遗传病诊断

第十二章遗传病的诊断MEDICALGENETICS2医学遗传学遗传病的确诊是开展遗传咨询和防治工作的基础。遗传病诊断方法有普遍性诊断原则，又有遗传学的特殊诊断手段。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。MEDICALGENETICS3医学遗传学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。MEDICALGENETICS4医学遗传学根据诊断时期的不同，可分为：产前诊断；症状前诊断；现症病人诊断。MEDICALGENETICS5医学遗传学•病史、症状和体征•细胞遗传学检查•系谱分析•生物化学检查Chapter01遗传病的常规诊断MEDICALGENETICS6医学遗传学一、遗传病的临床诊断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：①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。②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。③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。MEDICALGENETICS7医学遗传学2.症状与体征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。MEDICALGENETICS8医学遗传学智力低下黄疸白内障肝脾肿大智力发育不全毛发黄腐臭味苯丙酮尿征？半乳糖血症？MEDICALGENETICS9医学遗传学面似满月生长缓慢哭声象猫叫猫叫综合征？副性征发育不良继发/原发性闭经身体矮小肘外翻45，XO?MEDICALGENETICS10医学遗传学二、系谱分析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。经过分析有助于判断：①明确是否是遗传病②区分单基因病和多基因病③遗传方式④确定家系中每个成员的基因型⑤预测再发风险MEDICALGENETICS11医学遗传学（一）系谱分析时应注意的事项是：⑴系谱的系统性、完整性。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。⑵注意某些遗传病表现为延迟显性，影响分析的准确性。⑶应注意某些外显不全遗传病呈隔代遗传现象。⑷注意新的基因突变误认为隐性遗传。MEDICALGENETICS12医学遗传学⑸应注意遗传异质性，是不同疾病误认为同一种疾病。⑹应注意显性和隐性概念的相对性。抗维生素D佝偻病低磷酸血症为遗传标志——XD佝偻病畸形——不符合孟德尔遗传X-线检查骨早期变化——不完全显性遗传MEDICALGENETICS13医学遗传学（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患者比例较高，连续遗传为显性患者比例较低，隔代遗传为隐性2.判断遗传方式患者男女比例接近为常染色体遗传；男患者女患者，为伴X隐性遗传；女患者男患者，为伴X显性遗传。MEDICALGENETICS14医学遗传学MEDICALGENETICS15医学遗传学示正常男女示患病男女MEDICALGENETICS16医学遗传学MEDICALGENETICS17医学遗传学三、皮纹分析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，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。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。MEDICALGENETICS18医学遗传学掌褶纹还常见四种变异类型MEDICALGENETICS19医学遗传学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t2/3通贯手42％腓弓18三体弓形纹比例极高TFRC极低甚至为025％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MEDICALGENETICS20医学遗传学四、细胞遗传学检查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。（一）染色体检查——核型分析（二）性染色质(包括X染色质和Y染色质)的检查（三）染色体荧光原位杂交(FISH)MEDICALGENETICS21医学遗传学染色体检查的适应征：⒈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；⒉已生育过先天畸形或染色体异常患儿的父母；⒊夫妻一方有染色体异常，如平衡结构重排、嵌合体；⒋原发性闭经和女性不孕症患者；⒌有习惯性流产史的夫妇双方；⒍疑为Down综合症、tuner综合症、killifiter综合症、两性畸形；⒎疑为脆性X染色体综合症的患儿及其父母；⒏疑为各种标记染色体的恶性肿瘤患者；⒐无精子症和男性不育症患者；⒑35岁以上高龄孕妇（产前诊断）；⒒接触各种致畸物质者；⒓疑为肿瘤患者。MEDICALGENETICS22医学遗传学染色体荧光原位杂交(FISH)13号染色体21号染色体MEDICALGENETICS23医学遗传学荧光原位杂交（FISH）：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。优点：快速、安全灵敏度高特异性强。图示为18三体综合征患者的FISH检测MEDICALGENETICS24医学遗传学性染色质检查Y染色质检查X染色质检查MEDICALGENETICS25医学遗传学五、生化检查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。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。MEDICALGENETICS26医学遗传学如苯丙酮尿症病人，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。MEDICALGENETICS27医学遗传学产前诊断1、甲胎蛋白AFP2、游离绒毛膜促性腺激素Free-HCGβ3、妊娠相关血浆蛋白PAPP-AMEDICALGENETICS28医学遗传学六、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。MEDICALGENETICS29医学遗传学（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）。MEDICALGENETICS30医学遗传学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。MEDICALGENETICS31医学遗传学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。MEDICALGENETICS32医学遗传学此外，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。MEDICALGENETICS33医学遗传学原理用已知的核苷酸序列测定未知的核苷酸序列。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。MEDICALGENETICS34医学遗传学基因诊断的工具探针限制性内切酶MEDICALGENETICS35医学遗传学基因诊断1、特异性寡核苷酸探针杂交2、Southern印迹杂交3、RFLP连锁分析4、PCRMEDICALGENETICS36医学遗传学1、等位基因特异性寡核苷酸探针杂交原理：碱基互补配对原则镰形细胞贫血的基因诊断已知突变基因编码β珠蛋白链的第6位密码子GAG——GTG谷Aa——缬AaMEDICALGENETICS37医学遗传学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。MEDICALGENETICS38医学遗传学SouthernBlot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MEDICALGENETICS39医学遗传学镰形红细胞贫血症的分子诊断1.35Kb1.15KbＣＣＴＧＴＧＧＡＧ脯缬谷ＣＣＴＧＡＧＧＡＧ脯谷谷第１１号染色体ββＳMstII识别顺序ββＳMstIIMstIICCTNAGGMEDICALGENETICS40医学遗传学1.35Kb1.15Kb凝胶电泳图HbAHbAHbAHbSHbSHbSMEDICALGENETICS41医学遗传学3、RFLP连锁分析DNA多态性：SNP、STR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。MEDICALGENETICS42医学遗传学已知限制酶MstII识别序列MstII1.15kbCCTGAGG1.35kbxprobeCCTGTGG突变后不能识别，酶切位点消失，限制酶切片段长度发生变化。MEDICALGENETICS43医学遗传学限制酶切片段电泳后，SouthernBlot检测，结果：1.35kb1.15kbβΑ/βΑβΑ/βSβS/βS正常镰状镰状贫血MEDICALGENETICS44医学遗传学4、PCR聚合酶链反应：在体外大量扩增DNA或RNA分子的技术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MEDICALGENETICS45医学遗传学准备PCR反应混合物将各种组分放到试管内包括四种核苷酸，DNA聚合酶以及酶反应时需要的离子，引物最后加入模板DNA，闭管PCR反应混合物Mg2+Mn2+dCTPdGTPdUTPdATPTaqDNA多聚酶rTthDNA多聚酶UNG酶引物和或和MEDICAL