遗传病的诊断第六章 遗传病的诊断指医生对某病是否为遗传性疾病作出的诊断是开展遗传咨询和预防工作的前提遗传病诊断的分类根据遗传病诊断时期的不同，可分为:产前诊断*症状前诊断*现症病人诊断遗传病诊断原则普遍性原则普遍性原则特殊手段特殊手段第一节 遗传病的临床诊断一、病史、症状和体征 遗传病的临床诊断与普通疾病的诊断步骤基本相同，包括听取病人的主诉、询问病史、查体等 （一）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： 家族史：家族史：整个家系患同种疾病的病史，能充分反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映患者父系和母系各家族成员发病情况 婚姻史：婚姻史：结婚的年龄、次数、配偶的健康状况及结婚的年龄、次数、配偶的健康状况及是否为近亲婚配是否为近亲婚配 生育史：生育史：生育年龄、子女数及其健康状况，有无生育年龄、子女数及其健康状况，有无流产、死产、早产史、畸胎等流产、死产、早产史、畸胎等（二）症状与体征 智力低下伴有眼间距宽、眼裂小、外眼角上斜、口智力低下伴有眼间距宽、眼裂小、外眼角上斜、口半开、伸舌、流涎等半开、伸舌、流涎等先天愚型的特征先天愚型的特征 而性腺发育不全或生殖能力下降、继发性闭经、而性腺发育不全或生殖能力下降、继发性闭经、行为异常则可疑为行为异常则可疑为性染色体病性染色体病 正常出生的婴儿，发育到正常出生的婴儿，发育到3 34 4个月，如果其尿液、个月，如果其尿液、汗液有一种特殊的腐臭味，智力发育落后于同龄小孩，汗液有一种特殊的腐臭味，智力发育落后于同龄小孩，同时伴有毛发变黄、肤白而细腻、虹膜黄色、易激动、同时伴有毛发变黄、肤白而细腻、虹膜黄色、易激动、肌张力高、貌似猿猴，可疑为肌张力高、貌似猿猴，可疑为苯丙酮尿症苯丙酮尿症 二、系谱分析有助于区分单基因病和多基因病有助于区分某些表型相似的遗传病以及由于遗传性而出现的不同遗传方式 系谱分析时应注意的事项要注意系谱的系统性、准确性、完整性要注意系谱的系统性、准确性、完整性遇到遇到“ “隔代遗传隔代遗传” ”时，要注意区分是显性遗传时，要注意区分是显性遗传病外显不全，还是隐性遗传所致病外显不全，还是隐性遗传所致当系谱中除先证者外，找不到其他患者，呈散当系谱中除先证者外，找不到其他患者，呈散发现象时，须认真分析是常染色体隐性遗传所发现象时，须认真分析是常染色体隐性遗传所致，还是新基因突变所致致，还是新基因突变所致显性与隐性的相对性显性与隐性的相对性三、生物化学检测基因突变引起的单基因病往往表现在酶和蛋白质的质和量的改变或缺如酶和蛋白质的定性定量分析是诊断单基因病或分子代谢病的重要方法三、生物化学检测代谢产物的检测代谢产物的检测酶缺陷酶缺陷导致一系列生化代谢紊乱，从而使代谢中间产物、导致一系列生化代谢紊乱，从而使代谢中间产物、底物、终产物旁路代谢产物发生变化底物、终产物旁路代谢产物发生变化检测某些检测某些代谢产物的质和量代谢产物的质和量的改变，可间接反映酶的变的改变，可间接反映酶的变化而作出诊断化而作出诊断酶和蛋白质的分析酶和蛋白质的分析基因突变引起的单基因病主要是特定的基因突变引起的单基因病主要是特定的酶和蛋白质酶和蛋白质的的质质和量和量改变的结果改变的结果对酶活性的改变和蛋白质含量测定是确诊某些单基因病对酶活性的改变和蛋白质含量测定是确诊某些单基因病的主要方法的主要方法第二节细胞遗传学检查一、染色体检查：一、染色体检查：染色体检查亦称染色体检查亦称核型分析核型分析是确诊是确诊染色体病的主要方法染色体病的主要方法染色体检查的标本来源：染色体检查的标本来源：主要取自外周血、绒毛、羊水中胎儿脱落细主要取自外周血、绒毛、羊水中胎儿脱落细胞和脐血、皮肤等各种组织胞和脐血、皮肤等各种组织 有明显的智力发育不全、生长迟缓或伴有其他先有明显的智力发育不全、生长迟缓或伴有其他先天畸形者天畸形者 夫妇之一有染色体异常夫妇之一有染色体异常 家族中已有染色体或先天畸形的个体家族中已有染色体或先天畸形的个体 多发性流产妇女及其丈夫多发性流产妇女及其丈夫 原发性闭经和女性不育症原发性闭经和女性不育症 无精子症男子和男性不育症无精子症男子和男性不育症染色体检查的指征 两性内外生殖畸形者 疑为先天愚型的患儿及其父母 原因不明的智力低下伴有大耳、大睾丸和（或）多动症者 35岁以上的高龄孕妇（产前诊断）二、性染色质检查 优点：方法简单，主要用于疑为两性畸形或性优点：方法简单，主要用于疑为两性畸形或性染色体数目异常的疾病诊断或产前诊断，有一定染色体数目异常的疾病诊断或产前诊断，有一定价值，但确认仍需依靠染色体检查价值，但确认仍需依靠染色体检查 三、染色体原位杂交第三节皮肤纹理分析利用皮肤纹理分析作为某些染色体病的一种辅助利用皮肤纹理分析作为某些染色体病的一种辅助诊断方法。皮肤纹理自胎儿诊断方法。皮肤纹理自胎儿6 6个月时形成，终生不变个月时形成，终生不变一、人类正常皮纹一、人类正常皮纹皮纹主要包括指纹、掌纹、掌褶纹和足底纹皮纹主要包括指纹、掌纹、掌褶纹和足底纹1.1.指纹：指纹：手指端部的皮肤纹理为指纹。主要分弓形手指端部的皮肤纹理为指纹。主要分弓形纹、箕形纹和斗形纹纹、箕形纹和斗形纹指纹类型指纹类型特特 点点分分 类类弓形纹弓形纹由平行排列的弓形嵴纹从一侧走向另一由平行排列的弓形嵴纹从一侧走向另一侧，侧， 中间隆起呈弓形；无三叉点中间隆起呈弓形；无三叉点简弓简弓 帐弓帐弓箕形纹箕形纹嵴纹从一侧起始发出后，斜向上弯曲后嵴纹从一侧起始发出后，斜向上弯曲后又回到原侧，形似簸箕状；一般在箕头又回到原侧，形似簸箕状；一般在箕头下侧有一个三叉点下侧有一个三叉点正箕（尺箕）正箕（尺箕）反箕（桡箕）反箕（桡箕）斗形纹斗形纹其纹理大多呈环形、螺形、囊形；一般其纹理大多呈环形、螺形、囊形；一般有两个三叉点有两个三叉点环形斗环形斗 螺旋螺旋斗斗 双箕斗双箕斗2.2.掌纹：掌纹：是手掌中的皮纹。掌纹是手掌中的皮纹。掌纹 观察分析时一般应包括观察分析时一般应包括5 5个方面。个方面。大鱼际区，位于拇指的下方。大鱼际区，位于拇指的下方。小鱼际区，位于小指的下方。小鱼际区，位于小指的下方。 指间区，从拇指到小指的指指间区，从拇指到小指的指根部间区域。依次分为四个小区根部间区域。依次分为四个小区( (1 1、 2 2、 3 3、 4 4) )。指基三叉点（指基三叉点（a a、b b、c c、 d d），），分别位于第分别位于第2 2、3 3、4 4、5 5指基部。指基部。四条主线（四条主线（A A、B B、C C、D D），分别），分别由指基三叉点向手心端引出的线。由指基三叉点向手心端引出的线。 轴三叉点（轴三叉点（t t）：在大小鱼际交联的）：在大小鱼际交联的底端，掌面基部正中，大约在无名指直下。底端，掌面基部正中，大约在无名指直下。对于成年人而言，对于成年人而言，t t三叉点距离腕线约三叉点距离腕线约1.4cm1.4cm处。处。atdatd角，指基三叉点角，指基三叉点a a、d d与与t t三叉点连线三叉点连线所成的夹角，可用量角器测定。我国正常所成的夹角，可用量角器测定。我国正常人群的人群的atdatd角均值为角均值为4141。atdatd角的大小也可以反映角的大小也可以反映t t三叉点的位置，三叉点的位置，atdatd角越大，则轴三叉点位置越高、越远角越大，则轴三叉点位置越高、越远离腕线，向掌心方向移动。若离腕线，向掌心方向移动。若atdatd角小于角小于4545，轴三叉点以，轴三叉点以t t表示；表示；atdatd角在角在45455656之间，轴三叉点以之间，轴三叉点以t t表示，多见于先天愚表示，多见于先天愚型患者；若型患者；若atdatd角大于角大于5656，轴三叉点以，轴三叉点以tt表示，多见于表示，多见于1313三体综合征患者。三体综合征患者。 3.3.褶纹褶纹：是手指和手掌的关是手指和手掌的关节弯曲活动处明显可见的褶节弯曲活动处明显可见的褶线。线。指褶纹：正常人除拇指褶纹：正常人除拇指有一条指褶纹外，其余各指有一条指褶纹外，其余各指都有两条指褶纹。先天愚指都有两条指褶纹。先天愚型患者和型患者和1818三体综合征患者三体综合征患者的第五指可只有一条指褶纹。的第五指可只有一条指褶纹。掌褶纹：普通人手掌中一掌褶纹：普通人手掌中一般有三条大褶纹：远侧横褶般有三条大褶纹：远侧横褶纹、近侧横褶纹和大鱼际纵纹、近侧横褶纹和大鱼际纵褶纹。远侧横褶纹和近侧横褶纹。远侧横褶纹和近侧横褶纹不相连接。褶纹不相连接。四四种种变变异异类类型型4.4.足底纹：足底纹：在脚趾、脚掌的皮纹中，研究得最多且有临床意义的主在脚趾、脚掌的皮纹中，研究得最多且有临床意义的主要是拇趾球部的纹理，其中基本的纹理型也分为弓、箕、斗三种，并要是拇趾球部的纹理，其中基本的纹理型也分为弓、箕、斗三种，并按皮纹的胫侧、腓侧、近远侧的走向分为七个类型以及复合纹理，其按皮纹的胫侧、腓侧、近远侧的走向分为七个类型以及复合纹理，其中胫弓型多见于先天愚型患者中中胫弓型多见于先天愚型患者中二、遗传病患者的皮肤变化 uu 染色体病病人的皮肤纹理具有值得注意的特征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性变化，在遗传病诊断中具有一定的诊断价值uu 皮纹分析时要注意取样的方法，以获得准确、皮纹分析时要注意取样的方法，以获得准确、清晰的资料清晰的资料uu 正常人也可出现正常人也可出现“异常异常”皮纹，故皮纹分析仅皮纹，故皮纹分析仅可作为某些遗传病诊断的初筛手段可作为某些遗传病诊断的初筛手段常见染色体病患者的皮纹特征常见染色体病患者的皮纹特征病例病例指纹指纹掌纹掌纹拇趾球部纹理拇趾球部纹理5p-5p-斗形纹比例大斗形纹比例大 TFRCTFRC高高 tt双侧或单侧通贯双侧或单侧通贯手手 正常正常1313三体三体弓形纹较多弓形纹较多 TFRCTFRC低低 t2/3t2/3通贯手通贯手4242腓弓腓弓1818三体三体弓形纹比例极高弓形纹比例极高 TFRCTFRC极低甚至为极低甚至为0 02525为为t40t40第第5 5指指1 1条指褶条指褶正常正常2121三体三体尺侧比例高尺侧比例高6060 TFRCTFRC低低第第4 4或第或第5 5指桡箕指桡箕t50t50通贯手通贯手 第第5 5指指1 1条指褶条指褶胫弓胫弓4545，X X大箕或小斗大箕或小斗 TFRCTFRC高高 t t异常大的斗异常大的斗 或箕形纹或箕形纹4747，XXYXXY弓形纹较多弓形纹较多正常正常正常正常n n概念：概念：应用分子生物学方法检测受检者遗传物质应用分子生物学方法检测受检者遗传物质的结构的结构(DNA)(DNA)或表达水平或表达水平(mRNA(mRNA、蛋白质、蛋白质) )的变化而的变化而作出或辅助临床诊断的技术作出或辅助临床诊断的技术n n特点特点针对性强针对性强特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高应用范围广应用范围广无组织和发育特异性无组织和发育特异性第四节基因诊断基因诊断的策略 基因诊断可根据致病基因及突变性质是否已知来制定其相应策略n n基因诊断的策略直接基因诊断直接基因诊断间接基因诊断间接基因诊断直接基因诊断n n概念：概念：直接检测致病基因本身的结构性改变直接检测致病基因本身的结构性改变（如单（如单个碱基的缺失、插入、置换；片段的缺失、易位、个碱基的缺失、插入、置换；片段的缺失、易位、重复以及动态突变等）重复以及动态突变等）n n适用范围：适用范围：致病基因致病基因序列已知序列已知且基因且基因结构异常已知结构异常已知的遗传病的诊断的遗传病的诊断n n特点：特点：1 1、不必收集家系标本、方法简单、可靠不必收集家系标本、方法简单、可靠（首选方法）（首选方法）；2 2、由于由于遗传异质性遗传异质性以及多数遗传以及多数遗传病的基因异常尚属未知，故目前能直接诊断的病种病的基因异常尚属未知，故目前能直接诊断的病种虽日益增多，但仍然比较有限虽日益增多，但仍然比较有限间接基因诊断vv概念：概念：通过对受检者及其家系进行通过对受检者及其家系进行连锁分析连锁分析，以推，以推断受检者是否获得了带有致病基因的染色体，称为断受检者是否获得了带有致病基因的染色体，称为间接基因诊断间接基因诊断vv适用范围：适用范围：致病基因尚属致病基因尚属未知、或致病基因已知但未知、或致病基因已知但异常未知异常未知的遗传病诊断的遗传病诊断vv特点：特点：不需了解致病基因结构，适用于大多数由未知基因不需了解致病基因结构，适用于大多数由未知基因缺陷或致病基因已知但异常未知的遗传病诊断缺陷或致病基因已知但异常未知的遗传病诊断家系收集繁琐、常由于家系不够完整、标记与致病家系收集繁琐、常由于家系不够完整、标记与致病基因重组、标记杂合度有限而难以完成基因重组、标记杂合度有限而难以完成常用基因诊断的技术n n核酸分子杂交核酸分子杂交SouthernblotSouthernblotNorthernblotNorthernblot斑点杂交斑点杂交原位杂交原位杂交n nPCRPCR技术技术* *n nDNADNA测序测序n n基因芯片技术基因芯片技术常用基因诊断的技术n n其它常用技术PCR-PCR-限制性片段长度多态性分析（限制性片段长度多态性分析（PCR-RFLPPCR-RFLP）扩增片段长度多态性分析（扩增片段长度多态性分析（Amp-FLPAmp-FLP）等位基因特异性寡核苷酸杂交（等位基因特异性寡核苷酸杂交（ASOASO、PCR-ASOPCR-ASO）单链构象多态性（单链构象多态性（PCR-SSCPPCR-SSCP）变性高效液相色谱（变性高效液相色谱（DHPLCDHPLC）检测未知突变检测未知突变三、基因诊断的应用（一）突变型遗传病的直接基因诊断镰形细胞贫血的基因诊断镰形细胞贫血的基因诊断1、Southernblot珠蛋白链基因第6位密码子发生突变GAGGTG谷氨酸缬氨酸已知限制酶已知限制酶MstMst11识别序列识别序列 （CCTNAGGCCTNAGG）CCTGCCTGA AGGGGCCTGCCTGT TGGGG突变后不能识别，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酶切位点消失，限制酶切片段长度发生变化2.ASO探针诊断已知突变基因部位和性质，合成两条32P标记寡核苷酸探针，进行斑点杂交探针1：能与正常稳定杂交探针2：能与异常S稳定杂交等位基因特异性寡核苷酸探针等位基因特异性寡核苷酸探针（Allele-specific-Allele-specific-oligonucleotideoligonucleotide； ASOASO ）斑点杂交结果 / / / / / / / 正常探针正常探针突变探针突变探针（二）缺失型遗传病的直接基因诊断 地中海贫血的基因诊断地中海贫血的基因诊断BamHIBamHIBamHIBamHI 2 2 1 1 2 214kb14kb10kb10kbprobeprobe 基因基因不同程不同程度的缺度的缺失可引失可引起不同起不同类型的类型的 地中地中海贫血海贫血Southernblot检测结果/ /- /- - - /- - - - / - -14kb14kb10kb10kb 正常正常缺缺11缺缺22缺缺33缺缺4 4杜氏/贝氏进行性肌营养不良的缺失诊断 exonexon bpbpNPNPPro535Pro535 34103410 4335743357 5027150271 1323813238 62026202 4718147181 6013960139 5211352113 间接基因诊断实例 1 2 1 2 ？ 1 2 3 4 51 2 3 4 5 kb kb 5.7 5.7 3.4 3.4 2.4 2.4 成年型多囊肾病成年型多囊肾病思考题1 1什么是症状前诊断？如何进行症状前诊断？什么是症状前诊断？如何进行症状前诊断？2 2什么是产前诊断？怎样进行产前诊断？产前诊断的适什么是产前诊断？怎样进行产前诊断？产前诊断的适应征有哪些？应征有哪些？3 3基因诊断基本方法有哪些？各方法基本原理是什么？基因诊断基本方法有哪些？各方法基本原理是什么？4 4染色体检查的适应征有哪些？染色体检查的适应征有哪些？5 5举例说明怎样对点突变型单基因病进行基因诊断？举例说明怎样对点突变型单基因病进行基因诊断？基因诊断是第四代实验室诊断技术，直接以基因诊断是第四代实验室诊断技术，直接以病理病理基因基因为对象，属病因学诊断为对象，属病因学诊断前三代分别为前三代分别为细胞学细胞学、生化指标生化指标、免疫学免疫学。共同共同点：点：以疾病的表型改变为诊断依据。由于表型改以疾病的表型改变为诊断依据。由于表型改变通常在病程的中晚期才出现（且很多情况下不变通常在病程的中晚期才出现（且很多情况下不是特异的），故不能解决早诊、早治的需求是特异的），故不能解决早诊、早治的需求 基因诊断采用核酸分子杂交、PCRPCR扩增、DNADNA测序等灵敏度高、特异性强的分子生物学技术，可从人类庞大的基因组中检测到单拷贝基因，甚至单个碱基的改变n n遗传病基因及异常已知基因已知但异常未知基因未知的遗传病基因未知的遗传病n n产前诊断、症状前诊断、现症病人诊断n n肿瘤n n感染性疾病：定性和定量检测病原菌或病毒n n法医学鉴定：亲子鉴定、DNADNA指纹 基因诊断针对的是被检测的致病基因；基因是否处于表达状态并不重要。因此，取材可不局限于病变组织细胞 Southern印迹杂交l l基本过程类似于上述基本过程类似于上述SouthernSouthern法法l l提取提取RNARNA样本样本RNARNA变性变性琼脂琼脂糖凝胶电泳分离糖凝胶电泳分离转移至膜转移至膜探探针（标记针（标记DNADNA或或RNARNA）与之杂交）与之杂交显影或显色显影或显色检测信号检测信号l lNorthernNorthern法可用于检测组织细胞法可用于检测组织细胞中中总总RNARNA或或mRNAmRNANorthernNorthern印迹杂交印迹杂交点样点样Probe-Probe-3232P P检测检测A AB B12341234斑点杂交荧光原位杂交聚合酶链反应（PCR）多重PCR在一个在一个PCRPCR体系中加入数对体系中加入数对PCRPCR引物，覆盖区域不重叠用引物，覆盖区域不重叠用于检测同一基因多个外显子的缺失于检测同一基因多个外显子的缺失RT-PCRRT-PCR以以mRNAmRNA为模板，经逆转录酶合成为模板，经逆转录酶合成cDNAcDNA使微量使微量mRNAmRNA迅速扩增，提高迅速扩增，提高mRNAmRNA检出的灵敏度检出的灵敏度用于研究基因表达用于研究基因表达DNA序列分析即基因测序，最确切、最直接的基因诊断方法常用的方法:1、化学裂解法2、双脱氧末端终止法基因芯片