脯谷谷第號染色體Mst II識別順序Mst IIMst IIC C T N A G G1.35Kb1.15Kb凝 膠 電 泳 圖HbAHbAHbAHbSHbSHbS原理：在變性條件下將待檢的RNA樣品進行瓊脂糖凝膠電泳，繼而按照同Southern Blot相同的原理進行轉膜和用探針進行雜交檢測。用途：檢測樣品中是否含有基因的轉錄產物（mRNA）及

11、其含量。 B.Northern 印記雜交 操作過程 mRNA提取 甲醛變性電泳 印跡轉移 預雜交 雜交（變性探針） 洗膜 放射自顯影或化學發(fā)光3.2 PCRPCR-SSCPPCR-RFLPPCR-STRA.PCR-SSCP當雙鏈DNA變性為兩條單鏈后，各自會在中性條件下形成各自特定的空間構象，因而在電泳時將在不同的位置上出現各自電泳條帶。如果DNA序列發(fā)生變化，甚至只有一個堿基變化，空間構象也有可能發(fā)生變化，電泳條帶也隨之變化。 1989年，Orita等建立的PCR產物單鏈DNA凝膠電泳技術。1 2 3 4 5a b1：正常人 2,4,5：純合體患者 3：雜合體(2的弟弟)左為泳動變位模式：a

12、 正常人；b 純合體患者B.PCR-RFLP應用PCR-RFLP法檢測軟骨發(fā)育不全 C.PCR-STR家系STR位點名稱DXS102DXS8094DXS1192DXS1211DXS8013DXS1227家系AYYNYNN家系BYYYYYN家系CNYYYYN1，6，11：待診胎兒外祖父；2，7，12：孕婦；3，8，13：待診胎兒4，9，14：待診胎兒外祖母；5，10，15：先證者（待診胎兒舅舅）家系A產前診斷電泳分析圖譜3.3 基因芯片利用核酸雜交的原理，應用于DNA、RNA的研究基因芯片（gene chip）是利用點樣機等機械裝置，在玻璃等支持物表面整齊地點上高密度的、成千上萬個“點”，每個“

13、點”含有可與一種基因雜交的一條探針。由于芯片上有序地排列著探針，因此也被稱為微陣列（）。在芯片上滴加樣品后，在合適的條件下，樣品中含有的各種核酸片段（或）就與相應的探針雜交。由于核酸片段上已標記有熒光素，激發(fā)后產生的熒光強度就與樣品中所含有的相應核酸片段的量成正比，也就代表該基因的表達量。經激光共聚焦掃描儀等裝置掃描后，所獲得的信息經專用軟件分析處理，即可獲得成千上萬種基因的表達情況?；蛐酒膽糜糜诨蜣D錄水平的檢測、基因組分析和后基因組研究美國斯坦福大學Davis等用PCR法從外周血淋巴細胞cDNA文庫中得到了1046種cDNA片段，制成芯片，然后與熱處理的T淋巴細胞和未處理的T細胞種提取的mRNA反轉錄出的單鏈cDNA片段雜交，經激光共聚焦掃描系統(tǒng)分析，共發(fā)現17個差異表達的基因，其中11個是被熱誘導的，6個是被熱抑制的。經序列分析證實，其中3個是未報導的新基因。4.疾病分子診斷所帶來的問題準確性穩(wěn)定性復雜性基因歧視遺傳病診斷的三個層次Chapter 03現癥病人診斷癥狀前診斷產前診斷1.現癥病人的診斷明確的臨床診斷 相對比較容易確定其遺傳規(guī)律 遺傳異質性 患病對后代的影響很難確定2.攜帶者的檢出攜帶者攜