疾病的单基因遗传MonogenicInheritance 人类基因组 基因组 genome 生殖细胞含1套基因组1套来自父本生殖细胞体细胞含2套基因组1套来自母本生殖细胞 精子与卵子的发生 减数分裂模式图 等位基因 allele 位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因 复等位基因 若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上 对个体而言 一对同源染色体的一个基因座上只有一对等位基因 但在一个生物群体中 一个基因座上的等位基因多于两种 每个人只能有这三个等位基因中的任意两个 例如决定人类ABO血型系统的等位基因有三种 分别为IA IB和i 就每个人而言 只可能具有这3种复等位基因中的1种或2种 从而表现出特定的血型 在这里 A和B对i而言是显性 IA和IB是共显性 i是隐性 疾病的单基因遗传 前言系谱与系谱分析法常染色体显性遗传病的遗传常染色体隐性遗传病的遗传X连锁显性遗传病的遗传X连锁隐性遗传病的遗传Y连锁遗传病的遗传影响单基因遗传病分析的因素 前言 单基因遗传病人类基因病分类多基因遗传病 单基因遗传病 single genedisorder monogenicdisorder 疾病的发生主要受一对等位基因控制 它们的传递方式遵循孟德尔遗传律 单基因遗传病分类 常染色体遗传常染色体显性遗传常染色体隐性遗传 X伴性遗传X伴性显性遗传X连锁隐性遗传 Y连锁遗传 第一节系谱与系谱分析法 pedigreeanalysis 系谱从先证者 proband 入手 追溯调查其所有家族成员 直系亲属和旁系亲属 的数目 亲属关系及某种遗传病 或性状 的分布等资料 并按一定格式将这些资料绘制而成的图解 先证者 proband 是某个家族中第一个被医生或遗传研究者发现的罹患某种遗传病的患者或具有某种性状的成员 第二节常染色体显性遗传病的遗传 autosomaldominantinheritance 一 常染色体显性遗传典型系谱 二 染色体显性遗传病杂合子患者与正常人婚配图解 三 常染色体完全显性遗传的特征由于致病基因位于常染色体上 因而致病基因的遗传与性别无关 即男女患病的机会均等患者的双亲中必有一个为患者 但绝大多数为杂合子 患者的同胞中约有1 2的可能性也为患者 系谱中可见本病的连续传递 即通常连续几代都可以看到患者 双亲无病时 子女一般不会患病 除非发生新的基因突变 常染色体显性遗传病举例 家族性高胆固醇血症急性间歇性卟啉症成骨不全神经纤维瘤多发性家族性结肠息肉 珠蛋白生成障碍性贫血肌强直性营养不良 例如 短指症 例如 蜘蛛样指趾综合征 主动脉畸形 例如 神经纤维瘤 例如 多发性家族性结肠息肉 第三节常染色体隐性遗传病的遗传 一 常染色体隐性遗传典型系谱 二 常染色体隐性遗传病杂合子婚配图解 三 常染色体完全隐性遗传的特征 由于基因位于常染色体上 所以它的发生与性别无关 男女发病机会相等 系谱中患者的分布往往是散发的 通常看不到连续传递现象 有时在整个系谱中甚至只有先证者一个患者 患者的双亲表型往往正常 但都是致病基因的携带者 此时出生患儿的可能性约占1 4 患儿的正常同胞中有2 3的可能性为携带者 近亲婚配时 子女中隐性遗传病的发病率要比非近亲婚配者高得多 这是由于他们来自共同的祖先 往往具有某种共同的基因 四 常染色体隐性遗传病举例 镰状细胞贫血婴儿黑朦性白痴 地中海贫血同型胱氨酸尿症苯丙酮尿症尿黑酸尿症Friedreich家族性共济失调半乳糖血症肝豆状核变性粘多糖累积症I型 例如 婴儿黑朦性痴呆 患者眼底病变 第四节X连锁显性遗传病的遗传 一 X连锁显性遗传病典型系谱 二 X连锁显性遗传病婚配图解 三 X连锁显性遗传特点 人群中女性患者比男性患者约多一倍 前者病情常较轻 患者的双亲中必有一名是该病患者 男性患者的女儿全部都为患者 儿子全部正常女性患者 杂合子 的子女中各有50 的可能性是该病的患者 系谱中常可看到连续传递现象 这点与常染色体显性遗传一致 X连锁显性遗传病举例 口面指综合征I型高氨血症I型 鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏 Alport综合征色素失调症 例如 色素失调 例如 抗维生素D佝偻病 例如 口面指综合征 第五节X连锁隐性遗传病的遗传 一 X连锁隐性遗传病的遗传典型系谱 二 X连锁隐性遗传病的遗传婚配图解 三 X连锁隐性遗传病的遗传特点 人群中男性患者远较女性患者多 系谱中往往只有男性患者 双亲无病时 儿子可能发病 女儿则不会发病 儿子如果发病 母亲肯定是一个携带者 女儿也有1 2的可能性为携带者 男性患者的兄弟 外祖父 舅父 姨表兄弟 外甥 外孙等也有可能是患者 如果女性是一患者 其父亲一定也是患者 母亲一定是携带者 X连锁隐性遗传病举例 色盲鱼鳞癣Lesch Nyhan综合征眼白化病Hunter综合征无丙种球蛋白血症Fabry病 糖鞘脂贮积症 Wiskott Aldrich综合征G 6 PD缺乏症肾性尿崩症慢性肉芽肿病血友病B 例如 血友病 关节腔因多次出血而致关节肿大 例如 鱼鳞病例如 色盲 第六节Y连锁遗传病的遗传 一 Y连锁遗传病的遗传典型系谱 二 Y连锁遗传病的遗传特点 具有Y连锁基因者均为男性 这些基因将随Y染色体进行传递 父转子 子传孙 因此称为全男性遗传 Y连锁遗传病的遗传举例 例如 外耳道多毛 第七节影响单基因遗传病分析的因素 表现度expressivity表现度是基因在个体中的表现程度 或者说具有同一基因型的不同个体或同一个体的不同部位 由于各自遗传背景的不同 所表现的程度可有显著的并异 例如 多指症致病基因可以表现左右手指数多少的不一 外显率penetrance是某一显性基因 在杂合状态下 或纯合隐性基因在一个群体中得以表现的百分比 外显率等于100 时为完全外显 completepenetrance 低于100 时则为外显不全或不完全外显 incompletepenetrance 以多指 趾 症为例 在调查某一群体后 推测具有该致病基因的个体数为25人 而实际具有多指 趾 表型的人类为20人 因此 所调查群体中该致病基因的外显率为20 25 100 80 拟表型phenocopy由于环境因素的作用使个体的表型恰好与某一特定基因所产生的表型相同或相似 这种由环境因素引起的表型称为拟表型 例如 先天性聋哑 药物致聋哑 基因多效性geneticpleiotropy一个基因可以决定或影响多个性状 例如 半乳糖血症 智能低下 黄疸 腹水 肝硬化 白内障肝豆状核变性 肝损伤 神经异常 肝豆状核变性患者神经组织病变 肝豆状核变性患者肝脏病变 遗传异质性geneticheterogeneity一种性状可以由多个不同的基因控制 例如 智能低下 Tay Sachs PKU 半乳糖血症 遗传早显anticipation遗传早现是指一些遗传病 通常为显性遗传病 在连续几代的遗传中 发病年龄提前而且病情严重程度增加 例如 延迟显性delayeddominance杂合子在生命的早期 因致病基因并不表达或虽表达但尚不足以引起明显的临床表现 只在达到一定的年龄后才表现出疾病 这一显性形式称为延迟显性 例如 Huntington舞蹈病常于30 40岁间发病 从性遗传sex conditionedinheritance位于常染色体上的基因 由于性别的差异而显示出男女性分布比例上的差异或基因表达程度上的差异 例如 秃发 限性遗传sex limitedinheritance常染色体上的基因 由于基因表达的性别限制 只在一种性别表现 而在另一种性别则完全不能表现 例如 女性的子宫阴道积水症 男性的前列腺癌等 不完全显性遗传incompletedominace也称为半显性 semi dominance 遗传 它是杂合子Dd的表现介于显性纯合子DD和隐性纯合子dd的表现型之间 即在杂合子Dd中显性基因D和隐性基因d的作用均得到一定程度的表现 例如 PTC尝味能力TTTtttPTC尝味者杂合尝味者味盲1 750000 1 30000001 500001 24000 不规则显性遗传遗传是杂合子的显性基因由于某种原因而不表现出相应的性状 因此在系谱中可以出现隔代遗传的现象 共显性 codominance 是一对等位基因之间 没有显性和隐性的区别 在杂合体时两种基因的作用都完全表现出来 例如 ABO血型 IA与IB共显性 血型基因型AB型IAIBA型IAi IAIAB型IBi IBIBO型ii 遗传印迹geneticimprinting越来越多的研究显示一个个体的同源染色体 或相应的一对等位基因 因分别来自其父方或母方 而表现出功能上的差异 因此当当它们其一发生改变时 所形成的表型也有不同 这种现象称为遗传印记或基因组印记 genomicimprinting 亲代印记 parentalimprinting 例如 Huntington舞蹈病母亲传递不呈早发现象父亲传递呈早发现象 X染色体失活Xinactivation即Lyon假说 女性两条X染色体在胚胎发育早期就随机失活了其中的一条 因此女性的两条X染色体存在嵌合现象 同一基因可产生不同突变同一基因的不同突变可引起显性或隐性遗传病 例如 珠蛋白基因突变导致地中海贫血127谷氨酰胺 脯氨酸 Houston 地中海贫血AD26谷氨酸 赖氨酸 E 地中海贫血 AR 同一基因可产生显性或隐性突变的例子 遗传病名称基因名称常染色体显性病例常染色体隐性病例全身性甲状腺甲状腺素受体 1 THR1 3p24 3 全身性甲状腺素抗性全身性甲状腺素抗性素抗性 THRB 甘340精 THRB 外显子4 10缺失 营养不良型大胶原蛋VII型 COL7A1 3p21 3 显性营养不良型大疱性隐性营养不良型大疱性疱性表皮松懈表皮松懈表皮松懈 COL7A1 甘2040丝 COL7A1 甲硫 赖 联合垂体激素垂体特异性转录因子 PIT1 3p11 垂体激素缺乏症联合垂体激素缺乏症缺乏症联合 PIT1 精271色 PIT1 精172终止 视网膜色素视紫质 RHO 3q21 q24 变性视网膜色素变性 4视网膜色素变性 视紫质相关视网膜 RHO 内含子4给色素变性 RHO 脯23组 RHO 内含子4给位 1 G T 先天性肌强直氯离子通道 1 CLCN1 7q35 先天性肌强直Thomsen型先天性肌强直Becker型 CLCN1 甘230谷 CLCN1 苯丙413半胱 地中海贫血 珠蛋白 HBB 11p15 5 Houston 地中海贫血 E 地中海贫血 HBB 谷氨酰胺127脯 HBB 谷26赖 VonWillebrand病VWF 12p13 3 VonWillebrand病I型VonWillebrand病Normardy 1 VWF 精854谷氨酰胺 VWF 苏28甲硫 Bernard Soulier 血小板糖蛋白Ib GP1BA 17p 综合征常染色体显性Bernard Soulier综合征Bernard Soulier病 GP1BA 亮57苯丙 GP1BA 色343终止 孤立型生长激素生长激素 1 GH 1 17q22 q24 生长激素缺乏症生长激素缺乏症 IGHDII GH1 GH1 2bp的缺失 内含子4给位 6 T C 先天性慢通道尼古丁乙酰胆碱受体 多肽肌无力综合征先天性慢通先天性慢通道肌无力综合征 CHRNE 17号染色体 道肌无力综合征SCCMS CHRNE 苏245脯 SCCMS CHRNE 精64终止 胰岛素抗性糖尿胰岛素受体 INSR 19p13 2 胰岛素抗性糖尿病伴黑棘皮病胰岛素抗性黑棘皮病病伴黑棘皮病 INSR 甘996缬 INSR 精735丝 TheEnd