医学遗传学-遗传病的诊断课件

第十四章第十四章 遗传病的病的诊断断1.第十四章 遗传病的诊断1.概念：概念：临床医生根据患者症状、体征以床医生根据患者症状、体征以及各种及各种辅助助检查结果并果并结合合遗传学分析，学分析，从而确从而确认是否患有某种是否患有某种遗传病并判断其病并判断其遗传方式及方式及遗传规律。律。2.遗传病的诊断 概念：临床医生根据患者症状、体征根据根据诊断断时期的不同，可分期的不同，可分为：现症患者症患者诊断断症状前症状前诊断断产前前诊断断 新分支：植入前新分支：植入前诊断断 3.根据诊断时期的不同，可分为：遗传病的诊断3.诊断水平：断水平：临床床诊断断细胞学胞学诊断断蛋白蛋白质水平水平诊断断基因基因诊断断遗传病的病的诊断断4.诊断水平：遗传病的诊断4.一、病史采集一、病史采集家族史、婚姻史、生育史、家族史、婚姻史、生育史、疾病的始疾病的始发年年龄、病程特点、病程特点综合分析，初步确定是否合分析，初步确定是否为遗传病，病，实验室室进一步一步检查确确诊。5.第一节 遗传病的临床诊断一、病史采集家族史、婚姻史、生育史、一、病史采集一、病史采集二、症状与体征二、症状与体征 遗传病和某些普通疾病的症状与体征是有病和某些普通疾病的症状与体征是有共性的，但也有其特有的共性的，但也有其特有的临床表床表现，甚至形，甚至形成成特异性症候群特异性症候群。得出。得出对疾病的初步印象，疾病的初步印象，为进一步一步选择其他其他检查提供帮助。提供帮助。6.第一节 遗传病的临床诊断一、病史采集二、症状与体征 智力智力发育不全育不全毛毛发黄黄腐臭味（腐臭味（尿液、汗液尿液、汗液）苯丙苯丙酮尿征？尿征？副性征副性征发育不良育不良原原发性性闭经身体矮小身体矮小肘外翻肘外翻4545，XO?XO?7.特异性症候群智力发育不全苯丙酮尿征？副性征发育不良45，XO单凭症状和体征不能准确凭症状和体征不能准确诊断，但可得出疾病初步断，但可得出疾病初步印象，印象，为进一步一步选择其他其他检查提供帮助。提供帮助。8.常见染色体病伴随体征单凭症状和体征不能准确诊断，但可得出疾病一、病史采集一、病史采集二、症状与体征二、症状与体征三、系三、系谱分析分析系系系系谱谱分分分分析析析析可可可可以以以以有有有有效效效效地地地地记记录录遗遗传传病病病病的的的的家家家家族族族族史史史史，确确确确定定定定遗遗传传病病病病的的的的遗遗传传方方方方式式式式，还还能能能能用用用用于于于于遗遗传传咨咨咨咨询询中中中中个个个个体体体体患患患患病病病病风险风险的的的的计计算和基因定位中的算和基因定位中的算和基因定位中的算和基因定位中的连锁连锁分析。分析。分析。分析。9.第一节 遗传病的临床诊断一、病史采集二、症状与体征三、系谱分系系统、完整、完整去去伪存真存真注意新基因突注意新基因突变三、系三、系谱分析分析系系谱分析中要注意分析中要注意孟德孟德尔遗传病病非孟德非孟德尔遗传病病具有特殊具有特殊遗传学学现象的疾病象的疾病10.绘制系谱应注意的事项系统、完整三、系谱分析系谱分析中要注意孟11.（一）孟德尔式遗传病11.12.（二）非孟德尔式遗传病12.(三三)具有特殊具有特殊遗传方式的疾病方式的疾病13.(三)具有特殊遗传方式的疾病13.(三三)具有特殊具有特殊遗传方式的疾病方式的疾病14.(三)具有特殊遗传方式的疾病14.一、染色体一、染色体检查核型分析核型分析染色体染色体检查的适的适应征：征：智能智能发育不全、生育不全、生长迟缓或伴有其它先天畸形者或伴有其它先天畸形者夫夫妇中有染色体异常，如平衡易位、嵌合体等中有染色体异常，如平衡易位、嵌合体等家族中已家族中已发现染色体异常或先天畸形个体染色体异常或先天畸形个体多多发性流性流产的的妇女及其丈夫女及其丈夫原原发闭经和男女不育症者和男女不育症者34岁以上的高以上的高龄孕孕妇有两性内外生殖器畸形者有两性内外生殖器畸形者15.第二节 遗传病的细胞学诊断一、染色体检查核型分析染色体检查一、染色体一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色二、性染色质检查X染色染色质、Y染色染色质：方法方法简单，可，可鉴别胎儿胎儿性性别以助于以助于X连锁遗传病病诊断断；协助助诊断断两性畸形或性染色体数目异常疾病两性畸形或性染色体数目异常疾病诊断或断或产前前诊断断标本来源本来源发根鞘根鞘细胞、皮肤或口腔上皮胞、皮肤或口腔上皮细胞、女性的阴道上胞、女性的阴道上皮皮细胞、也可取自胞、也可取自绒毛和羊水的胎儿脱落毛和羊水的胎儿脱落细胞。胞。16.第二节 遗传病的细胞学诊断一、染色体检查核型分析二、性染色一、染色体一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色二、性染色质检查17.第二节 遗传病的细胞学诊断一、染色体检查核型分析二、性染色一、染色体一、染色体检查核型分析核型分析二、性染色二、性染色质检查三、三、荧光原位光原位杂交交(FISH)技技术18.第二节 遗传病的细胞学诊断一、染色体检查核型分析二、性染色三、三、荧光原位光原位杂交交(FISH)技技术 应用用荧光素光素标记的的DNA探探针与与标本本进行行原位原位杂交后，使交后，使杂交交区域区域发出出荧光。光。优点：快速、安全点：快速、安全灵敏度高灵敏度高特异性特异性强。图示示为21三体三体综合征患合征患者的者的FISH检测19.三、荧光原位杂交(FISH)技术 应用荧光素标记的DNA探三、三、荧光原位光原位杂交交(FISH)技技术20.三、荧光原位杂交(FISH)技术20.第三第三节遗传病的蛋白病的蛋白质水平水平诊断断蛋白蛋白质水平水平诊断断基因突基因突变引起引起单基因病：基因病：酶和蛋白和蛋白质的的质和量的和量的改改变或缺如或缺如定性定量分析定性定量分析诊断断单基因病或分子基因病或分子代代谢病。病。临床上常用床上常用检测方法方法Pr和和酶分析：确定分析：确定单基因病基因病代代谢产物物检测：反映：反映酶活性活性标本来源本来源产前前诊断：断：绒毛、羊水、毛、羊水、脐带血和皮肤。血和皮肤。新生儿新生儿筛查：血、尿。血、尿。22.第三节 遗传病的蛋白质水平诊断蛋白质水平诊断22.上上海海：19811987年年对284,396名名新新生生儿儿进行行PKU筛查，查出出PKU患儿患儿15名，高苯丙氨酸血症名，高苯丙氨酸血症4名。名。生物化学生物化学检查23.上海：19811987年对284,396名新生儿进行PKU概念：利用分子生物学技概念：利用分子生物学技术，直接直接探探测遗传物物质的的结构构或表达水平的或表达水平的变化情况，从而化情况，从而对被被检查者的状者的状态和疾病和疾病做出做出诊断。断。v 基因基因诊断材料：断材料：DNA：分析基因：分析基因结构构RNA：分析基因功能：分析基因功能24.第四节 遗传病的基因诊断概念：利用分子生物学技术，直接探测1、以探、以探测基因基因为目目标，属于，属于“病因病因诊断断”，针对性性强；2、基因、基因诊断取材来源广泛；断取材来源广泛；3、利用基因探、利用基因探针进行行检测，灵敏度高、特异性灵敏度高、特异性强；4、基因探、基因探针适用性适用性强，诊断范断范围广；广；5、目的基因是否、目的基因是否处于活化状于活化状态均可均可,无无组织和和发育特异性。育特异性。基因基因诊断断诊断断遗传病最有前途方法病最有前途方法25.一、基因诊断的特点1、以探测基因为目标，属于“病因诊断”，针直接直接诊断：断：直接直接检测致病基因本身异常致病基因本身异常间接接诊断：断：当致病基因已知而异常未知当致病基因已知而异常未知时，或者，或者致病基因尚属未知致病基因尚属未知时，可通，可通过对受受检者或者家系者或者家系进行行连锁分析分析,以推断其是否以推断其是否获得了得了带有致病基因有致病基因的染色体。的染色体。26.二、基因诊断的基本途径直接诊断：直接检测致病基因本身异常26症状前症状前诊断断 外周静脉血外周静脉血产前前诊断断 孕早期的孕早期的绒毛毛细胞胞孕中期羊水胎儿脱落孕中期羊水胎儿脱落细胞胞母母亲外周血中胎儿有核外周血中胎儿有核红细胞胞植入前植入前诊断断 受精卵卵裂受精卵卵裂细胞胞27.基因诊断标本症状前诊断 外周静脉血27.产前前诊断断是是针对胎儿的胎儿的诊断，其适断，其适应征征（P207-209）(1)夫夫妇之一有染色体畸之一有染色体畸变，特，特别是平衡易位携是平衡易位携带者，或者者，或者夫夫妇染色体正常，但出生染色体正常，但出生过染色体异常的患儿的夫染色体异常的患儿的夫妇(2)35岁以上的高以上的高龄孕孕妇(3)夫夫妇之一有开放性神之一有开放性神经管畸形，或出生管畸形，或出生过这种畸形患儿种畸形患儿的夫的夫妇(4)夫夫妇之一有先天性代之一有先天性代谢缺陷，或出生缺陷，或出生过这种患儿的夫种患儿的夫妇(5)X连锁遗传病基因携病基因携带者孕者孕妇(6)原因不明的原因不明的习惯性流性流产的孕的孕妇(7)羊水羊水过多的孕多的孕妇(8)夫夫妇之一有致畸因素接触史的孕之一有致畸因素接触史的孕妇(9)具有具有遗传病家族史，又系近病家族史，又系近亲婚配的孕婚配的孕妇28.产前诊断是针对胎儿的诊断，其适应征（P207-209）28.医生在超声波探医生在超声波探头的引的引导下，用一根下，用一根细长的穿刺的穿刺针穿穿过腹壁、子腹壁、子宫肌肌层及羊膜及羊膜进入羊膜腔，抽取入羊膜腔，抽取2030ml羊羊水，以水，以检查其中胎儿其中胎儿细胞的胞的染色体、染色体、DNA、生化成分等，、生化成分等，是目前最常用的一种是目前最常用的一种产前前诊断技断技术。羊膜穿刺法羊膜穿刺法 创伤性性产前前诊断断29.医生在超声波探头的引导下，用一根细长的穿刺针穿过腹壁孕孕中中期期（16-18周周）的的羊水胎儿脱落羊水胎儿脱落细胞胞在在怀孕孕12周周之之前前，一一般般不不采采用用羊羊膜膜穿穿刺刺法法进行行采采样与与诊断断.0.5%的孕的孕妇会出会出现羊膜羊膜炎、胎膜破裂及流炎、胎膜破裂及流产。羊膜穿刺法羊膜穿刺法创伤性性产前前诊断断30.孕中期（16-18周）的羊水胎儿脱落细胞0.5%的孕妇会出现绒毛膜毛膜绒毛取毛取样比羊膜穿刺法更比羊膜穿刺法更早采早采样与与检查的的诊断方法断方法怀孕孕1012周周 但但风险比羊膜穿比羊膜穿刺法要高。流刺法要高。流产率高达率高达2%31.绒毛取样-创伤性产前诊断绒毛膜绒毛取样比羊膜穿刺法更早采样母母母母亲亲外周血中的胎儿有核外周血中的胎儿有核外周血中的胎儿有核外周血中的胎儿有核红细红细胞胞胞胞非侵入性非侵入性非侵入性非侵入性产产前前前前诊诊断断断断 孕孕妇血有核血有核红细胞（胞（NRBC）含量极少，大）含量极少，大约每每1ml母血中只含母血中只含520个胎儿个胎儿细胞，胞，NRBC更少，更少，为每每1ml含含26个胎儿个胎儿细胞，必胞，必须进行分离行分离纯化才能利于化才能利于进一步分一步分析，做析，做产前前诊断。断。正常胎正常胎盘并非是完善的、并非是完善的、细胞透不胞透不过的屏障。在的屏障。在人人类正常妊娠当中，正常妊娠当中，进入母体血液循入母体血液循环中的胎儿血中的胎儿血量估量估计是是0.10.3ml。32.母亲外周血中的胎儿有核红细胞 孕妇血有核红细胞（NRB胚胎植入前胚胎植入前遗传学学诊断断（Preimplantation Genertic Diagnosis，PGD）v PGD主要是主要是对体外受精的胚胎体外受精的胚胎进行行遗传学学诊断。断。v PGD是是辅助生育技助生育技术与分子生物学技与分子生物学技术相相结合而合而发展展的的产前前诊断技断技术，俗称第三代，俗称第三代试管管婴儿。儿。v 从体外受精第从体外受精第3日的胚胎或第日的胚胎或第5日的囊胚取日的囊胚取1-2个卵裂球个卵裂球或部分或部分细胞胞进行核型胚胎移植，取行核型胚胎移植，取样不影响胚胎不影响胚胎发育，育，得到健康下一代。得到健康下一代。33.胚胎植入前遗传学诊断 PGD主要是对体外受精的胚胎进行遗传原理：用已知核苷酸序列原理：用已知核苷酸序列测定未知核苷酸序列。定未知核苷酸序列。方法：分子方法：分子杂交、交、DNA体外体外扩增（增（PCR）、）、DNA测序、序、基因芯片技基因芯片技术，其中最基本技，其中最基本技术是核酸分子是核酸分子杂交技交技术。应用：用：1978年年简悦威（悦威（YW Kan）首次用）首次用DNA重重组技技术进行行镰刀型刀型贫血病血病产前前诊断；断；1982年普遍开始年普遍开始试用基因用基因诊断技断技术；迄今已迄今已对数百种数百种遗传性疾病性疾病进行基因行基因诊断和断和产前基前基因因诊断。断。34.三、基因诊断常用方法及应用原理：用已知核苷酸序列测定未知核苷应用特异性探用特异性探针在复在复杂的待的待检DNA中，利用中，利用碱基互碱基互补配配对的原理来的原理来鉴定其同源定其同源DNA分子分子的的过程程。Southern印迹印迹杂交交ASO斑点斑点杂交交35.应用特异性探针在复杂的待检DNA中，利用碱基互补配对的原理来Southern印迹印迹杂交交-+36.Southern印迹杂交-36.ASO斑点斑点杂交交1986年年，胡胡流流清清等等基基于于点点突突变原原理，用寡核苷酸探理，用寡核苷酸探针进行基因行基因诊断。断。正常探正常探针突突变探探针PKUPKU，ARAR苯丙苯丙酮尿症尿症(AR）37.ASO斑点杂交1986年，胡流清等基于点突变原理，用寡核苷酸PCR技技术：体外快速：体外快速扩增特异性增特异性DNA片断地片断地技技术，使能，使能够达到足达到足够分析的分析的纯度和量。模板度和量。模板DNA可以来自一个可以来自一个细胞，一根胞，一根头发、一滴精斑、一滴精斑等都可以得到有效的等都可以得到有效的扩增。增。PCR-SSCPPCR-RFLP38.PCR技术PCR技术：体外快速扩增特异性DNA片断地技术PCR-SSCP（单链构象多构象多态性）性）1989年年，Orita等等建建立立的的PCR产物物单链DNA凝胶凝胶电泳技泳技术。检测检测无无无无过过氧化氧化氧化氧化氢酶氢酶症症症症1：正常人：正常人2,4,5：纯合体患者合体患者3：杂合体合体(2的弟弟的弟弟)左左为泳泳动变位模式：位模式：A 正常人；正常人；B 纯合体患者合体患者39.PCR-SSCP（单链构象多态性）1989年，Orita等建人群中不同个体基因的核苷人群中不同个体基因的核苷酸序列存在差异酸序列存在差异DNA多多态性。性。DN序列上序列上发生生变化而出化而出现或或丢失某一限制性失某一限制性酶切位点，切位点，使使酶切切产生的片段生的片段长度和数度和数量量发生生变化称化称为RFLP（restriction fragment length polymorphism）。）。40.RFLP(限制性片段长度多态性)人群中不同个体基因的核苷酸镰状状细胞胞贫血血(HbS)：第第57位密位密码子子Mst：CCTNAGGHbA：CCTGAGGAGHbS：CCTGTGGAG 1.2 Kb 0.2KbRFLP(限制性片段限制性片段长度多度多态性性)41.镰状细胞贫血(HbS)：第57位密码子MsXXXXXXXX42.RFLP分析 在亲子鉴定中的作用XXXXXXXX42.犯犯犯犯罪罪罪罪现现场场 1 2 3 4 5 6 743.犯RFLP 分析在法医学中的作用 1 2 3 RFLP分析在分析在遗传病病诊断中的作用断中的作用根据上述分析，根据上述分析，这个胎儿的个胎儿的基因型是：基因型是：1.AS 2.AA 3.SS 4.Unknown44.RFLP分析在遗传病诊断中的作用根据上述分析，这个胎儿的44 DNA序列定序列定45.DNA序列定45.DNA自自动测序序仪采用采用4种不同种不同颜色的色的荧光分光分别标记4种双脱种双脱氧核苷酸，基本氧核苷酸，基本实现了了测序自序自动化。化。46.DNA自动测序仪采用4种不同颜色的荧光分别标记4种双脱氧核苷l成千上万个寡核苷酸或成千上万个寡核苷酸或cDNA探探针密集、密集、规律地排列在律地排列在1cm2大小的硅片或玻璃芯片上，容量可达大小的硅片或玻璃芯片上，容量可达2040万个基因万个基因探探针。l荧光光标记的的DNA或或cDNA样品送到在芯片上与探品送到在芯片上与探针杂交，交，通通过激光共聚焦激光共聚焦显微微镜获取信息取信息,以以计算机系算机系统对荧光信号光信号做出比做出比较和和检测，可迅速得出所需的信息，比常，可迅速得出所需的信息，比常规方法快方法快几十到几千倍。几十到几千倍。47.DNA芯片成千上万个寡核苷酸或cDNA探针密集、规律地排DNA microarray48.DNA microarray48.基因异常基因异常方法方法探探针、引物或限制、引物或限制酶基因缺失基因缺失基因基因组DNA印迹印迹杂交交PCR扩增增缺失基因的探缺失基因的探针引物包括缺失或在缺失部位内引物包括缺失或在缺失部位内点突点突变RFLP分析分析ASO杂交交突突变导致其切点消失的限制致其切点消失的限制酶PCR产物的多物的多态性分析性分析正常和异常的正常和异常的ASO探探针（RFLP、SSCP、DGGE）引物包括突引物包括突变部位部位基因已知基因已知基因内或旁基因内或旁侧序列多序列多态性性基因内或旁基因内或旁但异常不明但异常不明（RFLP、SSCP、AMP-FLP）侧序列探序列探针或引物或引物连锁分析分析 基因未知基因未知与疾病与疾病连锁的多的多态性，性，与疾病与疾病连锁的多的多态如如SSCP、AMP-FLP连锁分析，分析，位点探位点探针或引物或引物RFLP位点位点单体型体型连锁分析分析49.基因异常 方法 探针、引v系系谱分析分析应注意的事注意的事项v染色体染色体检查适适应症症v基因基因诊断断50.系谱分析应注意的事项本章节重点50.