遗传病的诊断课件

遗 传 病 的 诊 断 1 第 十 二 章 遗 传 病 的诊 断 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 2 普 遍 性 诊 断 原 则 是 与 诊 断 一 般 疾 病 相 同的 方 法 ， 即 通 过 对 病 史 、 症 状 、 体 征 、 实 验 室 检 查 和 其他 诊 断 技 术 所 获 得 的 资 料 进 行 归 纳 分 析 ， 同 时 排 除 拟 诊疾 病 ， 然 后 确 立 诊 断 。 但 由 于 遗 传 病 种 类 繁 多 ， 特 殊 的 病 因 分 子 基 础 ， 以及 不 同 的 遗 传 病 存 在 许 多 相 似 的 症 状 和 体 征 ， 故 除 一 般诊 断 方 法 外 ， 尚 需 辅 以 遗 传 学 的 特 殊 诊 断 手 段 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 3 真 正 确 诊 一 种 疾 病 是 否 为 遗 传 病 ， 往 往 是 比较 困 难 的 ， 除 采 用 一 般 疾 病 的 诊 断 方 法 ， 还 必 须辅 以 遗 传 学 特 殊 的 诊 断 手 段 ， 如 系 谱 分 析 、 染 色体 检 查 、 生 化 检 查 、 基 因 诊 断 、 皮 纹 分 析 、 产 前诊 断 等 。 近 年 来 ， 随 着 分 子 生 物 学 的 飞 速 发 展 ， 基 因诊 断 具 有 特 异 性 强 、 准 确 性 好 、 效 率 高 等 优 点 ，已 成 为 诊 断 某 些 疑 难 遗 传 病 的 主 要 手 段 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 4 n 根 据 诊 断 时 期 的 不 同 ， 可 分 为 ：n 产 前 诊 断 ；n 症 状 前 诊 断 ；n 现 症 病 人 诊 断 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 53 4 病 史 、 症 状 和 体 征 细 胞 遗 传 学 检 查系 谱 分 析 生 物 化 学 检 查2Chapter 01 遗传病的常规诊断21 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 6 一 、 遗 传 病 的 临 床 诊 断n 1.病 史 除 应 了 解 一 般 病 史 外 ， 还 应 着 重 采集 与 遗 传 病 家 族 聚 集 现 象 有 关 的 以 下 项 目 ： 家 族 史 ： 整 个 家 系 患 同 种 疾 病 的 病 史 ， 能充 分 反 映 患 者 父 系 和 母 系 各 家 族 成 员 发 病 情况 。 婚 姻 史 ： 结 婚 的 年 龄 、 次 数 、 配 偶 的 健 康状 况 及 是 否 为 近 亲 婚 配 。 生 育 史 ： 生 育 年 龄 、 子 女 数 及 其 健 康 状 况 ，有 无 流 产 、 死 产 、 早 产 史 、 畸 胎 等 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 7 2.症 状 与 体 征 n 遗 传 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 临 床 表 现 ， 甚 至 形 成特 异 性 症 候 群 。 得 出 对 疾 病 的 初 步 印 象 ， 为进 一 步 选 择 其 他 检 查 提 供 帮 助 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 8 n 智 力 低 下n 黄 疸n 白 内 障n 肝 脾 肿 大l 智 力 发 育 不 全l 毛 发 黄l 腐 臭 味 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 9 n 面 似 满 月n 生 长 缓 慢n 哭 声 象 猫叫l副 性 征 发 育 不 良l继 发 /原 发 性 闭 经l身 体 矮 小l肘 外 翻 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 10 二 、 系 谱 分 析 n 系 谱 分 析 是 指 通 过 调 查 先 证 者 家 庭 成 员 的 发病 情 况 ， 绘 出 系 谱 ， 以 确 定 疾 病 遗 传 方 式 的一 种 方 法 。n 经 过 分 析 有 助 于 判 断 ：n 明 确 是 否 是 遗 传 病n 区 分 单 基 因 病 和 多 基 因 病n 遗 传 方 式n 确 定 家 系 中 每 个 成 员 的 基 因 型n 预 测 再 发 风 险 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 11 （ 一 ） 系 谱 分 析 时 应 注 意 的 事 项 是 ：n 系 谱 的 系 统 性 、 完 整 性 。 n 一 个 完 整 的 系 谱 应 有 3代 以 上 家 庭 成 员 的 患 病情 况 、 婚 姻 状 况 及 生 育 情 况 ； 还 要 注 意 资 料真 实 性 。 n 注 意 某 些 遗 传 病 表 现 为 延 迟 显 性 ， 影 响 分 析的 准 确 性 。n 应 注 意 某 些 外 显 不 全 遗 传 病 呈 隔 代 遗 传 现 象 。n 注 意 新 的 基 因 突 变 误 认 为 隐 性 遗 传 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 12 n 应 注 意 遗 传 异 质 性 ， 是 不 同 疾 病 误 认 为 同一 种 疾 病 。n 应 注 意 显 性 和 隐 性 概 念 的 相 对 性 。n 抗 维 生 素 D佝 偻 病 n 低 磷 酸 血 症 为 遗 传 标 志 XDn 佝 偻 病 畸 形 不 符 合 孟 德 尔 遗 传n X-线 检 查 骨 早 期 变 化 不 完 全 显 性 遗 传 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 13 （ 二 ） 判 断 遗 传 系 谱 的 步 骤 ： 先 判 显 隐 性 判 断 是 伴 性 遗 传 还 是 常 染 色 体遗 传 验 证 遗 传 方 式 。1.判 断 显 隐 性n 患 者 比 例 较 高 ， 连 续 遗 传 为 显 性n 患 者 比 例 较 低 ， 隔 代 遗 传 为 隐 性2.判 断 遗 传 方 式n 患 者 男 女 比 例 接 近 为 常 染 色 体 遗 传 ；n 男 患 者 女 患 者 ， 为 伴 X隐 性 遗 传 ； n 女 患 者 男 患 者 ， 为 伴 X显 性 遗 传 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 14 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 15 示正常男女 示患病男女 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 16 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 17 三 、 皮 纹 分 析n 染 色 体 病 病 人 的 皮 肤 纹 理 具 有 值 得 注 意 的 特征 性 变 化 ， 在 遗 传 病 诊 断 中 具 有 一 定 的 诊 断价 值 ， 注 意 正 常 人 也 可 出 现 “ 异 常 ” 皮 纹 ，n 每 个 人 都 有 特 殊 的 皮 肤 纹 理 ， 在 胚 胎 的 第 14周 就 已 形 成 ， 出 生 后 定 形 且 终 生 不 变 ， 说 明皮 纹 具 有 重 要 的 遗 传 基 础 。n 正 常 人 也 可 出 现 “ 异 常 ” 皮 纹 ， 皮 纹 分 析 仅可 作 为 某 些 遗 传 病 诊 断 的 初 筛 手 段 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 18 掌 褶 纹 还 常 见 四 种 变 异 类 型 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 19 常 见 染 色 体 病 患 者 的 皮 纹 特 征病 例 指 纹 掌 纹 拇 趾 球 部 纹 理5p- 斗 形 纹 比 例 大 TFRC高 t 双 侧 或 单侧 通 贯 手 正 常13三 体 弓 形 纹 较 多 TFRC低 t 2/3通 贯 手 42 腓 弓18三 体 弓 形 纹 比 例 极 高 TFRC极 低 甚 至 为 0 25 为 t40第 5指 1条 指 褶 正 常21三 体 尺 侧 比 例 高 60 TFRC低第 4或 第 5指 桡 箕 t 50 通 贯 手 第 5指 1条 指 褶 胫 弓45， X 大 箕 或 小 斗 TFRC高 t 异 常 大 的 斗 或箕 形 纹 47， XXY 弓 形 纹 较 多 正 常 正 常 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 20 四 、 细 胞 遗 传 学 检 查 n 主 要 适 用 于 染 色 体 异 常 综 合 征 的 诊 断 。 它 可 以 从 形态 学 的 角 度 直 接 观 察 染 色 体 数 目 、 结 构 等 是 否 出 现异 常 。 主 要 包 括 以 下 两 种 检 查 方 法 。n （ 一 ） 染 色 体 检 查 核 型 分 析n （ 二 ） 性 染 色 质 (包 括 X染 色 质 和 Y染 色 质 )的 检 查n （ 三 ） 染 色 体 荧 光 原 位 杂 交 (FISH) 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 21 染 色 体 检 查 的 适 应 征 ： n 有 原 因 不 明 的 智 力 发 育 不 全 ， 生 长 发 育 异 常 ， 先 天 畸 形 及 特殊 皮 纹 ；n 已 生 育 过 先 天 畸 形 或 染 色 体 异 常 患 儿 的 父 母 ；n 夫 妻 一 方 有 染 色 体 异 常 ， 如 平 衡 结 构 重 排 、 嵌 合 体 ；n 原 发 性 闭 经 和 女 性 不 孕 症 患 者 ；n 有 习 惯 性 流 产 史 的 夫 妇 双 方 ；n 疑 为 Down综 合 症 、 tuner综 合 症 、 killifiter综 合 症 、 两 性畸 形 ；n 疑 为 脆 性 X染 色 体 综 合 症 的 患 儿 及 其 父 母 ；n 疑 为 各 种 标 记 染 色 体 的 恶 性 肿 瘤 患 者 ； n 无 精 子 症 和 男 性 不 育 症 患 者 ；n 35岁 以 上 高 龄 孕 妇 （ 产 前 诊 断 ） ；n 接 触 各 种 致 畸 物 质 者 ；n 疑 为 肿 瘤 患 者 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 22 染 色 体 荧 光 原 位 杂 交 (FISH) 13号 染 色 体 21号 染 色 体 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 23 荧 光 原 位 杂 交 （ FISH） ：n 应 用 荧 光 素 标 记 的 DNA探 针与 标 本 进 行 原 位 杂 交 后 ， 使杂 交 区 域 发 出 荧 光 。n 优 点 ： 快 速 、 安 全 灵 敏 度 高 特 异 性 强 。 n 图 示 为 18三 体 综 合 征 患 者 的FISH检 测 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 24 性染色质检查Y染 色 质 检 查 X染 色质 检 查 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 25 五 、 生 化 检 查 n 生 化 检 查 是 以 生 化 手 段 定 性 、 定 量 地 分 析 酶 、蛋 白 质 及 其 代 谢 产 物 ， 是 临 床 上 诊 断 单 基 因 病的 首 选 方 法 。 其 中 最 常 见 的 是 检 查 酶 的 缺 陷 。 n 检 测 的 材 料 ： 血 清 、 活 体 组 织 (肝 、 肾 、 皮 肤 、甲 状 腺 、 肠 粘 膜 等 )以 及 培 养 的 成 纤 维 细 胞 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 26 如 苯 丙 酮 尿 症 病 人 ， 可 根 据 其 血 清 中 的 苯丙 氨 酸 浓 度 增 高 ， 尿 液 中 含 有 苯 丙 酮 酸 作 出 诊断 。 白 化 病 患 者 可 根 据 毛 囊 中 酪 氨 酸 酶 活 性 降低 作 出 诊 断 。 目 前 已 有 200种 左 右 的 蛋 白 质 和 酶 活 性 异 常可 以 通 过 电 泳 、 层 析 、 免 疫 、 氨 基 酸 顺 序 分 析等 技 术 进 行 检 测 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 27 产 前 诊 断n 1、 甲 胎 蛋 白 AFPn 2、 游 离 绒 毛 膜 促 性 腺 激 素 Free- HCGn 3、 妊 娠 相 关 血 浆 蛋 白 PAPP- A 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 28 六 、 基 因 诊 断 (一 )概 念 基 因 诊 断 是 指 以 DNA或 者 RNA为 诊 断 材 料 ，应 用 分 子 生 物 学 技 术 ， 通 过 检 查 基 因 结 构 及 其表 达 功 能 来 诊 断 疾 病 的 方 法 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 29 （ 二 ） 特 点 和 优 点 1.以 探 测 基 因 为 目 标 ， 属 于 “ 病 因 诊 断 ” ， 针对 性 强 。 基 因 诊 断 的 出 现 使 人 们 对 疾 病 的 诊 断 模 式由 传 统 的 表 型 诊 断 过 渡 为 现 在 的 基 因 型 诊 断 或 称 逆向 诊 断 。 它 和 传 统 的 表 型 诊 断 方 法 的 主 要 差 异 在 于 直 接从 基 因 型 推 断 表 现 型 ， 即 越 过 基 因 产 物 直 接 检 测 基因 结 构 的 改 变 （ 如 单 个 碱 基 置 换 、 缺 失 、 插 入 、DNA的 多 态 现 象 和 遗 传 病 的 遗 传 异 质 性 等 ） 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 30 2.基 因 诊 断 取 材 来 源 广 泛 。 可 以 是 机 体 各种 组 织 的 有 核 细 胞 ， 因 此 基 因 诊 断 不 受 取 材 细胞 类 型 和 个 体 发 育 阶 段 的 限 制 ， 可 以 做 出 现 症病 人 的 诊 断 及 产 前 、 发 病 前 的 早 期 诊 断 。3.利 用 基 因 探 针 进 行 检 测 ， 灵 敏 度 高 、 特 异性 强 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 31 4.基 因 探 针 可 以 是 任 何 来 源 、 任 何 种 类 ；其 检 测 目 标 可 以 是 一 个 特 定 基 因 或 一 种 特 定 基 因 组合 ； 可 以 是 内 源 基 因 或 外 源 基 因 。 因 此 ， 基 因 探 针适 用 性 强 ， 诊 断 范 围 广 。 5.被 检 测 的 基 因 是 否 处 于 活 化 状 态 对 基 因 诊 断并 不 重 要 ， 因 此 可 对 那 些 有 组 织 和 分 化 阶 段 表 达 特异 性 的 基 因 及 其 异 常 进 行 检 测 和 诊 断 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 32 此 外 ， 随 着 分 子 生 物 学 技 术 的 飞 速 发 展 ，从 基 因 水 平 上 诊 断 遗 传 病 的 病 种 越 来 越 多 ， 操作 上 日 趋 简 单 、 方 便 、 快 速 、 准 确 。 所 以 基 因诊 断 是 诊 断 遗 传 病 最 有 前 途 的 方 法 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 33 原 理n 用 已 知 的 核 苷 酸 序 列 测 定 未 知 的 核 苷 酸 序 列 。n 主 要 包 括 分 子 杂 交 、 DNA体 外 扩 增 （ PCR） 、DNA单 链 构 象 多 态 分 析 法 等 ， 其 中 最 基 本 的 技术 是 核 酸 分 子 杂 交 技 术 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 34 基 因 诊 断 的 工 具n 探 针n 限 制 性 内 切 酶 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 35 基 因 诊 断n 1、 特 异 性 寡 核 苷 酸 探 针 杂 交n 2、 Southern印 迹 杂 交n 3、 RFLP连 锁 分 析n 4、 PCR 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 36 1、 等 位 基 因 特 异 性 寡 核 苷 酸 探 针 杂 交n 原 理 ： 碱 基 互 补 配 对 原 则n 镰 形 细 胞 贫 血 的 基 因 诊 断n 已 知 突 变 基 因 编 码 珠 蛋 白 链 的n 第 6位 密 码 子n GAG GTGn 谷 Aa 缬 Aa 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 37 2. Southern 印记杂交原 理 ： 将 待 检 测 的 DNA分 子 用 /不 用 限 制 性 内 切 酶 消 化后 ， 通 过 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 进 行 分 离 ， 继 而 将 其 变 性 并按 其 在 凝 胶 中 的 位 置 转 移 到 硝 酸 纤 维 素 薄 膜 或 尼 龙 膜上 ， 固 定 后 再 与 同 位 素 或 其 它 标 记 物 标 记 的 DNA或 RNA探 针 进 行 反 应 。 如 果 待 检 物 中 含 有 与 探 针 互 补 的 序 列 ，则 二 者 通 过 碱 基 互 补 的 原 理 进 行 结 合 ， 游 离 探 针 洗 涤后 用 自 显 影 或 其 它 合 适 的 技 术 进 行 检 测 ， 从 而 显 示 出待 检 的 片 段 及 其 相 对 大 小 。用 途 ： 检 测 样 品 中 的 DNA及 其 含 量 ， 了 解 基 因 的 状 态 , 如 是 否 有 点 突 变 、 扩 增 重 排 等 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 38 Southern Blot 操 作 步 骤 ：DNA 琼 脂 糖 电 泳 印 迹 转 移 预 杂 交 杂 交 （ 变 性 探 针 ） 洗 膜 放 射 自 显 影 或 显 色 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 39 镰形红细胞贫血症的分子诊断1.35Kb1.15Kb 脯 缬 谷 脯 谷 谷 第 号染 色 体MstII识 别 顺 序 MstII MstII CCTNAGG 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 401.35Kb1.15Kb 凝 胶 电 泳 图 HbAHbA HbAHbS HbSHbS 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 41 3、 RFLP连 锁 分 析n DNA多 态 性 ： SNP、 STRn RFLP： 不 同 个 体 的 DNA用 用 一 种 限 制 性 内 切 酶切 割 时 ， DNA片 段 长 度 会 出 现 差 异 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 42 n 已 知 限 制 酶 MstIIn 识 别 序 列 MstII 1.15kbn n CCTG AGG 1.35kb xn proben CCTGTGGn 突 变 后 不 能 识 别 ，n 酶 切 位 点 消 失 ， 限 制 酶 切 片 段 长 度 发 生 变 化 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 43 限 制 酶 切 片 段 电 泳 后 ， Southern Blot检 测 ， 结 果 ： 1.35kb1.15kb / / S S/ S 正 常 镰 状 镰 状 贫 血 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 44 4、 PCRn 聚 合 酶 链 反 应 ： 在 体 外 大 量 扩 增 DNA或 RNA分子 的 技 术n 1983年 ， 美 国 科 学 家 穆 里 斯 （ Karl.Mullis）发 明 PCR技 术 ， 并 于 1993年 获 得 诺 贝 尔 化 学 奖 具 有 特 异 、 敏 感 、 产 率 高 、 快 速 、 简 便 、重 复 性 好 、 易 自 动 化 等 突 出 优 点 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 45 准 备 PCR反 应 混 合 物n 将 各 种 组 分 放 到试 管 内n 包 括 四 种 核 苷 酸 ，DNA聚 合 酶 以 及 酶反 应 时 需 要 的 离子 ， 引 物 n 最 后 加 入 模 板 DNA，闭 管 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 46 步 骤 一 ： 变 性 n 利 用 高 温 将 DNA双 链 分 解 成 两 条 单 链 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 47 步 骤 二 ： 复 性n 降 低 温 度 使 引 物 结 合 到 互 补 的 DNA单 链 模 板上 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 48 步 骤 三 ： 延 伸n 温 度 升 到 DNA聚 合 酶 最 佳 活 性 温 度 ， 合 成 新 的 互 补 DNA链 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 49 多 次 循 环n 多 次 循 环 就 可 以 大 量 复 制 模 板DNA 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 50 最 后 得 到 巨 量 产 物 n 经 过 几 十 次 的 温 度 循 环 ， 就 能 得 到 天 文 数 字 般 多 的 复 制 产 物 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 51 三、分子诊断技术的应用基 因 诊 断 在 遗 传 病 中 的 应 用例 如 ： 镰 状 细 胞 贫 血 的 基 因 诊 断n 酶 解 正 常 人 DNA和 患 者 DNA， 用 标 记 的 珠 蛋 白 基因 为 探 针 作 Southern杂 交 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 52 镰状细胞贫血的基因诊断限制性内切酶Mst切割的序列是CCTNAGG（其中N是任何一种核苷酸），切割正常DNA产生1.1kb珠蛋白的DNA片段；若切割患者DNA时，由于AT破坏了Mst的位点，便形成1.3kb珠蛋白的DNA片段。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 53 例 如 ： 血 友 病 A的 基 因 诊 断 n PCR技 术 与 RFLP相 结 合 的 方 法 。 首 先 用 PCR技 术 将 包 含 突 变 DNA的 片 段 扩 增出 来 ， 然 后 用 识 别 该 位 点 的 限 制 酶 来 酶 解 ， 电 泳后 直 接 检 测 多 态 性 位 点 的 状 态 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 54 基 因 诊 断 在 肿 瘤 中 的 应 用n ras基 因 突 变 的 检 测 ras基 因 突 变 的 检 测 可 采 用 PCR-ASO方 法 进 行 ，已 知 ras基 因 突 变 的 热 点 在 12、 13及 61密 码 子 。n p53基 因 的 检 测 目 前 常 用 PCR法 进 行 检 测 p53突 变 的 热 点 是 外 显 子5-8， 一 般 可 先 选 用 外 显 子 5-8的 引 物 进 行 扩 增 ， 其 后 再 进行 突 变 位 点 的 详 尽 分 析 ， 甚 至 测 序 。 另 一 初 步 检 测 p53基因 突 变 的 方 法 为 PCR-SSCP， 然 后 测 序 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 55 DNA分 型 DNA分 型 也 分 子 诊 断 的 重 要 内 容 ， 特 别 是 在研 究 检 测 HLA类 型 、 T细 胞 受 体 类 型 等 方 面 具 有 重要 意 义 ， 而 分 型 的 结 果 对 研 究 疾 病 关 联 的 基 因 类型 和 疾 病 易 感 性 基 因 等 方 面 具 有 较 大 的 价 值 。 医 学 遗 传 学 遗 传 病 的 诊 断 56 Thank You Very Much!