多基因遗传与多基因病

第八章多基因遗传病 本章重点 1 掌握多基因遗传的一些基本概念 多基因遗传 微效基因 易感性 易患性 阈值等 2 掌握多基因遗传性状和多基因遗传病的特点 3 掌握常见的一些多基因遗传病 如先心病 高血压病 冠状动脉病 糖尿病 精神分裂症等 4 掌握多基因遗传病的再发风险的估计 多基因性状 身高 寿命 肤色 彩虹之子 花朵 先天性心脏病 小儿精神分裂症 家族性智力低下 脊柱裂 无脑儿 少年型糖尿病 先天性肥大性幽门狭窄 重度肌无力 先天性巨结肠 气道食道瘘 先天性腭裂 先天性髋脱位 先天性食道闭锁 马蹄内翻足 原发性癫痫 躁狂抑郁精神病 尿道下裂 先天性哮喘 脑积水 多基因疾病 第一节多基因遗传的概念和特点 一种遗传性状或遗传病受两对或两对以上基因的控制 每对基因彼此间没有显性和隐性的关系 每对基因对表型的效应都很小 但是各对基因的作用有积累效应 这种遗传方式称为多基因遗传 一 多基因遗传的定义 多基因遗传 是指生物体和人类的一些遗传性状或遗传病的遗传基础不是一对基因 而是两对或两对以上的多对基因 多基因遗传性状或遗传病不仅受微效基因的作用而且受环境因素的影响 每对基因之间无显性和隐性的区别 而是共显性 每对基因对其遗传性状形成的作用是微小的 又称为微效基因 若干对微效基因的作用可以积累起来 对表型产生有明显的积累效应 为多基因 多基因假说 遗传性状或遗传病的遗传基础是两对或两对以上的多对等位基因 质量性状 单基因遗传的性状或疾病的变异在一个群体中的分布是不连续的 可以明显地将变异个体分为2 3群 2 3群个体间差异显著 二 多基因遗传的特点 如垂体性侏儒患者的身高平均为130厘米 正常人的身高平均为165厘米 这分别决定于基因型aa和Aa AA 苯丙氨酸羟化酶的活性正常人为100 苯丙酮尿患者为0 5 杂合携带者为45 50 这分别决定于基因型AA aa和Aa 120cm165cm 0 5 45 50 100 数量性状 多基因遗传的性状或疾病的变异在一个群体中的分布是连续的 不同个体之间的差异只有数量上的差异 没有质的不同 数量性状 亲代极高个体极矮个体AABBA A B B 子1代中等身高AA BB 子2代 AABB AAB B A A BB A A B B AABB A A BB AA BB AA B B AA BB 数量性状 亲代极高个体极矮个体AABBCCA A B B C C 子1代中等身高AA BB CC 子2代 数量性状的遗传规律 正常人肤色的遗传特点 子1代 子2代均为中间类型子1代有变异 环境影响子2代变异更广泛 多对基因分离并自由组合 环境影响 假设三对非连锁基因控制 A和a B和b C和cA B C 增黑 程度一致a b c 增白 程度一致 比较 多基因遗传的特点 1 两个极端变异的个体杂交后 子1代都是中间类型 由于受环境因素的影响 子1代也有一定的变异范围 2 两个中间类型的子1代个体杂交后 子2代大部分也是中间类型 多对基因的分离和自由组合及环境因素的影响 变异范围更广泛 3 在一个随机杂交的群体中 变异范围很广泛 但是大多数个体接近于中间类型 极端变异的个体很少 变异的产生受多基因遗传基础和环境因素的影响 回归现象 数量性状在遗传过程中 子代将向人群的平均值靠拢 第二节多基因遗传病 多基因遗传病对人类的危害 资料 1 我国大约有20 25 的人患有各种遗传病 每年出生的儿童中 1 3 有先天性缺陷 其中70 80 是由于遗传因素所致 2 15岁以下死亡的儿童中 40 为各种遗传病所致3 自然流产儿中大约50 是染色体异常引起的 危害 患者 后代 家庭 社会 巨大的物质和精神负担 1 易患性 在多基因遗传病中 由遗传基础和环境因素的共同作用 决定一个个体是否易于患病 称易患性 即个体患多基因遗传病的风险 一 易患性与发病阈值 2 易感性 由遗传因素决定的患病风险 仅代表个体所含有的遗传因素 健康者患病者 3 发病阈值 个体患病所需易患性的限度 在一定环境条件下 为患病所需的最低的致病基因数量 多基因病的易患性阈值与平均值距离越近 群体易患性的平均值越高 阈值越低 则群体发病率也越高 反之 两者距离越远 其群体易患性平均值越低 阈值越高 则群体发病率越低 易患性的平均值和阈值距离与患病率关系 指遗传因素即致病基因对疾病易患性变异的贡献大小 用于衡量多基因遗传病中遗传因素所起作用的大小 用百分率 表示 二 遗传度 一种遗传病如果完全由遗传基础决定 其遗传率就是100 一些多基因病中 遗传度可高达70 80 其环境因素作用小 而遗传度越低 30 40 则环境因素的作用越大 某些常见多基因病的遗传率 环境因素作用较明显 又称多因子遗传病 三 多基因病的遗传特点 发病率较高 多为常见病 发病率大多超过1 1000 有明显家族倾向 但不符合单基因病的遗传方式 患者同胞发病率常远低于单基因病 1 2 1 4 为1 10 近亲婚配时子女发病风险增高 但不如常染色体隐性遗传那样显著 这可能与多基因的累加作用有关 随着亲属级别降低 发病风险迅速下降 一 多基因病有家族聚集倾向 如 唇裂的群体发病率0 17 患者一级亲属的发病率为4 二级亲属的发病率为0 7 三级亲属的发病率为0 3 随着亲属级别降低 发病风险迅速下降 四 多基因遗传病再发风险的估计 二 家属中多基因病患者成员越多 再发风险越高 如 生育了一个唇裂患儿 再次生育的发病风险为4 如生育了两个唇裂患儿 再次生育的发病风险为10 三 患者病情越重 亲属发病风险越高 基因的累加效应 因为病情严重的患者必定带有更多的易患基因 其父母也会带有较多的易患基因使易患性更接近阈值 所以 再次生育时的再发风险也相应地增高 单侧唇裂 同胞的发病风险为2 46 单侧唇裂 腭裂 同胞的发病风险为4 双侧唇裂 腭裂 同胞的发病风险为5 6 四 发病率有性别差异时 发病率低的性别患者的亲属发病风险高 先天性幽门狭窄 发病率0 5 发病率0 1 患者的儿子发病率5 5 女儿发病率2 4 患者的儿子发病率19 4 女儿发病率7 3 常见的慢性疾病 原发性高血压 糖尿病 动脉粥样硬化 冠心病 精神分裂症 哮喘 癫痫 常见先天畸形 唇裂 腭裂 脊柱裂 无脑儿 短指或缺指 先天性心脏病 先天性幽门狭窄 先天性髋脱臼 先天性肾缺乏 先天性巨结肠症等 常见多基因病举例 先天畸形的病因既有遗传因素 单基因 染色体异常 也有环境因素 还有两者共同的作用 故后者属于多基因遗传 常见多基因病举例 某些先天畸形 大约1 2 的新生儿存在严重的畸形 但多数尚能存活 常见的慢性疾病 1 冠状动脉病 coronaryarterydisease CAD 遗传因素如男性 家族史 高脂血症 高血压 糖尿病 肥胖症等 非遗传因素如吸烟 不活动 精神紧张等 因而增高了患该病的风险 常见多基因病举例 遗传因素 分子遗传学研究表明 该病和两个重要的基因 即血管紧张素转化酶基因 ACE1 和血管紧张素原基因 AGT 有关 环境因素 在高血压病的发病中 环境因素 精神紧张 高盐食物等 也是众所周知的 常见多基因病举例 2 高血压病 hypertension 常见多基因病举例 环境因素 临床上患者多食 多饮 随病程进展可出现心血管 肾 眼及周围神经等病变 遗传因素 近年用糖尿病大白鼠模型研究 认为该病可能与3个以上基因有关 3 糖尿病 diabetesmellitus DM 环境因素 妊娠期间病毒感染 出生时并发窒息 社会环境等 遗传因素 染色体异常 脆性染色体 易位 部分三体 倒位 缺失 非整倍体 基因突变 常见多基因病举例 4 精神分裂症 schizophrenia 精神分裂症 ZNF804A基因 环境因素 过敏源 呼吸道感染 职业病 药物 运动 神经精神因素等 遗传因素 多基因遗传 常见多基因病举例 5 哮喘 bronchialasthma 1 先天性心脏病 congenitalheartdisease CHD 胎儿时期心血管发育异常造成的心血管畸形美国先天性心血管病的发病率为8 1 我国约为2 7 最常见类型 室缺 房缺 动脉导管未闭 单纯性肺动脉狭窄 法乐氏四联症 主动脉瓣狭窄 主动脉缩窄 占全部先心的75 常见先天畸形 2 神经管缺陷 neuraltubedefect NTD 是一组包括无脑儿 脊柱裂等疾病的严重BD我国每年约有8 10万NTD胎儿出生妊娠第3周 第4周末 神经管形成和闭合期 所有能干扰其正常发育的因素 遗传 环境 都可使神经管的闭合发生障碍 从而产生NTD 课堂小结 课堂小结 1 多基因遗传的概念和特点 2 多基因遗传病 思考题一 名词解释 1 多基因遗传2 易患性3 阈值3 遗传率二 多基因遗传病的特点