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文檔簡介

關(guān)于人類遺傳與優(yōu)生第1頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三主要內(nèi)容掌握人類遺傳學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)及遺傳學(xué)的基本定律。了解人類基本形態(tài)性狀的遺傳規(guī)律。知道什么遺傳病與優(yōu)生。遺傳病的基因治療的優(yōu)缺點(diǎn)第2頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三人類遺傳學(xué)的定義人類遺傳學(xué)(humangenetics)是以人作為研究對象的遺傳學(xué)分支學(xué)科,關(guān)注人類形態(tài)結(jié)構(gòu)﹑生理生化﹑免疫﹑行為等各種性狀在遺傳上的相似和差別;人類群體的遺傳規(guī)律以及人類遺傳性疾病的發(fā)生機(jī)理﹑傳遞規(guī)律和預(yù)防方法等第3頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三1.人類遺傳學(xué)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第4頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三1.1精子的發(fā)生輸出小管睪丸網(wǎng)隔膜曲細(xì)精管附睪輸精管第5頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三精子發(fā)生過程中形態(tài)學(xué)變化第6頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三精子發(fā)生過程中遺傳物質(zhì)的變化第7頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三精子的結(jié)構(gòu)第8頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三1.2卵子的發(fā)生第9頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三精子發(fā)生過程中遺傳物質(zhì)的變化第10頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三成熟卵子第11頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三受精第12頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三受精及胚胎發(fā)育第13頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三2.1

遺傳學(xué)三大定律2.遺傳的基本規(guī)律遺傳學(xué)奠基人——孟德爾及其花園實(shí)驗(yàn)材料:豌豆、紫茉莉、玉米、菜豆等

發(fā)表論文:《植物雜交實(shí)驗(yàn)》(1865年)

定律:分離定律、自由組合定律第14頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

分離定律PXF1F2分離定律的核心問題:等位基因的分離第15頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

黃色飽滿

X

綠色皺縮

黃色飽滿

315黃色飽滿:

108綠色飽滿

101黃色皺縮:

32綠色皺縮

自由組合律自由組合的核心問題:非等位基因的自由組合第16頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

連鎖是指處于同一條染色體上的基因具有一起往下傳遞的傾向的現(xiàn)象。連鎖的基因不符合孟德爾的自由組合律?;Q是指連鎖的基因由于染色體的交換而分開的現(xiàn)象。

連鎖與互換定律第17頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三符合孟德爾遺傳的性狀都是質(zhì)量性狀,這類性狀在群體中的分布是不連續(xù)的,彼此間有明顯差異,一般沒有中間過渡類型,個(gè)體間可以明顯分組。質(zhì)量性狀在生物表型中只占少數(shù),多數(shù)為數(shù)量性狀,如人的身高、體重等,這類性狀一般具有連續(xù)表型變異,表型之間沒有明顯的界限,不易區(qū)分為截然不同的組別。數(shù)量性狀是由多基因控制的,各基因的效應(yīng)可以累加,但每對基因?qū)Ρ硇偷南鄬ω暙I(xiàn)可能不同,某些有較強(qiáng)的作用為主效基因,而另一些起較弱的作用為微效基因。數(shù)量性狀受環(huán)境的影響較大,最后表現(xiàn)的是基因型和環(huán)境相互作用的結(jié)果。2.2數(shù)量性狀遺傳第18頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三2.3群體遺傳學(xué)

群體或種群是指一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個(gè)體的集合。群體中某種基因的數(shù)量與群體中該基因的全部等位基因(包括該基因)的比例稱基因頻率,相應(yīng)地,群體中某種基因型的數(shù)量與該群體中全部等位基因型(包括該基因型)的比例稱基因型頻率。1906年,英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格發(fā)現(xiàn),在一個(gè)不發(fā)生突變、遷移和選擇的無限大的群體中,基因頻率和基因型頻率將世代保持不變。第19頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.人體形態(tài)性狀的遺傳

3.1身高的遺傳身高屬數(shù)量性狀,是由多基因控制的,但究竟有多少對基因決定身高目前還不清楚,而且環(huán)境因素影響身高。一般認(rèn)為遺傳因素對身高的影響不會(huì)超過80%。

兒子身高(cm)=(父身高+母身高)1.082/2

女兒身高(cm)=(父身高0.925+母身高)/2第20頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.2體型的遺傳人的體型大致可分為三種類型,瘦長型身高而細(xì)瘦,肩狹而垂;健壯型身體勻稱,肩寬而方,肌肉發(fā)達(dá),四肢健美,大手腳;矮胖型個(gè)子矮、胖,頸粗短,桶狀胸,腹部凸出。第21頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.3膚色的遺傳人類的膚色基本有三類,白色、黃色和黑色。影響膚色的因素大約有三種:皮膚的厚度,血液供給和色素,其中色素特別是黑色素最為重要。不同種族膚色不同主要是由于黑色素分泌量的差異和分布狀態(tài)不同所致。膚色的遺傳受兩對或三對基因控制。同膚色人種結(jié)婚子代膚色接近雙親,黑人與白人結(jié)婚,子代膚色介于雙親之間,黑人與黑人,白人與白人結(jié)婚,子代也有超親現(xiàn)象。第22頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.3眼色的遺傳人的眼色有黃、褐、灰、黑、藍(lán)及青色等,這是由于光線在眼球虹膜上折光率不同所致,虹膜的折光率和虹膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。虹膜的結(jié)構(gòu)是由基因決定的,還可能有多基因參與,但有一個(gè)主要基因在起作用,所以眼色的遺傳表現(xiàn)出單基因遺傳的特征。黑色對其他眼色是顯性的,褐、灰、綠對藍(lán)眼色也是顯性的。另外,藍(lán)眼夫婦所生的子女,男孩多為藍(lán)色眼,女孩多為褐色眼,眼色似乎和性激素有關(guān)。第23頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.4耳垂的遺傳

人的耳垂是顯性基因A控制的,a代表無耳垂的隱性基因?;蛐蜑锳A的個(gè)體有耳垂,Aa的個(gè)體中基因A的作用強(qiáng)于a,所以也是由耳垂的,aa的個(gè)體是無耳垂的。3.5鼻的遺傳

鼻由外鼻、鼻腔和鼻旁竇三部分組成,許多學(xué)者認(rèn)為,是由3~4個(gè)基因控制的。鼻子作為一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)單位,好像是從雙親的一方遺傳來的,有關(guān)的基因聯(lián)合在一起傳遞給下一代,而且一個(gè)親本的所有關(guān)于鼻子的基因?qū)α硪挥H本來說都是顯性的。

第24頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三3.5智力的遺傳智力是由多基因遺傳的,在人群中呈正態(tài)分布,遺傳度大約在50%~70%之間。毫無疑問,環(huán)境因素影響智力,一個(gè)具有良好遺傳大腦的人,如果不從胎兒期、新生兒期及幼兒期就進(jìn)行教育,不通過感官將大量信息傳遞給大腦,會(huì)使本身的優(yōu)越條件喪失殆盡。但也不能不考慮遺傳因素的作用,不顧先天條件,一味提高要求,超負(fù)荷進(jìn)行后天教育,對身心的正常發(fā)展造成不利影響。第25頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三根據(jù)遺傳病的發(fā)病機(jī)理,遺傳病可分為:染色體病單基因病多基因病線粒體病體細(xì)胞遺傳病4.遺傳病的類型及其遺傳特征第26頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三定義:是指由于染色體數(shù)目的改變或結(jié)構(gòu)的畸變引起的疾病。這類疾病的后果往往比較嚴(yán)重。染色體病除平衡易位外,一般不在家系中傳遞,即不表現(xiàn)為家族性,因?yàn)檫@是由于減數(shù)分裂異常引起的。種類:目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的人類染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常的遺傳病約有400余種。

4.1

染色體遺傳病第27頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三常見染色體病1.21三體綜合征(Down綜合征)癥狀:輕至中度智障,在適應(yīng)能力及學(xué)習(xí)能力上均會(huì)有不同程度的發(fā)展遲緩。在生理上因?yàn)槿旧w異變而引致健康及外表上的不同程度影響,例如健康上較大機(jī)會(huì)患有心臟病、弱視、弱聽、甲狀腺偏低、扁平足等。而外表上會(huì)扁鼻、眼睛上斜、口由前至后端距離較短等。第28頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三發(fā)病因素主要與母親的懷孕年齡有關(guān),35歲以上孕婦發(fā)病率顯著增加。母親年齡(歲)發(fā)病率<251:180025~291:150030~341:80035~391:25040~441:100≥451:50平均1:65021三體綜合征(Down綜合征)第29頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三患者及核型2.貓叫綜合征(5p-綜合征)致病原因:5號染色體短臂缺失引起。發(fā)病率約1/50000,男女比率約1:2臨床表現(xiàn)為:出生時(shí)哭聲小、體重輕、小頭、小顏、小喉頭、內(nèi)眥贅皮、最突出的是新生兒哭聲似貓叫,其智力遲鈍、斜視、眼距寬、先天心臟病、高腭弓、掌紋異常、指趾過長等。第30頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三核型47,XXY。外表男性,但睪丸發(fā)育不全或隱睪,乳房發(fā)育,體毛及胡須稀少。性情體態(tài)趨于女性,體質(zhì)較弱,智能一般較低,不育。約占男性的1/500。先天性睪丸發(fā)育不全癥(Klinefelter綜合征):患者核型患者第31頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三核型45,XO。外表女性,身材矮小、原發(fā)性閉經(jīng),卵巢萎縮,乳房不發(fā)育、性器官發(fā)育不良,不育。在女性中的發(fā)病率約為4/10000。性腺發(fā)育不全癥(Turner綜合征):第32頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

患者外表男性,表型多正常,可生育,但身材特高大,性格受損,表現(xiàn)為極度不安定和不負(fù)責(zé);有暴力傾向,通常針對財(cái)產(chǎn)(盜竊、搶劫、詐騙、放火等),犯罪年齡平均13.1歲?;颊呒s占男性的1/1500—1/750。

核型47,XXX。大多數(shù)與正常女性無明顯差別,但智力發(fā)育較差,有心理變態(tài),多數(shù)無生殖能力。患者約占女性的1/1000。多X綜合征(超雌):XYY綜合征(超雄):Martin-Bell綜合征(脆性X染色體智障綜合征):

染色體上有一些易斷裂的位點(diǎn),稱脆性位點(diǎn)(fragilesite)。這個(gè)斷裂不是完全的斷裂(否則將成為缺失),而是形成裂縫(gap)。脆性位點(diǎn)在許多染色體上都可發(fā)現(xiàn),但目前只發(fā)現(xiàn)在X染色體上的脆性斷裂對健康有害。發(fā)病率為1/500~1/700。臨床表現(xiàn)為智力障礙(IQ0~50)、大睪丸、大耳朵、長臉。該病為X連鎖遺傳病,因此男性發(fā)病率較高。第33頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

單基因病是指由單個(gè)基因突變引起的遺傳病。單基因病按孟德爾式遺傳。單基因病通常呈現(xiàn)特征性的家系傳遞格局。單基因病在群體中的發(fā)病率比較低,一般為1/1000000~1/10000。單基因病被發(fā)現(xiàn)的病種越來越多,目前已知的有6500多種。4.2單基因遺傳病目前已知有3711種,遺傳特征主要有:與性別無關(guān),男女受累機(jī)會(huì)相等。每代均有人受累,呈世代連續(xù)垂直分布?;颊叽蠖嗍请s合子,所以父母一方患病,子女0.5的概率患病,父母雙方患病,子女0.75的概率患病。父母均正常,則子女一般不患?。ǔ切峦蛔儯?。常染色體顯性遺傳(AD):第34頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三常見的常染色體顯性遺傳病:多指:人類中的多指、軟骨發(fā)育不全、先天性白內(nèi)障等都屬于這類遺傳病。Huntington舞蹈?。喊l(fā)病年齡15~60歲(高峰在30~45歲)。表現(xiàn)為舞蹈樣不自主運(yùn)動(dòng),不能控制的肌肉痙攣和書寫樣動(dòng)作,智能障礙等。Marfan綜合征:也稱蜘蛛腳樣指(趾)病,患者骨骼發(fā)育畸形,病累及心血管系統(tǒng)及眼部。臨床表現(xiàn)為身高體瘦、肢長、兩臂長于身高、顱骨細(xì)而長、雞胸或漏斗胸;眼部損傷表現(xiàn)為晶狀體脫位、高度近視、白內(nèi)障等;心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為破裂性主動(dòng)脈瘤,可致死。Marfan綜合征:蜘蛛腳樣指、雞胸、脊柱畸形第35頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三已知有1631種。主要遺傳特征有:

男女均可發(fā)病,幾率相同?;颊邽殡[性純合子,一般情況下父母表型正常。不呈世代連續(xù)分布,多為散發(fā)或隔代遺傳(在同胞中水平分布——與AD不同?;颊呦嗷セ榕?,子代全是患者——與AD不同。常染色體隱性遺傳?。ˋR):白化病常見的AR遺傳?。喊谆Y、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、Huntington舞蹈病、黑尿酸尿癥等生化遺傳病大多屬于這種類型。第36頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三X連鎖遺傳?。╔D及XR)已知有368種。XD的遺傳特征主要有:與AD相同,每代均有受累者,呈世代連續(xù)分布。與性別有關(guān),女性患者多于男性(約2:1),但男性患者的癥狀比女性嚴(yán)重,這是因?yàn)榕詾殡s合子,男性為半合子。女性患者的子女各0.5的幾率受累,但男性患者只有女兒受累,兒子不受累——與AD不同。X-連鎖顯性遺傳?。╔D):常見的XD遺傳病有:抗vitD佝僂病、高氨血癥I型等。抗VitD佝僂?。耗I小管對磷酸鹽再吸收障礙導(dǎo)致血磷降低,影響骨骼鈣化,表現(xiàn)為下肢彎曲成O型腿、牙齒發(fā)育不良等與VitD缺乏相似的癥狀,但VitD治療無效。第37頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三XR遺傳病的主要遺傳特征有:與性別有關(guān),由于男性是半合子,因此男性的發(fā)病率遠(yuǎn)高于女性。呈交叉遺傳及隔代遺傳(或斜行遺傳)的特征。X-連鎖隱性遺傳?。╔R):常見的X-連鎖隱性遺傳病主要有:紅綠色盲:色盲分為全色盲與紅綠色盲兩種,全色盲一般認(rèn)為是AR,紅綠色盲則為XR。肌營養(yǎng)不良癥:主要影響腰帶與臀部肌群發(fā)育,患兒行走較晚、左右搖擺、最后肌組織被結(jié)締組織所取代,發(fā)病10年后臥床,多于20歲前死亡。第38頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三目前知道的Y-連鎖遺傳病只有10余種。

Y-連鎖遺傳病的遺傳特征是限雄遺傳,即只在男性中傳遞,由父親傳遞給兒子。

Y-連鎖遺傳?。喝祟惖亩篱L毛癥Y染色體上最重要的基因是Y短臂上的SRY基因(sexdeterminedregionofYchromosome)。這個(gè)基因也是性別決定的主要基因,目前已知SRY基因編碼一個(gè)223氨基酸組成的多肽,該多肽是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。有發(fā)現(xiàn)部分性別畸形的人,如XX男性及XY女性,前者是由于Y染色體短臂易位到某個(gè)常染色體上,因此具有SRY基因,而后者則是由于Y染色體短臂的缺失,沒有SRY基因。還有部分病人是由于SRY基因點(diǎn)突變。第39頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

多基因遺傳也稱數(shù)量性狀遺傳。人類常見病如:哮喘、精神分裂癥、原發(fā)性高血壓、消化性潰瘍、II型糖尿病、冠心病、癲癇及動(dòng)脈粥樣硬化等;許多先天畸形如:唇裂、腭裂、無腦兒、脊柱裂、先天性心臟病等都表現(xiàn)為多基因遺傳現(xiàn)象。雙側(cè)唇裂+腭裂單側(cè)唇裂4.3多基因遺傳病多基因遺傳的特征是:有一定的家族聚集性,但不符合孟德爾式遺傳,是基因與環(huán)境相互作用的結(jié)果。這類疾病通常在一般人群的發(fā)病率約1‰~1%,而患者的一級親屬發(fā)病率可達(dá)1%~10%(單基因病在同胞中的發(fā)病率一般為1/2~1/4)

。

近親婚配多基因病的發(fā)病率明顯高于隨機(jī)婚配。第40頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三唇裂(±腭裂)發(fā)病率的家系研究親屬受累親屬(%)同群體相比的親屬發(fā)病率一級親屬同胞4.1×40子女3.5×35二級親屬姑、叔、舅0.7×7侄兒(女)0.8×8三級親屬一級表親0.3×3多基因遺傳畸形患者子女受累風(fēng)險(xiǎn)畸形子女受累風(fēng)險(xiǎn)(%)群體發(fā)病率(%)先天性巨結(jié)腸2.00.02尿道下裂6.00.8馬蹄內(nèi)翻足1.40.13先天性髖關(guān)節(jié)脫位4.30.8室間隔缺損4.00.2先天性幽門狹窄4(父)、13(母)0.3腭裂6.20.3脊柱裂2.00.14心臟缺陷群體發(fā)病率(%)同胞發(fā)病率(%)室間隔缺損0.174.3動(dòng)脈導(dǎo)管未閉0.0833.2房間隔缺損0.0673.2主動(dòng)脈狹窄0.0442.6主要先天性心臟缺陷在群體及同胞中的發(fā)病率第41頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三對于任何疾病來說,明確診斷是疾病防治的第一步。遺傳病的診斷包括:臨癥診斷、癥狀前診斷以及產(chǎn)前診斷。5.遺傳病與優(yōu)生5.1遺傳病的診斷臨癥診斷:指遺傳病出現(xiàn)臨床癥狀后所作的診斷。診斷方法除常規(guī)的病史、癥狀、體征外,又依賴于遺傳病的特殊診斷方法,包括系譜分析、染色體分析(核型分析及分帶分析)、酶與蛋白質(zhì)的生化分析以及DNA分析等。癥狀前診斷:是指臨床癥狀出現(xiàn)前所作的診斷。主要用于某些發(fā)病年齡延遲的遺傳病。診斷方法主要包括家系調(diào)查和系譜分析以及各種臨床檢查和實(shí)驗(yàn)室檢查,但目前能明確診斷的方法只有DNA檢查。產(chǎn)前診斷:即出生前診斷。由于目前大多數(shù)遺傳病尚無有效的治療方法,因此在患兒出生前作出明確診斷,必要時(shí)進(jìn)行人工流產(chǎn)或引產(chǎn)以終止妊娠,避免患兒出生。這對于降低遺傳病的發(fā)病率,提高人口素質(zhì)具有重要的意義。第42頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三非侵襲性方法:

母親血清或尿液分析

超聲檢查

X線檢查

產(chǎn)前診斷:通過羊膜穿刺術(shù)和絨毛取樣術(shù)等為主要手段,對羊水、羊水細(xì)胞及絨毛膜細(xì)胞進(jìn)行核型分析或DNA分析。產(chǎn)前診斷的取樣方法:侵襲性方法:

羊膜穿刺

臍帶穿刺術(shù)

絨毛取樣術(shù)

胎兒鏡檢察

羊水造影第43頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三優(yōu)生學(xué)是應(yīng)用遺傳學(xué)原理來改善人類遺傳素質(zhì)的科學(xué)。我國為預(yù)防遺傳病的發(fā)生所采取的主要措施:禁止近親結(jié)婚、進(jìn)行遺傳咨詢(胚胎形成前的一級預(yù)防措施);產(chǎn)前診斷及中止妊娠(胚胎形成后的二級預(yù)防措施);適齡生育和節(jié)制生育也是一項(xiàng)重要的優(yōu)生措施。

5.2遺傳病的預(yù)防與優(yōu)生第44頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

基因治療是指利用遺傳學(xué)的原理治療人類的疾病。傳統(tǒng)意義上的基因治療是指目的基因?qū)氚屑?xì)胞以后與宿主細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生重組,成為宿主細(xì)胞的一部分,從而可以穩(wěn)定地遺傳下去并達(dá)到對疾病進(jìn)行治療的目的。由于技術(shù)的進(jìn)步,近年來采用基因工程技術(shù),即使目的基因和宿主細(xì)胞內(nèi)的基因不發(fā)生重組,目的基因也能得到暫時(shí)的表達(dá),為了與傳統(tǒng)意義上的基因治療相區(qū)別,有時(shí)又將其稱為基因療法。6.遺傳病的基因治療第45頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三

自從1990年5月美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)和重組DNA顧問委員會(huì)(RAC)批準(zhǔn)了美國第一例臨床基因治療臨床試驗(yàn)(ADA-SCID)以來,基因治療已從單基因遺傳病擴(kuò)展到多個(gè)病種范圍,主要有:惡性腫瘤;心血管疾??;遺傳病;愛滋病(AIDS);傳染性疾??;

截止2005年7月,世界上已獲準(zhǔn)的基因治療臨床試驗(yàn)方案有1076項(xiàng),治療病例超過6000例。在基因治療領(lǐng)域的各個(gè)方面均為美國領(lǐng)先?;蛑委熍R床試驗(yàn)概況如下:按臨床試驗(yàn)方案的地理分布:美洲68%;歐洲27%;亞洲2%;澳洲1.5%;非洲0.1%。按實(shí)施基因治療方案的國家劃分:美國占67%,位居第一;其次為英國11%、德國6%、瑞士3.7%、法國2%、比利時(shí)1.6%、澳大利亞1.3%、加拿大1.3%、意大利和日本各為1.1%。按臨床試驗(yàn)疾病種類分;66%病例用于惡性腫瘤的治療,其次是單基因遺傳病占9.8%;心血管疾病占8.3%;傳染性疾病,占6.5%;其它疾病占2.6%。

第46頁,講稿共50頁,2023年5月2日,星期三AshantiDisilva,第一位接收基因治療的患者SCID是由于免疫系統(tǒng)的T淋巴細(xì)胞或B淋巴細(xì)胞功能先天性缺乏的一種遺傳病?;颊咄耆珕适庖叻烙δ?。發(fā)病率約為新生兒

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