人类遗传学与优生“生命科学导论”系列讲座主要内容 什么是遗传病 遗传病与优生 遗传病的基因治疗1 健康与疾病的遗传学基础1.1 疾病的遗传因素与环境因素健康：人体遗传结构控制的新陈代谢方式与人 体周围环境保持平衡。这是狭义的健康 生理健康。广义的健康应包括心理的健康。疾病：遗传结构的改变或环境因素的改变从而 打破新陈代谢方式与周围环境的平衡。什么是亚健康以WHO四位一体的健康新概念为依据，亚健康可 划分为： （1）躯体亚健康。主要表现为不明原因或排除疾 病原因的体力疲劳、虚弱、周身不适等； （2）心理亚健康。主要表现为不明原因的脑力疲 劳、情感障碍、思维紊乱、恐慌、焦虑、自卑以 及神经质、冷漠、孤独、轻率，甚至产生自杀念 头等； （3）社会适应性亚健康。突出表现为对工作、生 活、学习等环境难以适应，对人际关系难以协调 ，即角色错位和不适应是社会适应性亚健康的集 中表现； （4）道德方面的亚健康。主要表现为世界观、人 生观和价值观上存在着明显的损人害己的偏差。亚健康四大起因 过度紧张和压力。研究表明长时期的紧张和压力对健康有 四害：一是引发急慢性应激直接损害心血管系统和胃肠系 统，造成应激性溃疡和血压升高、心率增快、加速血管硬 化进程和心血管事件发生；二是引发脑应激疲劳和认知功 能下降；三是破坏生物钟，影响睡眠质量；四是免疫功能 下降，导致恶性肿瘤和感染机会增加。 不良生活方式和习惯。如高盐、高脂和高热量饮食，大量 吸烟和饮酒及久坐不运动是造成亚健康的最常见原因。 环境污染的不良影响。如水源和空气污染、噪声、微波、 电磁波及其它化学、物理因素污染是防不胜防的健康隐性 杀手。 不良精神、心理因素刺激。这是心理亚健康和躯体亚健康 的重要因子之一。亚健康五大危害 是大多数慢性非传染性疾病的疾病前状态，大多 数恶性肿瘤、心脑血管疾病和糖尿病等均是从亚 健康人群转入的。 明显影响工作效能和生活、学习质量，甚至危及 特殊作业人员的生命安全，如高空作业人员和竞 技体育人员等。 心理亚健康极易导致精神心理疾患，甚至造成自 杀和家庭伤害。 多数亚健康状态与生物钟紊乱构成因果关系，直 接影响睡眠质量，加重身心疲劳。 严重亚健康可明显影响健康寿命，甚至造成英年 早逝、早病和早残。预防亚健康的“十字方针” “平心”，即平衡心理、平静心态、平稳情绪； “减压”，即适时缓解过度紧张和压力； “顺钟”，即顺应好生物钟，调整好休息和睡眠 ； “增免”，通过有氧代谢运动等增强自身免疫力 ； “改良”，即通过改变不良生活方式和习惯，从 源头上堵住亚健康状态发生。1.2 疾病谱根据疾病的概念，疾病可分为三大类：主要由环境因素引起：如外伤、传染性疾病、 化学性中毒等。主要由遗传因素引起：如色盲、Down氏综合征 、血友病、半乳糖血症等。介于上述两者之间：遗传结构发生了一定的改 变，但必需在一定的环境下才可发病。主要是一 些多基因病，如：肿瘤、心血管疾病、糖尿病、 精神分裂症等。1.3 先天性疾病先天性疾病是指婴儿出生时就表现出临床 症状的疾病。有相当多的遗传病是先天性疾病 ，但并不是所有的先天性疾病都是遗传病。如 先天梅毒、先天AIDS、怀孕时受某些微生物感 染或药物影响等。相反，有些遗传性疾病并不 表现先天性，必须到一定年龄以后才发病。1.4 家族性疾病遗传性疾病往往具有家族性，但并不是所 有的家族性疾病都是遗传病，也不是所有的遗 传病都具有家族性。2 遗传的基本规律2.1 遗传学三大定律遗传学奠基人孟德尔孟德尔的花园，80年代实验材料：豌豆、紫茉莉、玉米、菜豆等 发表论文：植物杂交实验(1865年)定 律： 分离定律自由组合定律分离定律PXF1F2分离定律的核心问题：等位基因的分离黄色 饱满 X 绿色 皱缩黄色饱满315 黄色饱满 ： 108 绿色饱满101 黄色皱缩 ： 32 绿色皱缩自由组合律自由组合的核心问题：非等位基因的自由组合连锁与互换定律连锁是指处于同一条染色体上的基 因具有一起往下传递的倾向的现象。连 锁的基因不符合孟德尔的自由组合律。互换是指连锁的基因由于染色体的 交换而分开的现象。遗传学分析中常用名词基因基因座位等位基因与复等位基因纯合体和杂合体显性性状与隐性性状、显性基因与隐性基因表（现）型与基因型2.2 性别决定与伴性遗传 性别决定的类型XY型：包括人在内的哺乳动物，某些昆虫和 鱼类等。ZW型：鸟类、某些两栖类和爬行类。 雄性同配性别，雌性异配性别。XO型：蝗虫、蟋蟀和蟑螂。雌性为2n+XX， 雄性为2n+X。蜜蜂型：受精卵发育成蜂王（皇）及工蜂（ 2n=32），未受精卵发育成雄蜂（n=16）。植物的性别决定：大多属于XY型，也有XO型 或ZW型，也有单基因决定。伴性遗传果蝇白眼遗传伴性遗传的特征1、与性别有关 2、交叉遗传（绞花遗传） 3、隔代遗传2.3 数量性状遗传数量性状（quantitative character)：是指性状呈连续变化，界限不清楚，不易分 类的性状。如：牛的产奶量、鸡的产蛋量小麦的株高、穗长、千粒重身高、体重、智商等。数量性状是由遗传与环境因素共同作用的结果。3. 遗传病的类型及其遗传特征根据遗传病的发病机理，遗传病可分为：染色体病单基因病多基因病线粒体病体细胞遗传病3.1 染色体遗传病是指由于染色体数目的改变或结构的畸变 引起的疾病。这类疾病的后果往往比较严重。 染色体病除平衡易位外，一般不在家系中传递 ，即不表现为家族性，因为这是由于减数分裂 异常引起的。目前已经发现的人类染色体数目或结构异 常的遗传病约有400余种。 常见的染色体病有以下几种：21三体综合征（Down综合征）：21三体综合征，16岁及1岁的女孩21三体综合征（Down综合征）：发病率约为1/650。临床表现为：扁平面容、短头、鼻梁低、内 眦赘皮、外眦上斜、耳小、眼距宽、大舌头 、口常张开、流口水、先天性心脏病、智力 障碍、常呈通贯手。发病因素主要与母亲的怀孕年龄有关，35岁 以上孕妇发病率显著增加。母龄与21三体综合征发病率的关系母亲年龄（岁）发病率 251：1800 25291：1500 30341：800 35391：250 40441：100 451：50 平均1：650猫叫综合征患者 核型及照片猫叫综合征（5p-综合征）：5p-患者及部分核型，看似机灵，实则智力 低下。猫叫综合征（5p-综合征）：5号染色体短臂缺失引起。发病率约1/50000，男女比率约1：2。临床特征是：猫叫样哭声、小头、智力低 下、低位耳朵、斜视、宽眼距等、先天性 心脏病等。先天性睾丸发育不 全症（Klinefelter综 合征）：核型47，XXY。外表 男性，但睾丸发育不全 或隐睾，乳房发育，体 毛及胡须稀少。性情体 态趋于女性，体质较弱 ，智能一般较低，不育 。约占男性的1/500。先天性睾丸发育不全症患者的核型性腺发育不全症 (Turner综合征)：核型45，XO。外 表女性，身材矮小 、原发性闭经，卵 巢萎缩，乳房不发 育、性器官发育不 良，不育。在女性 中的发病率约为 4/1000。性腺发育不全症患者的核型vXYY综合征（超雄）：患者外表男性，表 型大多正常，可生育，但身材特别高大，性格 受损，表现为极度不安定和不负责；有暴力倾 向，但通常针对财产（盗窃、抢劫、诈骗、放 火等），犯罪年龄平均13.1岁。患者约占男性 的1/15001/750。v多X综合征（超雌）：核型47，XXX。大 多数与正常女性无明显差别，但智力发育较差 ，有心理变态，多数无生殖能力。患者约占女 性的1/1000。Martin-Bell综合征（脆性X染色体智障综合征） ：染色体上有一些易断裂的位点，称脆性位 点（fragile site）。这个断裂不是完全的断裂（ 否则将成为缺失），而是形成裂缝（gap）。脆 性位点在许多染色体上都可发现，但目前只发 现在X染色体上的脆性断裂对健康有害。发病率为1/500 1/700。临床表现为智力障碍（ IQ050）、大睾丸、大耳朵、长脸。该病为X连锁遗传病，因此男性发病率较高。3.2 单基因遗传病单基因病是指由单个基因突变引起的遗传 病。单基因病按孟德尔式遗传。单基因病通常呈现特征性的家系传递格局 。单基因病在群体中的发病率比较低,一般为1/1 000 0001/10 000。 单基因病被发现的病种越来越多,目前已知 的有6 500多种。 常染色体显性遗传（AD）：目前已知有3711种 ，遗传特征主要有：与性别无关，男女受累机会相等。每代均有人受累，呈世代连续垂直分布。患者大多是杂合子，所以父母一方患病，子女0.5的概率 患病，父母双方患病，子女0.75的概率患病。父母均正常，则子女一般不患病（除非新突变）。常见的常染色体显性遗传病：人类中的多指、软骨发育不全、先天性白内障 等都属于这类遗传病。多指Huntington舞蹈病：发病年龄1560岁（高峰在 30 45岁）。表现为舞蹈样不自主运动，不能 控制的肌肉痉挛和书写样动作，智能障碍等。Marfan综合征：也称蜘蛛脚样指（趾）病，患 者骨骼发育畸形，病累及心血管系统及眼部。 临床表现为身高体瘦、肢长、两臂长于身高、 颅骨细而长、鸡胸或漏斗胸；眼部损伤表现为 晶状体脱位、高度近视、白内障等；心血管系 统表现为破裂性主动脉瘤，可致死。Marfan综合征，蜘蛛脚样指Marfan综合征：蜘蛛脚样指鸡胸脊柱畸形常染色体隐性遗传病（AR）：已知有1631 种。主要遗传特征有：男女均可发病，几率相同。患者为隐性纯合子，一般情况下父母表型正常。不呈世代连续分布，多为散发或隔代遗传（在同 胞中水平分布与AD不同。患者相互婚配，子代全是患者与AD不同。常见的AR遗传病：白化症、镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症、半 乳糖血症等生化遗传病大多属于这种类型。白化病镰刀型细胞贫血症血红蛋白病除了象镰刀型细胞贫血症（ 链第 六位氨基酸由Glu突变为Val）这种结构变异型以外 ，还有另外一类是肽链相对不足。根据不足肽链的 不同，分为地中海贫血和地中海贫血两种。严重的地中海贫血，大部分的红细胞在被释放 到循环系统前被破坏，从而对血液产生重大的影响 。骨皮质变薄将导致病理性骨折，进而导致颜面骨 及颅骨的变形；肝脾也显著增大并成为红细胞再生 的另一场所。如不治疗，通常在10岁前由于贫血、 虚弱和感染而死亡。18个月，未治疗，肝脾肿大 输血治疗，外表基本正常 X-连锁显性遗传病（XD）：X连锁遗传 病（XD及XR）已知有368种。XD的遗传特征主要有：与AD相同，每代均有受累者，呈世代连续分 布。与性别有关，女性患者多于男性（约2：1）， 但男性患者的症状比女性严重，这是因为女性 为杂合子，男性为半合子。女性患者的子女各0.5的几率受累，但男性患 者只有女儿受累，儿子不受累与AD不同。常见的XD遗传病有：抗vit D佝偻病、高氨血症I型等。抗Vit D佝偻病：肾小管对磷酸 盐再吸收障碍导致血磷降低，影 响骨骼钙化，表现为下肢弯曲成 O型腿、牙齿发育不良等与Vit D 缺乏相似的症状，但Vit D治疗 无效。X-连锁隐性遗传病（XR）：XR遗传病的主要遗传特征有：与性别有关，由于男性是半合子，因此男 性的发病率远高于女性。呈交叉遗传及隔代遗传（或斜行遗传）的 特征。常见的X-连锁隐性遗传病主要有：红绿色盲：色盲分为全色盲与红绿色盲两种，全色 盲一般认为是AR，红绿色盲则为XR。肌营养不良症：主要影响腰 带与臀部肌群发育，患儿行 走较晚、左右摇摆、最后肌 组织被结缔组织所取代，发 病10年后卧床，多于20岁前 死亡。血友病患者 右膝关节急 性出血。血友病：人类的耳道长毛症Y-连锁遗传病：目前知道的Y-连锁遗传病只有10余 种。Y-连锁遗传病的遗传特征是限雄遗 传，即只在男性中传递，由父亲传递给 儿子。 Y