醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)——遺傳病的診斷與防治

1、遺傳病的診斷與防治Diagnosis, Therapy and Prevention of Genetic Disorders,課本： P221-251講義：P74,,遺傳病的診斷、治療與預(yù)防,隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展，許多傳染性疾病已逐漸得到控制，從而使得遺傳病在人類疾病中的比例呈上升趨勢。因此，要求臨床醫(yī)生都應(yīng)具備遺傳病診斷和防治必要的基礎(chǔ)知識。,,第一節(jié) 遺傳病的診斷,,遺傳病診斷的主要內(nèi)容：,1、病史采集2、癥狀與體征3、家

2、系分析4、臨床實驗室診斷,,一、病史采集,個人病史家族病史婚育史,為什么遺傳病的診斷強調(diào)病史的采集？,,病史采集利于正確診斷,先癥者25歲出現(xiàn)心絞痛，因年輕被排除冠狀動脈疾??；30歲時心臟病發(fā)作，再次因年輕被排除心臟病。診斷再次被錯過。,家族性高膽固醇血癥系譜,病例1,,病史采集利于正確診斷,先癥者是一位白人廣告商。如果醫(yī)生獲得他的父親和叔叔有早發(fā)冠狀動脈疾病的家族史，他應(yīng)該被診斷為患有家族性高膽固醇血癥，并早期進行治療。因遺

3、傳病史的確定，他的三個孩子被檢出都有嚴(yán)重的高膽固醇血癥，但得到及時治療。,,病例 2. 乳腺癌,,病史采集利于正確診斷,某女26歲因胸部腫塊就診。醫(yī)生因她太年輕而沒有考慮乳腺癌發(fā)生的可能性，建議她半年后復(fù)診。4個月后她發(fā)生嚴(yán)重背痛，被診斷為乳腺癌骨轉(zhuǎn)移。如果了解她的家族史，就不會忽略病情了。,,病史采集利于正確預(yù)后,先癥者曾因運動異常被診斷為疑似舞蹈癥。家系調(diào)查，證實該家系中患者僅有運動異常癥狀，而無任何智力低下和短壽現(xiàn)象。,一個良性

4、舞蹈癥家系系譜,,,病史采集利于預(yù)防,通過先癥者了解家族病史，并對她的女兒進行了及時檢查和手術(shù)，防止了結(jié)腸癌的發(fā)生。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,66,44,25,23,19,家族性結(jié)腸多發(fā)息肉家系系譜,,,病史采集利于預(yù)防,先癥者的子女得到及時檢查和治療,家族性高膽固醇血癥系譜,,病史采集利于預(yù)防,安吉麗娜·朱莉,二、癥狀與體征,注意遺傳病的特殊性征候群例1：染色體病的共同特征

5、 智力低下， 生長發(fā)育遲緩， 多發(fā)畸形。,Down syndrome,,例 2. marfan’s syndrome,,,三、家系分析,（一）通過調(diào)查繪制系譜 注意完整性和準(zhǔn)確性（二）確定單基因病或多基因?。ㄈ┐_定單基因病的遺傳方式,,四、臨床實驗室診斷,（一）細(xì)胞遺傳學(xué)（染色體）檢查 （二）生化檢查（三）分子診斷,,（一）細(xì)胞遺傳學(xué)（

6、染色體）檢查,方法：染色體核型分析 染色體原位雜交,,熒光原位雜交技術(shù)（fluorescence in situ hybridization），簡稱FISH,1、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；（2）不明原因的流產(chǎn)、死胎、新生 兒死亡及畸胎史的夫婦及其親屬；（3）先天性不孕、不育者及其配偶；,,染色體檢查的指征,（4） 兩性畸形者、性征發(fā)

7、育不全者（5）家族中有染色體異常或先天畸形者（6）長期接受X線、電離輻射的人員（7） 身材高大、性情暴躁的男性等,,2、染色體檢查的材料來源,血液（外周血、臍帶血）羊水細(xì)胞骨髓胸腹水病理組織,,（二）生化檢查,根據(jù)不同遺傳病的缺陷特點，生化檢查主要是針對酶和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能活性、反應(yīng)底物、中間產(chǎn)物、終產(chǎn)物等的質(zhì)和量的變化的檢測。例：通過檢測尿中苯丙酮酸或血中苯丙氨酸診斷苯丙酮尿癥,,（三）分子診斷(基因診斷),分子診

8、斷是應(yīng)用分子生物學(xué)方法檢測患者的基因結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平變化的技術(shù)。檢測材料包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)。DNA檢測可查明基因結(jié)構(gòu)變化情況，RNA和蛋白質(zhì)檢測可反映基因的表達(dá)水平。,,例：地中海貧血檢測報告,血液學(xué)檢驗報告（MCV ↓和MCH↓)肽鏈分析報告 ζ α β Gγ Aγ 其他α地貧基因分析報告 1、東南亞缺失型α地

9、貧-1 2、- α3.7缺失型地貧-2 3、- α4.2缺失型地貧-2 4、Hb constant spring 突變,MCV≦80fLMCH ≦27pg,1、分子診斷的基本技術(shù)——核酸分子雜交,（1）斑點印記雜交（2）原位雜交（3）聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) （4）基因芯片技術(shù),,2、基因診斷技術(shù)的應(yīng)用,遺傳病的診斷腫瘤的診斷,,例1：鐮狀細(xì)胞貧血癥的檢驗,,第二節(jié) 遺傳病的治療,遺傳病具有與生俱來或早發(fā)病、

10、終生性和難以治愈的特點。治療的目的：矯正畸形、調(diào)節(jié)機能、改善癥狀，提高患者的生命質(zhì)量。,,一、遺傳病的傳統(tǒng)治療方法,傳統(tǒng)上，對遺傳病的治療通常采取對癥治療的策略，包括： 手術(shù)治療 藥物治療 飲食治療,,Surgery Treatment 手術(shù)治療,,marfan’s syndrome,,藥物治療和飲食治療原則,藥物治療和飲食治療主要是針對遺傳病的代謝異常而實施的，其治療原

11、則是： 禁其所忌 去其所余 補其所缺,,禁其所忌,例1：苯丙酮尿癥（PKU）,體征與癥狀：（1）患兒帶有“鼠臭味”；（2）智力發(fā)育遲緩；（3）皮膚、毛發(fā)和虹膜色素減退，頭發(fā)呈赤褐色,,苯丙酮尿癥病因,苯丙氨酸羥化酶缺乏,飲食療法：限制苯丙氨酸的攝入， 避免神經(jīng)損傷。,,,例1：對患有半乳糖血癥嬰兒禁用人乳和牛乳喂養(yǎng)，患兒會得到正常

12、發(fā)育。G-6-PD缺乏者禁服用抗瘧疾藥、解熱鎮(zhèn)痛藥、呋喃類藥、磺胺類藥等以及禁食蠶豆。,,去其所余,對于一些因酶促反應(yīng)障礙，導(dǎo)致體內(nèi)貯積過多的代謝產(chǎn)物，可使用各種理化方法將過多的毒物排除或抑制其生成，使患者的癥狀得到明顯的改善。,,去其所余的方法,螯合劑促排泄劑法代謝抑制劑平衡清除法血漿置換法,,例1：青霉胺治療肝豆?fàn)詈俗冃?肝豆?fàn)詈俗冃允且环N銅代謝障礙性疾病。給患者服用青霉胺（一種螯合劑），可除去患者體內(nèi)堆積的銅離子。,,,

13、Case 2. Thalassemia,Defetoxamine （去鐵胺） can eliminate the accumulation of iron in patients with thalassemia.,Chelating Agent （螯合劑法）,,Case 3. Familial Hypercholesterolemia（家族性高膽固醇血癥）,Cholestyramine （消膽胺）Facili

14、tate cholesterol excreting from the body.,Facilitative egesting （促排泄法）,,病史采集利于正確診斷,先癥者25歲出現(xiàn)心絞痛，因年輕被排除冠狀動脈疾??；30歲時心臟病發(fā)作，再次因年輕被排除心臟病。診斷再次被錯過。,家族性高膽固醇血癥系譜,病例1,,例：消膽胺治療家族性高膽固醇血癥,消膽胺（一種促排泄劑）可結(jié)合腸道中的膽酸排出體外，并促使膽固醇更多地轉(zhuǎn)化為膽酸排出體外，降低患

15、者血中膽固醇水平。,,家族性高膽固醇血癥患者手背上的因膽固醇堆積而生成的黃留,,Case 3. Familial Hypercholesterolemia,Exchange transfusion and plasmapheresis （血漿置換法） eliminate the accumulation of cholesterol,,血漿置換或血漿過濾,用血漿置換方法除去大量含有毒物的血液。 用血漿過濾方法除去

16、血液中大量有害物　 例如：應(yīng)用于重型高膽固醇血癥的治療。,,利用代謝抑制劑,例如：用別嘌呤醇抑制黃嘌呤氧化酶，可減少體內(nèi)尿酸的形成，可用于治療原發(fā)性痛風(fēng)和自殘綜合征。,,平衡清除法,對于某些溶酶體貯積癥，由于其沉積物可彌散入血，并保持血與組織之間的動態(tài)平衡。如果把一定的酶制劑注入血液以清除底物，則平衡被打破，組織中沉積物可不斷進入血液而被清除。,,補其所缺,例1：對于某些因X染色體畸變所引起的女性疾病，可以補充雌激

17、素，使患者的第二性征得到發(fā)育，也可以改善患者的體格發(fā)育。例2：糖尿病患者注射胰島素等均可使癥狀得到明顯的改善。但這種補充常需終生進行才能維持療效。,,補其所缺（ Supplementation ）,某些遺傳病可通過直接補充病人所缺乏的物質(zhì)得以改善。,,Supplementation （補其所缺）,,二、遺傳病的基因治療,基因治療是將DNA或RNA轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)以治療疾病的方法。,,（一）基因治療的途徑,體細(xì)胞基因治療生殖細(xì)胞基因治療

18、 目前針對人類遺傳病基因治療都采用體細(xì)胞基因治療途徑。,,（二）基因治療的策略,基因異常是遺傳病發(fā)生的根源，基因治療就是通過導(dǎo)入DNA或RNA片段，去替代突變基因、修復(fù)突變基因、去抑制或調(diào)節(jié)基因使基因能正常表達(dá)，以達(dá)到治療的目的。,,（二）基因治療的策略,,基因修正 （ Correction ）基因替換 （ Replacement ）基因增強 （ Augmentation ）基因干擾 （ Interference

19、）,怎樣對付突變基因 ?,,1、基因修正（gene correction）,基因修正是指在缺陷基因的突變點上直接進行修復(fù)，使其在質(zhì)和量上正常表達(dá)的方法。,,2、基因替換（gene replacement）,基因替換是指將特定的外源正?；?qū)胩囟?xì)胞，通過定位重組，原位替換缺陷基因的方法。,,3、 基因增強 （gene augmentation）,基因增強是將正常外源基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其他細(xì)胞，其表達(dá)產(chǎn)物可以補償缺陷細(xì)胞

20、在功能上的不足，或是使原有的功能得到加強。目前，遺傳病的基因治療多采用此策略。,,4、 基因干預(yù)（gene interference）,基因干預(yù)是通過導(dǎo)入DNA或RNA抑制某個基因或破壞某個基因，以達(dá)到治療疾病的目的。,,（三）基因治療的基本方法,基因治療是要把外源基因通過特定的方式轉(zhuǎn)移到靶細(xì)胞中，并讓外源基因在靶細(xì)胞中發(fā)揮作用。因此，外源基因的轉(zhuǎn)移和靶細(xì)胞的選擇是非常重要的。,,（三）基因治療的基本方法,關(guān)鍵 (1)轉(zhuǎn)移基因的方法

21、 (2)靶細(xì)胞的選擇,,1．目的基因轉(zhuǎn)移,基因轉(zhuǎn)移是將外源性基因?qū)爰?xì)胞的過程，所采用的方法主要有： 物理方法 化學(xué)方法 膜融合方法 受體載體轉(zhuǎn)移法 病毒介導(dǎo)轉(zhuǎn)移法,,目的基因轉(zhuǎn)移的主要方法,(1)物理方法 顯微注射法 電擊穿孔法

22、 微粒轟擊法,,目的基因轉(zhuǎn)移的主要方法,(2)化學(xué)方法 磷酸鈣沉淀法(3)膜融合方法,,,,,,Receptor-vector transfer,(受體載體轉(zhuǎn)移法),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Viral mediated gene transfer,病毒介導(dǎo)轉(zhuǎn)移法,,2．靶細(xì)胞的選擇,靶細(xì)胞是接受外源基因并用于治療的細(xì)胞。靶細(xì)胞應(yīng)具有的特性：具有潛在的增殖能力或較長的壽命；易于體外生產(chǎn)繁殖；能接受并

23、表達(dá)導(dǎo)入的基因。 常用的靶細(xì)胞有骨髓細(xì)胞、肝細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。,,（四）基因治療的臨床應(yīng)用,1、應(yīng)用 目前約20種遺傳病被列為基因治療的研究對象，其中部分已進入臨床試驗階段。 基因治療也應(yīng)用于免疫缺陷、腫瘤、艾滋病乙肝等的治療。,,例1：囊性纖維化的基因治療（體內(nèi)基因治療）,病毒裝載的基因以氣霧劑形式進入肺，治療肺氣腫。,病毒裝載的基因通過血管送入肝，治療肝硬化

24、。,,例2：治療腺苷脫氨酶（adenylate deaminase，ADA）缺乏癥,ADA缺乏，脫氨腺苷增多，損傷T淋巴細(xì)胞，引起反復(fù)感染。,,,分離病人外周血T淋巴細(xì)胞→→體外培養(yǎng)→→IL-2等促細(xì)胞生長因子刺激細(xì)胞生長→→T淋巴細(xì)胞分裂→→含正常ADA基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體LASN導(dǎo)入細(xì)胞→→回輸病人,,例3：治療血友病B,患者缺乏因子Ⅸ,體外培養(yǎng)病人的皮膚成纖維細(xì)胞,用轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)移因子Ⅸ基因,,成纖維細(xì)胞產(chǎn)生了高滴度有凝血活性的

25、因子Ⅸ蛋白,回植入病人皮內(nèi),,,2、轉(zhuǎn)基因治療存在的問題與安全性,（1）導(dǎo)入基因還不能持續(xù)表達(dá)（2）導(dǎo)入基因的表達(dá)率不高（3）基因治療的安全性問題,,基因治療的安全性問題,[1] 病毒感染[2] 基因的隨機整合會不會引起新的有害 的遺傳變異、重要基因的失活、激活癌基因誘發(fā)癌變等問題。[3] 生殖細(xì)胞的基因治療將可能改變?nèi)祟惖倪z傳結(jié)構(gòu)，帶來潛在的危險性。,,第三節(jié) 遺傳病的預(yù)防,遺傳病預(yù)防三大措施： 遺傳篩查

26、 遺傳咨詢 產(chǎn)前診斷以降低遺傳病的發(fā)病，提高生育質(zhì)量。,,一、遺傳病的篩查,用簡便、安全、經(jīng)濟的方法對特定人群進行普查，從中篩選出疑似患病者或攜帶者，再做進一步檢查，確定其基因型。,,例：地中海貧血（攜帶者）篩查,血液學(xué)檢驗（MCV ↓和MCH↓)肽鏈分析 ζ↑ α地貧？ γ↑ β地貧？地貧基因分析報告,MCV≦80fLMCH ≦27p

27、g,,,,以使他們在未出現(xiàn)明顯癥狀時就能確診并開始治療，把疾病對人的損害減少到最小程度。,,遺傳篩查的類型,出生前篩查 例：唐氏篩查新生兒篩查 例：PKU、先天性甲狀腺功能低下、 G-6-PD 缺乏癥篩查攜帶者篩查 例：地貧攜帶者篩查,,遺傳病的篩查的類型,(一) 出生前篩查 利用產(chǎn)前診斷的各種技術(shù)對有高患病風(fēng)險的妊娠進行篩

28、查，檢出異常胚胎，并進行診斷，采取選擇性流產(chǎn)預(yù)防遺傳病患兒出生。,,例:唐氏篩查,檢查母體血清中甲胎蛋白(AFP)、絨毛促性腺激素（HCG）濃度，結(jié)合孕婦年齡和孕周等因素，篩選出高危個體 ，再進行下一步的診斷性檢查。 篩查的最佳時期：懷孕第15—20周。,,(二) 新生兒篩查,,是對新生兒進行某些遺傳病的癥狀前診斷，是出生后預(yù)防和治療某些遺傳病的有效方法。 目前我國主要是對苯丙酮尿癥(PKU)、先天性甲狀腺功能低下

29、和G6PD缺乏癥（南方）患兒的篩查。,,(三) 攜帶者篩查,對于人群中發(fā)病率不高，但攜帶者比例較高的隱性遺傳病以及發(fā)病率高的遺傳病，應(yīng)在群體中進行攜帶者篩查；對發(fā)病率很低的遺傳病，僅對患者親屬及其對象進行篩查。,,例：地貧攜帶者篩查,在我國南方，地中海貧血的發(fā)病率特別高(共占人群的8%—12%)，有必要進行地貧雜合子的篩查，并實施婚姻及生育指導(dǎo)，配合產(chǎn)前診斷，就可以從第一胎起防止重型患兒出生。,,,世界范圍主要遺傳病攜帶者篩查,北歐猶

30、太人→ 臺-薩氏綜合征攜帶者地中海人群→ β地貧攜帶者亞洲人→α地貧攜帶者黑人群體→鐮刀狀細(xì)胞貧血攜帶者白人→囊性纖維化攜帶者,,二、遺傳咨詢,遺傳咨詢是通過咨詢醫(yī)生與咨詢 者共同商討咨詢者提出的各種遺傳學(xué)問題和在醫(yī)生指導(dǎo)幫助下合理解決這些問題的全過程。,——是一種醫(yī)學(xué)服務(wù)過程。,,遺傳咨詢要解決什么問題？,有關(guān)病因、遺傳方式、診斷、預(yù)防、治療、預(yù)后等問題。估計再發(fā)風(fēng)險（率）或患病風(fēng)險。提出可以選擇的各種處理方案，供咨

31、詢者作決策的參考。 遺傳咨詢是在一個家庭范圍內(nèi)預(yù)防嚴(yán)重遺傳病患兒出生最有效的程序。,,（一）遺傳咨詢種類,1．婚前咨詢2．生育咨詢3．一般咨詢,,婚前咨詢,本人或?qū)Ψ郊覍僦械哪撤N遺傳病對婚姻的影響及后代健康估測；男、女雙方有一定的親屬關(guān)系，能否結(jié)婚，如果結(jié)婚對后代的影響有多大；雙方中有一方患某種疾病，能否結(jié)婚，若結(jié)婚后是否傳給后代。,,產(chǎn)前咨詢,雙方中一方或家屬為遺傳病患者，生育子女是否會得病，得病機會大?。?/p>

32、曾生育過遺傳病患兒，再妊娠是否會生育同樣患兒；雙方之一有致畸因素接觸史，會不會影響胎兒健康。,,一般咨詢,本人有遺傳病家族史，這種病是否會累及本人或子女；習(xí)慣性流產(chǎn)是否有遺傳方面原因，多年不孕的原因及生育指導(dǎo)；有致畸因素接觸史，是否會影響后代；某些畸形是否與遺傳有關(guān)；已診斷的遺傳病能否治療等等。,,（二）遺傳咨詢的主要步驟,1．準(zhǔn)確診斷2．確定遺傳方式 3．再發(fā)風(fēng)險的估計4、提出對策和措施5、隨訪和擴大咨詢,,三、產(chǎn)

33、前診斷,出生前宮內(nèi)診斷稱為產(chǎn)前診斷。產(chǎn)前診斷實際上是一種遺傳病的預(yù)防措施，當(dāng)估計胎兒有可能患有某種遺傳病時，應(yīng)作產(chǎn)前診斷。,,產(chǎn)前診斷內(nèi)容包括：,1、遺傳學(xué)診斷： 染色體檢查、分子診斷。2、生化檢查3、物理診斷：B超、X射線、胎兒鏡等,,產(chǎn)前診斷的取材方法,1、羊膜穿刺法,,產(chǎn)前診斷的取材方法,2、絨毛取樣法,,產(chǎn)前診斷的取材方法,3、臍帶穿刺4、胎兒鏡檢查5、孕婦外周血胎兒細(xì)胞富集,,遺傳服務(wù)應(yīng)遵循醫(yī)學(xué)倫理的一般原