分子遺傳學診斷試驗2

最新：分子遺傳學診斷試驗人類分子遺傳學檢測在醫(yī)學上發(fā)揮著越來越重要的作用，包括婦產科學。婦產科醫(yī)師必須意識到對遺傳疾病深入認識和基因篩查、分子檢測技術作為遺傳學的基礎已成為常規(guī)醫(yī)療實踐不可缺少的一部分。這篇文獻綜述了遺傳學基礎理論和目前臨床應用的遺傳學診斷技術。單基因病遺傳模式總的來說，孟德爾遺傳定律或遺傳疾病是由單基因決定的。單一基因異常引起的疾病是相對罕見的，許多單基因疾病的表型是受調節(jié)基因影響，或其他附加基因聯(lián)合作用的結果，通常受環(huán)境影響。包括：常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳、共顯性遺傳和X連鎖遺傳。常染色體顯性遺傳：常染色體顯性遺傳病個體有50%的幾率將突變基因遺傳個子代，子代患病率是50%。常染色體隱性遺傳：夫婦雙方為攜帶同一突變基因的未患病個體（攜帶者），子代患病的幾率是25%，生育正常子代的幾率是25%，50%的子代為攜帶者。共顯性遺傳：如ABO血型遺傳模式。夫婦雙方各提供一個特殊基因的不同版本，兩個單倍體版本結合形成不同的遺傳特質。共顯性遺傳的不同遺傳特性及其所致的臨床特征取決于父母遺傳給子代的基因版本。X連鎖遺傳：X連鎖遺傳疾病通常是隱性遺傳疾病，男性是主要的發(fā)病個體，因為其只有一條X染色體。攜帶X連鎖隱性遺傳疾病的女性是不發(fā)病的，除非正常X染色體失活，而攜帶致病基因的X染色在大多數(shù)細胞中激活。母親是攜帶者，子代中50%的男性子代患病，50%的女性子代為攜帶者。復制和缺失綜合征復制是指染色體的某一區(qū)域多了一份拷貝，而缺失是指染色體的某一區(qū)域丟失了。常染色體缺失攜帶者的基因型是缺失片段基因單體，而常染色體復制攜帶者的基因型是復制片段基因三體。胎兒或新生兒被證實發(fā)生染色體缺失或復制，常規(guī)應對父母進行染色體檢測，證實是子代自發(fā)的缺失或復制，還是父母一方是攜帶者或平衡易位所致。大于等于5Mb長度的片段缺失或復制可以通過常規(guī)或高分辨的細胞遺傳學技術診斷，微缺失或復制因片段長度太小而不能通過常規(guī)的細胞遺傳學技術診斷，常常需要通過分子遺傳學技術識別，如熒光原位雜交技術(FISH)和比較基因組雜交(CGH)。同一染色體上兩個相似的基因可能有完全不相關的功能，表現(xiàn)獨立不同的遺傳特質。所以，染色體復制或缺失者的異常表型是因不同的病理生理和致病原因而多樣化的。缺失綜合征比復制綜合征的表型更為嚴重、功能更加異常，因為單體比三體所致的結果更嚴重。非孟德爾遺傳模式遺傳的不穩(wěn)定DNA孟德爾遺傳定律指出父母的基因是穩(wěn)定遺傳給子代的，除外基因突變，這條定律適合許多遺傳特性。然而，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)一種基因，如脆性X綜合征的主要基因表現(xiàn)為遺傳的不穩(wěn)定性，基因的大小和隨之表現(xiàn)的功能隨子代的遺傳過程中不斷變化。通常，這些基因包含一個三元組，如（CGG）n。減數(shù)分裂后受精之前的配子中三元組的重復數(shù)目可能會增加，這個過程稱之為基因放大，然后基因可能發(fā)生甲基化而關閉，導致表型異常。一些三元組區(qū)域只在女性減數(shù)分裂中擴大，如脆性X綜合征；另一些三元組區(qū)域只在男性減數(shù)分裂中擴大，如遺傳性慢性舞蹈病。有些三元組數(shù)目因為某些不知的原因在從父母到子代傳遞數(shù)代的過程中都不發(fā)生擴展。脆性X綜合征是最常見的智力障礙遺傳病。表1:脆性X綜合征智力障礙基因突變狀況個體狀況三元組重復數(shù)目（CGG）未發(fā)病中間型（也稱灰色地帶）小于45個45-54個突變前55-2個完全突變大于2個子代患病的可能和擴大基因突變的幾率取決于遺傳基因是來自于父親還是母親，以及父母基因CGG三元組重復的數(shù)目。一個突變前基因攜帶者女性，可以遺傳她突變前或正常的等位基因；遺傳的突變前等位基因擴展即導致子代發(fā)病。突變前基因擴展的數(shù)目越多，遺傳過程中越有可能擴展致完全突變。印記特定基因的功能是因其來自于父親還是母親而表現(xiàn)不同，這個過程稱為印記。印記是基因表達的基因外周調控機制；就是沒有通過永久改變基因結構而改變表型。一個印記基因由于啟動子甲基化在遺傳過程中處于非激活狀態(tài)；印記的程度因基因來源于父親還是母親而不同。當基因以印記狀態(tài)或非激活狀態(tài)遺傳，基因功能受來源于父母另一方的激活狀態(tài)的等位基因直接控制。某些重要基因表現(xiàn)為單一等位基因，就是通常情況下，一對等位基因中一個發(fā)揮作用(與基因組中的大多數(shù)基因不同，他們是雙等位基因)。印記首次被發(fā)現(xiàn)是由于其和遺傳疾病的相關性。兩種表型完全不同遺傳疾病被證實是來源于相同的染色體缺失(15q11-13)。如果是母系來源的15號染色體片段缺失，結果表現(xiàn)為Angelman綜合征，主要臨床特征是正常體型和體重、嚴重的智力障礙、聾啞、共濟失調和上肢多動、不自主大笑。相反，如果是父系來源的15好染色體片段缺失，主要表現(xiàn)為肥胖、矮??；小手小腳、外生殖器發(fā)育幼稚和輕度智力障礙，以上特征稱之為Prader-Willi綜合征。產科方面的幾個臨床病例說明了印記的重要性。完全性葡萄胎是父系來源的雙倍體，表現(xiàn)為胎盤組織過度生長，而無胎兒結構。卵巢畸胎瘤則是完全來源于母系的雙倍體，表現(xiàn)為胎兒組織的過度生長，而無胎盤結構。單親二倍體單親二倍體是指一對同源染色體均來自父母中的一方，兩條染色體上的所有基因都來源于一方父母。單親二倍體常常來源于三體合子的“糾錯”，即三體合子常常丟失三條染色單體中一條，碰巧留下了來源父母一方的一對染色體，形成了異質二倍體（兩條不同的同源染色體都來源于父母一方）。少數(shù)情況下，單親二倍體是單體合子的“補救”，只有一條染色體的胚胎細胞在有絲分裂過程中的染色體復制，形成同一染色體復制的單親同源雙倍體。對于一些存在基因印記的染色體，單親二倍體可導致胎兒功能和智力障礙。線粒體遺傳疾病每一個人體細胞有成百個線粒體，每個線粒體有自己的基因組和相關復制體系，表現(xiàn)為獨立的有機體。如果線粒體DNA發(fā)生基因突變，細胞分裂過程中傳給子細胞并繼續(xù)繁殖。如果一個含有大量突變的線粒體DNA的卵母細胞受精，子代可能發(fā)生線粒體遺傳疾病。線粒體對有氧呼吸至關重要，所以線粒體疾病常常影響組織對能量的攝取。幾種線粒體遺傳疾病包括中樞神經系統(tǒng)、心臟（心肌?。┖图∪猓∪獠∽兒秃粑щy）。性腺嵌合體一些表型正常的人可能是嵌合體，一個組織和器官中存在兩種或多種不同特性的細胞，最嚴重的是發(fā)生在性腺中。性腺嵌合體是受精卵異常有絲分裂的結果，如果分化為性腺的細胞在有絲分裂過程中出現(xiàn)錯誤，部分生殖細胞出現(xiàn)異常。因為精原細胞和卵原細胞在胚胎發(fā)育過程中持續(xù)分裂，性腺嵌合體就可能發(fā)生。性腺嵌合體可以解釋“新發(fā)的”（家族中從未出現(xiàn)過的）常染色體顯性遺傳疾病，如軟骨發(fā)育不全；新的X連鎖遺傳疾病，如杜氏肌營養(yǎng)不良。這種遺傳疾病可以解釋在之前從未有過患病者的家族中出現(xiàn)多個子代患病。因為性腺嵌合體的存在，生育過一例因基因突變致病的患兒，再次生育同樣患兒的風險高于普通人群中的患病風險。目前還沒有性腺嵌合體的檢測方法。多因素和多基因遺傳病多基因遺傳是許多基因聯(lián)合作用的結果，多因素遺傳是有多種基因和環(huán)境因素共同作用的結果。目前大多數(shù)的遺傳病被認為是多基因遺傳或多因素遺傳。多因素遺傳病特點發(fā)病是家族性的，但是遺傳特征不明顯；一級親屬患病風險是普通人群患病風險的二次方根；二級親屬的患病風險明顯下降；如果家族中超過一個成員患病，其他成員的發(fā)病風險增加；如果缺陷嚴重，家族中再發(fā)病的風險增加（雙唇唇裂的再發(fā)病風險高于單唇唇裂的再發(fā)病風險）如果這種疾病在一種性別中較為普遍，那么較少發(fā)病的另一種性別患病，家族中再發(fā)的風險增加。分子診斷檢測突變檢測一但基因被克隆，并且證實突變點，可以直接行基因突變檢測，這是最準確的分子檢測方法。多聚酶聯(lián)反應（PCR）指數(shù)擴增目標基因或DNA序列。主要有三步：第一，變性：加熱使雙鏈DNA變性為單鏈DNA；第二，退火：PCR引物（與待擴增的雙鏈DNA末端嚴格互補的短DNA片段）退火與DNA互補區(qū)域結合；第三，合成：三磷酸核苷酸為底物，加入Taq多聚酶合成DNA互補鏈。變性、退火、合成為一個反應周期，重復25-30次，短時間內合成上百萬拷貝的DNA片段。Southern印記分析Southern印記分析是在DNA水平檢測基因異常的一種方法。根據(jù)DNA片段長度，分離DNA后應用標記的DNA探針證實特定的DNA片段。基因測序快速DNA測序的主要意義是促進人類基