遺傳性疾病的實驗診斷與產(chǎn)前診斷進展

遺傳性疾病的實驗診斷與產(chǎn)前診斷進展第一節(jié)概述

遺傳病或遺傳性疾?。╣eneticdisease）是其發(fā)生需要有一定的遺傳基礎(chǔ)，通過這種遺傳基礎(chǔ)、并按一定的方式傳于后代發(fā)育形成的疾病。因此，遺傳病的傳遞并非是現(xiàn)成的疾病，而是遺傳病的發(fā)病基礎(chǔ)，另外，遺傳因素不僅僅是一些疾病的病因，也與環(huán)境因素一起在疾病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸中起關(guān)鍵作用，遺傳性疾病具有垂直傳遞和終生性特點。上一頁下一頁返回第2頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)概述

下一頁產(chǎn)前診斷（prenataldiagnosis）又稱宮內(nèi)診斷（intrauterinediagnosis）指在胎兒出生前對胎兒先天異常（遺傳病與非遺傳病）和宮內(nèi)感染進行診斷，是遺傳學、影像學、圍生醫(yī)學等與醫(yī)學實踐緊密結(jié)合的一門綜合學科。返回上一頁第3頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)概述

下一頁目前，我國已開展了較大規(guī)模的產(chǎn)前篩查與產(chǎn)前診斷工作，主要為21-三體綜合征、18-三體綜合征、13-三體綜合征、性染色體綜合征、胎兒神經(jīng)管缺陷（neuraltubedefect，胎兒神經(jīng)管缺陷）的血清學篩查，及其染色體病的產(chǎn)前診斷，常見遺傳病如地中海貧血等的基因診斷。返回上一頁第4頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

下一頁一、采集胎兒細胞的方法：（一）：羊膜穿刺使在B超的監(jiān)視下，用消毒的注射器抽取胎兒羊水?？梢詫Τ槿〉难蛩捌渲械奶好撀浼毎M行細胞培養(yǎng)，分析染色體以及生化和基因的檢測。如羊水的甲胎蛋白濃度過高時，提示胎兒可能有無腦兒、開放性脊柱裂、脊髓脊膜膨出和腦積水等異常。

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下一頁一、采集胎兒細胞的方法：（二）：絨毛取樣術(shù)：絨毛取樣一般在妊娠7～9周進行，是妊娠早期診斷的方法。絨毛取樣術(shù)也是在B超監(jiān)視下，用特制的取樣器，從陰道經(jīng)宮頸進入子宮，沿子宮壁到達取樣部位，用內(nèi)管吸取絨毛。絨毛取樣的優(yōu)點時檢查時間早，需要作出選擇性流產(chǎn)時，給孕婦帶來的損傷和痛苦較小，因此該方法可以在早孕期診斷胎兒遺傳病，所以很適合一些需要及早進行診斷的應(yīng)急病例，以及某些需要進行酶測定或DNA診斷的疾病，包括染色體病或有關(guān)基因病。返回上一頁第7頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

下一頁一、采集胎兒細胞的方法：（二）：絨毛取樣術(shù)：返回上一頁第8頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

下一頁（三）臍帶血穿刺術(shù)臍帶穿刺術(shù)是在B超的監(jiān)視下，用細針經(jīng)腹壁、子宮進入胎兒臍帶抽取胎兒血液。臍帶血管穿刺的時間一般在妊娠中期，即妊娠20～22周，因為此時的臍帶較為粗大，容易穿刺中血管，而且此時胎兒也較大，能夠提供較多的血樣用于診斷。本方法常用于錯過絨毛取樣或羊膜穿刺最佳時機或羊水檢查失敗的補救措施，主要適應(yīng)于胎兒染色體檢測、胎兒內(nèi)分泌疾病或免疫性疾病的產(chǎn)前診斷。臍帶血穿刺的并發(fā)癥主要有胎兒感染、出血、臍帶血腫、流產(chǎn)、早產(chǎn)、母胎輸血，但發(fā)生幾率極低。返回上一頁第9頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

（四）：胎兒鏡檢查胎兒鏡檢查又稱羊膜腔鏡。胎兒鏡檢查是在B超引導下用很細的纖維內(nèi)鏡（胎兒鏡）從孕婦腹壁穿刺，經(jīng)子宮壁進入羊膜腔，觀察胎兒情況，同時還可行臍帶血和胎盤血的采集、胎兒組織活檢、對異常胎兒進行宮內(nèi)治療甚至活檢。妊娠15-20周可做胎兒鏡檢查，但以妊娠18-20周間進行最適合。目前該項檢查對胎兒威脅大，易導致流產(chǎn)和胎死宮內(nèi)，而且胎兒鏡設(shè)備昂貴，技術(shù)要求高，因此目前應(yīng)用尚少。上一頁下一頁返回第10頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

二、染色體顯帶技術(shù)與核型分析細胞遺傳學檢查、染色體檢查或核型分析技術(shù)是輔助診斷和對染色體病確診的主要方法，也是產(chǎn)前診斷染色體病的經(jīng)典方法。隨著顯帶技術(shù)的應(yīng)用，特別是高分辨染色體顯帶技術(shù)的發(fā)展，能夠更準確地發(fā)現(xiàn)和確定更多的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常，是診斷染色體病的金標準。上一頁下一頁返回第11頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

二、染色體顯帶技術(shù)與核型分析1．染色體顯帶技術(shù)顯帶技術(shù)主要分為兩大類：一類是整個染色體顯帶，包括Q帶、G帶和R帶；另一類只顯示特定染色體區(qū)段或結(jié)構(gòu)，包括顯示著絲料的C帶。顯示端粒的T帶以及顯示核仁組織區(qū)（NOR）的N帶。染色體的帶型反映了調(diào)控DNA復制、修復、轉(zhuǎn)錄和遺傳重組的基因組的功能結(jié)構(gòu)。每帶含5～10Mb的DNA，包含數(shù)百個基因。上一頁下一頁返回第12頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

二、染色體顯帶技術(shù)與核型分析2．帶型命名原則通過染色體顯帶技術(shù)，在染色體著絲粒分隔的短臂（p）和長臂（q）上，均有一系列連續(xù)的深、淺、寬、窄不同的染色體帶。1971年在巴黎召開的人類細胞遺傳學會議上提出了區(qū)分每個顯帶染色體區(qū)、帶的標準系統(tǒng)。1978年的國際會議上，制定了《人類細胞遺傳學命名的國際體制》（InternationalSystemforhumanCytogeneticNomenclature，ISCN），提出了統(tǒng)一的符號和術(shù)語。上一頁下一頁返回第13頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

二、染色體顯帶技術(shù)與核型分析3．核型分析與描述按國際標準，正常核型的描述包括兩部分：第一部分為染色體總數(shù)，第二部分為性染色體組成，兩者之間用“，”隔開。如正常男性的核型為46，XY。異常核型的描述除包括以上兩部分外，還包括畸變情況，也是用“，”與前面部分隔開?！埃被颉埃敝糜谌旧w號前，表示該染色體的增加或丟失，而性染色體的增減則在染色體總數(shù)后直接以組成形式標出；“＋”或“－”放在相應(yīng)染色體號之后，則表示該染色體長度的增加或減少。上一頁下一頁返回第14頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

三、常用的分子生物學技術(shù)根據(jù)基因突變所涉及的范圍，基因突變可分為染色體突變、基因組突變和點突變?nèi)N，前兩種突變涉及的基因較多，可通過染色體分析，亦可在間期用標記探針檢出，點突變涉及范圍少，常作基因分析。不同類型的基因突變有不同的檢測途徑，大致方法包括：基因探針雜交直接檢測；PCR及其衍生技術(shù)檢測；DNA測序；連鎖分析等。上一頁下一頁返回第15頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

三、常用的分子生物學技術(shù)（一）熒光原位雜交熒光原位雜交（fluorescenceinsituhybridization，F(xiàn)ISH）技術(shù)是20世紀80年代在細胞遺傳學、分子遺傳學和免疫學相結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新技術(shù)，通過應(yīng)用不同熒光顏色標記的目的DNA片段（探針），依據(jù)堿基配對原理，雜交到分裂中期染色體或間期染色質(zhì)纖維上，在熒光顯微鏡下觀測目的DNA在染色體上的位置或在間期核中的數(shù)目，從而進行目的DNA的定性、定位和相對定量分析。上一頁下一頁返回第16頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

（一）熒光原位雜交上一頁下一頁返回第17頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

三、常用的分子生物學技術(shù)（二）聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)及其衍生技術(shù)聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)（polymerasechainreaction，PCR）是利用DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）等在體外條件下，催化一對引物間的特異DNA片段合成的基因體外擴增技術(shù)，利用該技術(shù)從而使DNA以對數(shù)增長的方式擴增，達到極易被檢測的數(shù)量，從而實現(xiàn)了對目標基因片段的測定。在遺傳病基因突變的性質(zhì)和部位清楚的情況下，PCR技術(shù)及衍生技術(shù)可直接檢出突變部位，診斷遺傳病。上一頁下一頁返回第18頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

三、常用的分子生物學技術(shù)（四）核苷酸序列分析DNA序列分析（DNAsequencing）即DNA一級結(jié)構(gòu)的測定，是現(xiàn)代分子生物學中一項重要的技術(shù)，其經(jīng)典的分析方法有化學分裂法和末端終止法。DNA序列分析是檢測基因突變最直接最可信的方法，不僅可確定突變的部位，而且還可確定突變的性質(zhì)，是診斷基因異常（已知和未知）最直接和準確的方法。上一頁下一頁返回第19頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

三、常用的分子生物學技術(shù)（五）微陣列比較基因組雜交微陣列比較基因組雜交（array-comparativegenomichybridization，Array-CGH）技術(shù)是將DNA克隆或cDNAs做成微陣列，本質(zhì)上是一種同時進行的FISH試驗，所用的克隆多達數(shù)百。Array-CGH基于與細胞核分裂中期CGH同樣的原理，來自對照者（或參考者）的全基因組DNA與來自測試者（或患者）的全基因組DNA分別用兩種不同的熒光基團標記，這兩種被標記的全基因組DNA作為探針與微陣列上的核酸靶點競爭性雜交。上一頁下一頁返回第20頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)遺傳性疾病常用的產(chǎn)前診斷診斷技術(shù)

四、遺傳性疾病的植入前診斷方法植入前遺傳學診斷（preimplantationgeneticdiagnosis，PGD），“植入前”是指受精卵分裂的卵裂球和囊胚種植入子宮內(nèi)膜之前獲取胚胎細胞進行遺傳學診斷，將遺傳病的診斷時間提前到胚胎植入前，即在體外受精（invitrofertilization，IVF）發(fā)育至6～8細胞期的胚胎中活檢單個細胞進行遺傳學分析后，再選擇正常胚胎移植回母體子宮，以避免異常胎兒。PGD把遺傳性疾病控制在胚胎發(fā)育的最早階段，是輔助生殖技術(shù)與遺傳學診斷技術(shù)相結(jié)合而形成的一種孕前診斷技術(shù)。上一頁下一頁返回第21頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

遺傳篩查是將人群中具有風險基因型的個體檢測出來的一項普查工作，通過篩查，可了解遺傳性疾病在人群中的分布及影響分布的因素，估計某些疾病的致病基因頻率，分析、研究遺傳性疾病的發(fā)病規(guī)律和特點，為人群預防對策提供依據(jù)。根據(jù)篩查目的和對象的不同，遺傳篩查可分為群體篩查、攜帶者篩查、新生兒篩查、產(chǎn)前篩查等。上一頁下一頁返回第22頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

一、胎兒遺傳病的孕婦血清學篩查試驗在產(chǎn)前篩查過程中，經(jīng)常提到早孕期產(chǎn)前篩查以及中孕期產(chǎn)前篩查。早孕期篩查是指在孕7～11周進行篩查，中孕期產(chǎn)前篩查是指在孕15～20周進行。上一頁下一頁返回第23頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

（一）中孕期母體外周血AFP、freeβ-hCG（或hCG）二聯(lián)篩查實驗中孕期母體外周血AFP、hCG二聯(lián)篩查實驗是最常用的產(chǎn)前篩查實驗，可以診斷胎兒唐氏綜合征、胎兒神經(jīng)管缺陷、18-三體征。此項篩查實驗對21-三體的篩查發(fā)現(xiàn)率為60%～90%左右，為提高篩查的發(fā)現(xiàn)率，也可采用三聯(lián)篩查（AFP、freeβ-hCG、uE3）等提高篩查發(fā)現(xiàn)率。篩查中要求孕婦年齡、孕周即體重準確；要求測定AFP和hCG的方法重復性好，變異系數(shù)（RV）＜5%。上一頁下一頁返回第24頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

（二）早孕期母體外周血PAPP-A、hCG（freeβ-hCG）二聯(lián)篩查試驗早孕期母體外周血PAPP-A、hCG二聯(lián)篩查試驗，診斷疾病是胎兒唐氏綜合征。胎兒唐氏綜合征異常的早孕期孕婦血中PAPP-A水平明顯低于正常孕婦組，與hCG聯(lián)合應(yīng)用，唐氏綜合征診斷率達70％以上，是早孕期唐氏綜合征篩查的可靠指標。如加上胎兒頸部透明度厚（nuchaltranslucency，NT）、結(jié)合孕婦年齡等因素綜合分析，唐氏綜合征診斷率可達85％～90％，是早孕期篩查唐氏綜合征的黃金組合。上一頁下一頁返回第25頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

二、TORCH綜合癥的孕前和產(chǎn)前篩查試驗TORCH是一組病原微生物的英文名稱縮寫。T即弓形蟲（hoxoplasma，TOXO）、O即其他微生物（others，O）、R即風疹病毒（rubellavirus，RV）、C即巨細胞病毒（humancytomegalovirus，CMV）、H即單純皰疹病毒（herpessimplexvirus，HSV）。這組病原微生物可通過胎盤傳給胎兒，引起圍生期感染，導致流產(chǎn)、死胎、先天畸形和智力障礙等各種異常結(jié)果，因此受到廣泛關(guān)注。TORCH感染后除了免疫缺陷者以外，機體均產(chǎn)生特異性抗體。上一頁下一頁返回第26頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

三、新生兒篩查試驗新生兒篩查是指在新生兒期對某些嚴重的先天性或遺傳代謝性疾病進行普查。這類疾病在新生兒期可無任何臨床癥狀，但體內(nèi)已有生化和激素改變。新生兒篩查可及早發(fā)現(xiàn)異常，進行早診斷、早治療，避免發(fā)生體格和智能發(fā)育障礙等嚴重后果。上一頁下一頁返回第27頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

(一)先天性甲狀腺功能低下篩查試驗先天性甲狀腺功能低下在我國的發(fā)生率約為1/4000，大部分患者可用干燥甲狀腺粉劑進行治療。先天性甲狀腺功能低下表現(xiàn)新生兒為血中甲狀腺素（thyroid，T4）降低與促甲狀腺激素（thyroidstimulatinghormone，TSH）升高，我國的新生兒篩查則是用標記免疫學方法測定新生兒血漿中的TSH，若TSH異常升高，則進一步檢查T4以確診，進而治療。上一頁下一頁返回第28頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

（二）苯丙酮尿癥篩查試驗苯丙酮尿癥在我國人群發(fā)病約為1／16500，是一種常見的氨基酸代謝病，屬常染色體隱性遺傳病。正常情況下，體內(nèi)苯丙氨酸代謝需要苯丙氨酸羥化酶及其輔酶四氫生物蝶吟的作用轉(zhuǎn)化為酪氨酸以合成甲狀腺素、黑色素等。苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為酪氨酸的途徑障礙即造成苯丙氨酸及其酮酸積蓄并從尿中大量排出并在體內(nèi)蓄積，對患者神經(jīng)系統(tǒng)造成損害（患兒智能發(fā)育不全），并影響體內(nèi)色素代謝（患者皮膚即毛發(fā)顏色變淺）。上一頁下一頁返回第29頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

（三）葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏癥篩查試驗小兒紅細胞葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏癥是一種遺傳性溶血性疾病。由于變異類型和（或）酶缺乏程度的不同可分為5種臨床類型：蠶豆??；藥物性溶血；新生兒黃疽；感染誘發(fā)溶血；先天性非球性紅細胞性貧血。上一頁下一頁返回第30頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)遺傳性疾病常用的篩查試驗

（四）先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥篩查試驗本病屬常染色體隱性遺傳病，新生兒篩查定量測定干血片中17α-羥孕酮的含量，17α-羥孕酮是皮質(zhì)醇的一個前體，它的含量當且僅當21-及11β-羥化酶都發(fā)生缺失的時候才會增加。因而17α-羥孕酮的測定對檢測這兩種最常見的CAH非常有用，可以覆蓋95％的情形。上一頁下一頁返回第31頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)常見遺傳性疾病的實驗診斷

染色體異常或畸變是先天性多發(fā)畸形、不明原因的智力發(fā)育遲緩以及胎兒自然流產(chǎn)的重要原因。疾病診斷的傳統(tǒng)方法都是從癥狀入手，但是，針對遺傳病的產(chǎn)前診斷卻不同，一些遺傳病患者雖然接受了親代的致病基因，卻要等到出生后若干年，乃至中年以后才出現(xiàn)癥狀，因此實驗檢查在遺傳病的診斷中起決定作用。上一頁下一頁返回第32頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)常見遺傳性疾病的實驗診斷

一、染色體數(shù)量異常疾病人類正常生殖細胞精子和卵子各含有23條染色體，稱為一個染色體組，而正常體細胞是由精、卵結(jié)合成受精卵，再經(jīng)卵裂發(fā)育而成的，故含有46條染色體。把含有一個染色體組的精、卵稱為單倍體，人的體細胞因含有兩套染色體組而稱作二倍體（diploid，2n）。以二倍體為標準，其他人細胞的染色體數(shù)目超過或少于46條，即稱為染色體數(shù)目畸變，它包括整倍體異常和非整倍體異常兩大類。上一頁下一頁返回第33頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)常見遺傳性疾病的實驗診斷

一、染色體數(shù)量異常疾病1．21-三體綜合征上一頁下一頁返回第34頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)常見遺傳性疾病的實驗診斷

一、染色體數(shù)量異常疾病2．18-三體綜合征（愛德華綜合征）18三體綜合癥的產(chǎn)生多由母親卵母細胞減數(shù)分裂時發(fā)生的18號染色體不分離所致。上一頁下一頁返回第35頁,共40頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)常見遺傳性疾病的實驗診斷

一、染色體數(shù)量異常疾病3．13-三體綜合征（帕陶綜合征）:13三體綜合癥在新生兒中統(tǒng)計的發(fā)病率差異較大，約為1／21000～1/5000。上一頁下一頁返回第36頁,共40頁，2024年2月25日，星期天