人類遺傳與健康

人類遺傳與健康1第一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)人體結(jié)構(gòu)及代謝過程中的遺傳學問題蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體最基本、最重要的生物大分子，人體細胞內(nèi)物質(zhì)代謝過程需要酶的催化，而酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)形成是受基因控制的?；蛲蛔兓蛉毕萃ǔ？蓪е缕渚幋a的蛋白質(zhì)（酶）結(jié)構(gòu)或合成數(shù)量異常，引起機體功能障礙而導致疾病。根據(jù)突變基因編碼的蛋白質(zhì)的功能及對機體所產(chǎn)生的影響不同，可將這類疾病分為分子病和先天性代謝缺陷病。2第二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1、分子病如果DNA分子核苷酸發(fā)生改變，導致蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)或合成數(shù)量的異常，直接引起機體功能障礙的一類疾病稱為分子病。分子病種類很多，根據(jù)蛋白質(zhì)的功能不同，可將分子病分為血紅蛋白病、血漿蛋白病、受體蛋白病、膜轉(zhuǎn)運載體蛋白病、膠原蛋白質(zhì)病及蛋白病構(gòu)象病等。3第三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.1、血紅蛋白病

是由于珠蛋白基因突變或缺陷引起血紅蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)異常或合成速率降低所導致的遺傳性血液病。血紅蛋白病分為兩類：由于珠蛋白基因突變引起的血紅蛋白多肽鏈結(jié)構(gòu)異常所致的疾病稱為異常血紅蛋白??；由于珠蛋白基因缺失或缺陷引起的血紅蛋白合成量異常所致的疾病稱為地中海貧血。4第四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五（1）異常血紅蛋白迄今為止，全世界已發(fā)現(xiàn)異常血紅蛋白681種，國內(nèi)發(fā)現(xiàn)67種，其中20種是世界首次報道的新類型。盡管異常血紅蛋白種類繁多，但僅約40%的異常血紅蛋白會對人體產(chǎn)生程度不同的功能障礙。1）鐮形細胞貧血癥是第一種在分子水平上得以解釋的人類遺傳病，在非洲和北美黑人中發(fā)病率1/500，為常染色體隱性遺傳病。2）不穩(wěn)定血紅蛋白病是由于α或β珠蛋白基因突變使珠蛋白鏈上的氨基酸順序改變，導致分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的血紅蛋白病。臨床上主要表5第五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五現(xiàn)為溶血性貧血，其表型程度與血紅蛋白不穩(wěn)定程度、產(chǎn)生高鐵血紅蛋白的多少以及不穩(wěn)定血紅蛋白的氧親和力大小有關(guān)。感染和某些藥物（如磺胺等）可誘發(fā)急性發(fā)作，出現(xiàn)乏力、頭暈、臉色蒼白、黃疸、脾腫大等癥狀，嚴重的會發(fā)生溶血而危及生命。一般呈現(xiàn)常染色體不完全顯性遺傳，雜合子可有臨床癥狀，純合子可致死。3）血紅蛋白M病又叫高鐵血紅蛋白癥，正常血紅蛋白分子血紅素中的鐵原子與珠蛋白鏈上特定的組氨酸連接并產(chǎn)生作用，保證了二價鐵離子的穩(wěn)定，便于與氧結(jié)合。為常染色體顯性遺傳病6第六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五4）血紅蛋白C病

是一種常染色體隱性遺傳病，患者血紅蛋白分子β鏈中第6位谷氨酸被賴氨酸所替代。該病的純合子患者臨床上表現(xiàn)為輕度溶血性貧血，伴有肝脾腫大，偶見黃疸；雜合子患者基本沒有臨床癥狀。（2）地中海貧血是由于某種或某些珠蛋白多肽鏈合成速率降低，造成一些肽鏈缺乏，另一些肽鏈相對過多，出現(xiàn)肽鏈數(shù)量不平衡，導致溶血性貧血。因為這種病在地中海地區(qū)發(fā)病率特別高，就稱為地中海貧血，實際上在非洲及東南亞地區(qū)也較常見。7第七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五地中海貧血又分為：α地中海貧血（HbBart胎兒水中綜合征、血紅蛋白H(HbH)病、標準型α地中海貧血、靜止型α地中海貧血）、β地中海貧血（重型β地中海貧血、中間型β地中海貧血、輕型β地中海貧血、遺傳性胎兒血紅蛋白持續(xù)增多癥）。8第八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.2血漿蛋白病是由血漿蛋白遺傳性缺失或缺陷所引起的疾病，最常見的是血友病。血友病是遺傳性疾病凝血功能障礙的出血性疾病，由于血液中某些凝血因子缺乏而導致的嚴重凝血功能障礙，包括甲型血友病、乙型血友病、丙型血友病及血管性假性血友病。9第九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.3受體蛋白病受體是位于細胞膜上、細胞質(zhì)中或細胞核內(nèi)的一類具有特殊功能的蛋白質(zhì)。由于基因突變導致受體的結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)量異常所引起的一類疾病稱為受體蛋白病，如家族性高固醇血癥、腎腺尿崩癥及睪丸女性化綜合癥等。10第十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.4膜轉(zhuǎn)運載體蛋白病細胞膜是胞內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息傳遞和交換的場所，具有廣泛的生理功能，其中許多功能都與膜蛋白相關(guān)。由于基因突變導致細胞膜上主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的載體蛋白缺陷或膜轉(zhuǎn)運載體蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，影響某些物質(zhì)通過細胞膜的轉(zhuǎn)運，由此產(chǎn)生的一類遺傳性缺陷疾病稱為膜轉(zhuǎn)運載體蛋白病。如肝豆狀核變性、胱氨酸尿癥及先天性葡萄糖-半乳糖吸收不良癥等。胱氨酸尿癥的簡單介紹如下：11第十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五胱氨酸尿癥胱氨酸尿癥患者的腎近曲小管和小腸粘膜上皮細胞的膜轉(zhuǎn)運蛋白缺陷，不能轉(zhuǎn)運胱氨酸、賴氨酸、精氨酸和鳥安全等氨基酸，患者血漿中這4種氨基酸的含量偏低，而尿液中的含量增高，導致尿路結(jié)石、腎絞痛、氨基酸尿及尿路感染。為常染色體隱性遺傳病。12第十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.5遺傳性膠原病膠原是由成纖維細胞、軟骨細胞、成骨細胞即某些上皮細胞合成并分泌道細胞外，遍布于體內(nèi)各種組織器官。目前已發(fā)現(xiàn)的膠原至少有19種，由不同的結(jié)構(gòu)基因編碼，具有不同的化學結(jié)構(gòu)及免疫學特性。不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式，以適應特定功能的需要。臨床常見的兩種膠原蛋白病是成骨不全和Ehlers-Danlos綜合征。13第十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五成骨不全是一種因先天性遺傳缺陷而引起的膠原纖維病變，表現(xiàn)為骨質(zhì)薄脆，像玻璃一樣經(jīng)不起碰撞，患者打噴嚏或翻身都可能引起骨折，無法正常運動，全身肌肉多半會萎縮，成人僅有幼兒般身高。患者常像是玻璃做的小矮人，俗稱：玻璃娃娃。14第十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1.6蛋白質(zhì)構(gòu)象病蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序決定了蛋白質(zhì)折疊過程中高級構(gòu)想的形成。蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的異常會引起疾病的發(fā)生，由此產(chǎn)生蛋白質(zhì)構(gòu)象病。蛋白質(zhì)構(gòu)象病是由于組織中特定的蛋白質(zhì)發(fā)生了構(gòu)象變化，進而聚集并產(chǎn)生沉淀，導致其生物學功能喪失，出現(xiàn)組織器官的病理性改變的一組疾病。15第十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2、先天性代謝缺陷1908年，倫敦皇家學院公布了人類四種疾?。耗蚝谒崮虬Y、白化病、戊糖尿癥和胱氨酸尿癥的研究結(jié)果，并提出了先天性代謝缺陷這一概念。先天性代謝缺陷是由于編碼酶蛋白的基因突變使合成的酶蛋白的結(jié)構(gòu)異?；蛎傅鞍椎臄?shù)量減少或增多，導致代謝紊亂引起機體的功能障礙。16第十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2.1氨基酸代謝病參與氨基酸代謝過程的酶遺傳性缺乏所引起的一類氨基酸代謝病，主要包括苯丙酮尿癥、白化病和尿黑酸尿癥等。1）苯丙酮尿癥苯丙氨酸是機體必需的氨基酸之一，用于制造黑色素、甲狀腺素和腎上腺素等。臨床上表現(xiàn)為汗液和尿液有特殊的“鼠尿味”，皮膚、毛發(fā)和虹膜色素減退，苯丙酮酸的堆積對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，引起智力發(fā)育障礙。17第十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2）白化病是一種常見的皮膚及附屬器官黑色素缺乏引起的疾病。正常情況下，人體黑色素細胞中酪氨酸在酪氨酸酶的催化下，生產(chǎn)黑色素。白化病患者因體內(nèi)酪氨酸酶基因缺陷，導致酪氨酸酶缺乏，不能有效地催化酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏厍绑w，使患者黑色素缺乏，呈現(xiàn)白化癥狀。臨床表現(xiàn)為皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，畏光，常伴有視力異常。為常染色體隱性遺傳病。18第十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五3）尿黑酸尿癥2、糖代謝病主要有：半乳糖血癥以及糖原貯積癥3、嘌呤代謝病4、脂類代謝病19第十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)：藥物反應和代謝的遺傳基礎1、藥物反應代謝的遺傳控制藥物在機體內(nèi)產(chǎn)生藥理作用和效應受機體內(nèi)外環(huán)境因素和其他藥物的影響，但肯定也受遺傳因素的影響。這些因素引起不同個體對藥物的吸引、分布和代謝發(fā)生變異，導致藥物反應的個體差異。藥物反應的個體差異的產(chǎn)生主要取決于個體的遺傳背景。20第二十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五凡是與用藥目的無關(guān)，給病人帶來不適或痛苦的反應統(tǒng)稱為藥物不良反應。藥物不良反應有個體差異，主要取決于個體的遺傳背景。多數(shù)不良反應是藥物固有的反應，在一般情況下是可以預知的，但少數(shù)或極少數(shù)病人對某些藥物反應特別敏感，表現(xiàn)為特異質(zhì)反應。特異質(zhì)反應是一種異常的藥物反應，通常是有害甚至是致命的，特異質(zhì)反應的產(chǎn)生主要取決于個體的遺傳背景，通常與劑量無關(guān)，即使很少的劑量也會發(fā)生，而且只有少數(shù)或極少數(shù)病人出現(xiàn)。21第二十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2、毒物反應的遺傳控制藥物不僅僅是人類接觸的環(huán)境因子中的一部分，環(huán)境中還有許多潛在毒物，或?qū)δ承┚哂刑囟ㄟz傳基礎的個體會產(chǎn)生毒性反應的物質(zhì)，特別是環(huán)境中某些誘變劑、致癌劑或致畸劑在群體中能引起不同的個體反應，某些個體對這些有害因子表現(xiàn)出易感性。有時，藥物和毒物并沒有嚴格的界限，藥物過量可引起中毒，少量毒物有時也作為藥物使用，實際上環(huán)境中各種有害因子在人體內(nèi)發(fā)生效應也受特定基因型的制約。22第二十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2.1乙醇中毒是指因飲酒，特別是大量或長期飲酒造成的各類障礙，包括急慢性中毒、依賴性、戒斷綜合征所致的精神病、器質(zhì)性綜合征以及人格的改變等。不同的種族和個體對乙醇的耐受性有明顯的差異。23第二十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2.2吸煙與肺癌原發(fā)性支氣管癌又稱肺癌，是最常見的惡性腫瘤之一，目前世界上至少有35個國家肺癌已居男性惡性腫瘤之首。調(diào)查表明80-90%的男性肺癌與吸煙有關(guān)。吸煙者易患肺癌，但并非所有吸煙者均患肺癌，吸煙是否患癌與個體的遺傳基礎有關(guān)。2.3吸煙與慢性阻塞性肺疾病吸煙可誘發(fā)慢性支氣管炎合并肺氣腫或支氣管哮喘，統(tǒng)稱為慢性阻塞性肺疾病。24第二十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)：腫瘤發(fā)生的遺傳基礎腫瘤是細胞異常增殖所形成的細胞群。在人類生活的環(huán)境中存在著不少物理的、化學的和生物的致癌因子，它們在一定條件下可以誘發(fā)腫瘤。例如，各種電離輻射和紫外線照射可以引起白血病和皮膚癌；黃曲霉素可以誘發(fā)肝癌。但是，盡管人們都接觸各種致癌因子，卻并非人人都會發(fā)生腫瘤。這表明腫瘤發(fā)生還與個體的易感性有關(guān)，而個體的易感性在很大程度上是遺傳因素決定的。因此，腫瘤的發(fā)生也是受環(huán)境與遺傳因素共同作用的結(jié)果。25第二十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五近年來對腫瘤的分子遺傳學研究表明，基因及基因異常在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。一些與細胞的生長、分化和信息傳遞有關(guān)的基因在癌變過程中起關(guān)鍵作用，這些基因稱為癌基因和腫瘤抑制基因，它們的結(jié)構(gòu)或功能異常常使細胞得以繼續(xù)無法控制的生長，并最終導致腫瘤的發(fā)生。因此，腫瘤也是一種遺傳病，稱為體細胞遺傳病。26第二十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五3.1腫瘤發(fā)生的遺傳現(xiàn)象1）單基因遺傳腫瘤一些腫瘤是按照孟德爾方式遺傳的，亦即有單個基因的異常決定的，它們常以染色體顯性方式遺傳。單基因遺傳的腫瘤種類雖然不少，但是在全人類腫瘤中所占比例不大。還有一些單基因遺傳腫瘤既有遺傳的，也有散發(fā)的。前者按常染色體顯性方式遺傳，屬遺傳型，常為雙側(cè)性或多發(fā)性，發(fā)病早于散發(fā)型病例。這些腫瘤大多來源于神經(jīng)或胚胎組織，雖然比較罕見，但在腫瘤病因研究上具有重要意義。27第二十七頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五2）多基因遺傳腫瘤多基因遺傳的腫瘤大多是一些常見的惡性腫瘤，這些腫瘤的發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，并表現(xiàn)出明顯的家族聚集現(xiàn)象。許多常見腫瘤乳乳腺癌、胃癌、肺癌、食管癌、子宮頸癌等患者一級親屬的患病率都顯著高于群體患病率，有明顯的家族聚集現(xiàn)象。28第二十八頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五3）染色體畸變與腫瘤大多數(shù)惡性腫瘤都有染色體異常，一個腫瘤的瘤細胞的染色體的異常有許多是相同的。但是癌細胞群體受內(nèi)外環(huán)境的影響而處于不斷變異之中，因此這些細胞的核型常常不完全相同，而且在同一腫瘤的發(fā)展過程中，一些染色體畸變是致死性的，而另一些畸變卻能使細胞獲得生長優(yōu)勢，核型也隨之不斷演變。腫瘤細胞群通過淘汰和生長優(yōu)勢，逐漸形成占主導地位的細胞群體，即干系。干系即該腫瘤具有最常見核型的細胞群體。腫瘤的生長主要是干系增殖的結(jié)果。29第二十九頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五4）腫瘤的遺傳易感性腫瘤可以認為是基因的一染色體異常引起的疾病，其中一些遺傳性腫瘤按照經(jīng)典的孟德爾方式傳遞，但在更多情況下遺傳的只是腫瘤的易感性，即易感基因。在個體易感的狀態(tài)下如再發(fā)生體細胞突變，那么突變細胞就容易轉(zhuǎn)化為癌細胞。個體的腫瘤的遺傳易感性是由其特定的基因一染色體組合決定的。30第三十頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五3.2腫瘤發(fā)生相關(guān)基因遺傳物質(zhì)的改變在腫瘤的發(fā)生過程中具有重要的作用，腫瘤科看做是致癌因子引起細胞遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能異常的結(jié)果。20世紀80年代以來，隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展和應用，相繼發(fā)現(xiàn)了一些與腫瘤發(fā)生相關(guān)的基因，如癌基因、腫瘤抑制基因、腫瘤轉(zhuǎn)移基因和腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因等，這些基因的發(fā)現(xiàn)使人類在闡明腫瘤的遺傳病因和發(fā)生機制方面取得了重大的突破。31第三十一頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)：遺傳病的診斷與治療遺傳病基礎研究的最終目的是為臨床服務，將其成果應用于遺傳病的診斷、治療和預防。雖然遺傳病的診斷、治療問題還沒有得到根本解決，但是，目前已建立的一系列方法和措施，可以對某些遺傳病進行診斷、治療和預防。32第三十二頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五4.1遺傳病的診斷遺傳病的診斷是進行遺傳病預防和治療的前提。遺傳病的診斷是一項復雜的工作，它既有與其他疾病相同的診斷方法，又有遺傳學的特殊診斷方法，如染色體檢查、家系分析等。遺傳病的診斷分為產(chǎn)前診斷、癥狀前診斷和臨證診斷。不同的遺傳病，其發(fā)病基礎不同，診斷方法也不盡相同。33第三十三頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1）病史采集2）癥狀與體征3）家系分析4）染色體檢查5）生化檢查6）基因診斷所謂基因診斷就是利用分子生物學技術(shù)，在DNA或RNA水平上對某一基因進行分析，從而對特定的疾病進行診斷的方法和過程。34第三十四頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五4.2遺傳病的治療隨著許多遺傳病的病因機制的闡明，人類在遺傳病的治療上取得了重要的成果，不少遺傳病已有一些有效的治療方法。特別是重組DNA技術(shù)在醫(yī)學中的廣泛應用，遺傳病的治療已從傳統(tǒng)的手術(shù)治療、飲食治療、藥物治療法等跨入了基因治療，為遺傳病根治開辟了廣闊的前景。35第三十五頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五1）外科治療應用于外科手術(shù)的方法對病損器官進行切除、修補或替換，可有效地減輕或改善癥狀。主要包括手術(shù)矯正和器官移植兩方面。2）內(nèi)科治療

內(nèi)科治療主要是對癥治療，包括藥物治療和飲食治療。這類治療方法主要用于先天性代謝缺陷病。其治療原則可概括為“去其所余、補其所缺和禁其所忌”。36第三十六頁，共四十頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)：遺傳病的預防和優(yōu)生學5.1遺傳病的預防1）遺傳保護保護機體的遺傳物質(zhì)不受損傷是預防遺傳病