基因诊断和基因治疗.ppt
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bb基因诊断、治疗
• 生化反应、酶活性 biochemical reaction, activities of enzymes
• 免疫学检验 Immunologic tests
2019/12/4
4
检测表型或形态学改变
detection of phenotypic
or
morphologic features
检测对象是基因的产物--蛋白质、多肽。
•
BcLI
p2
•
•
142bp 99 bp 43bp
142bp
Bcl I -
•
电泳
99bp
43bp
Bcl I +
•
结果分析
•
？ 2019/12/4
22
问:1/ Ⅱ2、Ⅲ1诊断；2/ Ⅲ1是男或是女发病？
Ⅰ
1
2
Ⅱ
1
2
3
III
1
142bp 99bp
2019/12/4
23
结果分析
• 1）先症者II2具有99bp片段而发病，该片 段来自母亲。
30
2019/12/4
31
四、基因诊断存在的问题及前景 Problems and prospects in the gene diagnosis
1、理论问题 theory problems .
2019/12/4
32
已找到的致病基因不多，弄清机制的就 更少。基因诊断失去了基础。
Little is known about pathogenic genes, and less is known about the mechanism. Gene diagnosis loses its foundation
• 免疫学检验 Immunologic tests
2019/12/4
4
检测表型或形态学改变
detection of phenotypic
or
morphologic features
检测对象是基因的产物--蛋白质、多肽。
•
BcLI
p2
•
•
142bp 99 bp 43bp
142bp
Bcl I -
•
电泳
99bp
43bp
Bcl I +
•
结果分析
•
？ 2019/12/4
22
问:1/ Ⅱ2、Ⅲ1诊断；2/ Ⅲ1是男或是女发病？
Ⅰ
1
2
Ⅱ
1
2
3
III
1
142bp 99bp
2019/12/4
23
结果分析
• 1）先症者II2具有99bp片段而发病，该片 段来自母亲。
30
2019/12/4
31
四、基因诊断存在的问题及前景 Problems and prospects in the gene diagnosis
1、理论问题 theory problems .
2019/12/4
32
已找到的致病基因不多，弄清机制的就 更少。基因诊断失去了基础。
Little is known about pathogenic genes, and less is known about the mechanism. Gene diagnosis loses its foundation
基因诊断与基因治疗
• 该方法是诊断已知点的突变：需分别合成野生型和
突变型探针．在基因诊断时，只需用PCR扩增受检者目 的DNA片段，再分别与上述探针杂交．
PCR-ASO
ASO1 ASO2
N
H M
N：正常基因；H：杂合子基因；M：突变基因
（三）单链构象多态性分析
（single-strand conformation polymorphism, SSCP）
repeats, STRs ,mini- satellites ) 1990s 单核苷酸多态性 (single-
nucleotide polymor-phisms SNPs)
RFLPs
• 由于DNA 变异产生新的酶切位点或原有的 酶切位点消失，在用限制性核酸内切酶消 化时产生不同长度或不同数量的片段。
（一）核酸分子杂交
（二） PCR在基因诊断中的应用
• RT-PCR • 荧光定量PCR • 多重-PCR • PCR-ASO • AS-PCR • PCR-SSCP • PCR-RFLP
PCR-ASO
Allele specific oligonucleotide, ASO 等位基因特异性寡核苷酸分子杂交
• 主要用于一些基因较大且突变类型不清楚 的单击因遗传病的诊断。
PCR-RFLP
镰状红细胞贫血的间接基因诊断
——β-珠蛋白RFLP标记的连锁分析
NH
7.6kb
正 常 HapⅠ
13kb
患 者 HapⅠ
HapⅠ
HapⅠ
P 13kb 7.6kb
Southern印迹杂交
N：正常；H：杂合子；P：患者（纯合子）；黄色区域为探针
• 以SNP单倍型（多位点SNP 分析）为遗传标志，结合
突变型探针．在基因诊断时，只需用PCR扩增受检者目 的DNA片段，再分别与上述探针杂交．
PCR-ASO
ASO1 ASO2
N
H M
N：正常基因；H：杂合子基因；M：突变基因
（三）单链构象多态性分析
（single-strand conformation polymorphism, SSCP）
repeats, STRs ,mini- satellites ) 1990s 单核苷酸多态性 (single-
nucleotide polymor-phisms SNPs)
RFLPs
• 由于DNA 变异产生新的酶切位点或原有的 酶切位点消失，在用限制性核酸内切酶消 化时产生不同长度或不同数量的片段。
（一）核酸分子杂交
（二） PCR在基因诊断中的应用
• RT-PCR • 荧光定量PCR • 多重-PCR • PCR-ASO • AS-PCR • PCR-SSCP • PCR-RFLP
PCR-ASO
Allele specific oligonucleotide, ASO 等位基因特异性寡核苷酸分子杂交
• 主要用于一些基因较大且突变类型不清楚 的单击因遗传病的诊断。
PCR-RFLP
镰状红细胞贫血的间接基因诊断
——β-珠蛋白RFLP标记的连锁分析
NH
7.6kb
正 常 HapⅠ
13kb
患 者 HapⅠ
HapⅠ
HapⅠ
P 13kb 7.6kb
Southern印迹杂交
N：正常；H：杂合子；P：患者（纯合子）；黄色区域为探针
• 以SNP单倍型（多位点SNP 分析）为遗传标志，结合
基因诊断与基因治疗
三、基因治疗
基因治疗中最核心的问题则是对细胞中的缺陷基因进行修正
或补充 注意: 由于外源遗传物质可能影响生物的群体遗传特征。因此， 目前的基因治疗主要限于生物的体细胞，而生殖细胞和受精 卵则禁止使用。
基因治疗类型
体外基因治疗
体内基因治疗
健康的（已经 过基因修饰） 和病变的基因 在细胞内并存
父
甲
乙
母
二、基因芯片技术
基因芯片概念:基因芯片，也叫
DNA芯片,是将大量特定序列的 DNA核酸分子（分子探针）固定在 经过处理后的尼龙膜,玻璃片,硅片 上 从而大量快速、平行高效地对碱 基序列进行测定和定量分析的一种 类似电脑的芯片。 原理:利用碱基的互补配对原则,分 子杂交原理 材料:分子探针,尼龙膜,玻璃片,硅片
基因治疗遗传病
1990年9月14日，安德森将经过改造的 含有健康基因的白血球输入因腺苷脱氨酶缺 乏造成先天性免疫功能不全，只能生活在无 菌的隔离帐里的4岁女孩的左臂静脉血管， 以后的10个月内她又接受了7次同样的治疗。 1991年1月，另一名患同样病的女孩也接受 了同样的治疗。两患儿经治疗后，免疫功能 日趋健全，走出了隔离帐，过上了正常人生 活，并进入普通小学上学。
基因治疗的发展
基因治疗3个阶段： 1980—1989年为准备期。在临床前研究和舆论 准备。 1990—1995年为狂热期。1990年9月第一例成 功，带来一片狂热。一些关键技术没有解决， 在临床应用中碰壁也是正常的。 1996年进入理性期。对临床试验进行评估，提 出关键问题进行研究，从狂热转入理性化的 正常轨道。
恶性肿瘤基因诊断过程
归纳： 从恶性肿瘤基因诊断了解基因诊断
的一般程序
１构建基因探针（已知该致病基因的核酸序列） ２获取待测组织单链ＤＮＡ（进行ＰＣＲ扩增，后 加热得到） ３将待测组织单链转到尼龙膜上（观察基因探针和它能 否进行杂交） 结果上：有杂交ＤＮＡ分子的说明待测组织中 有已知该致病基因的核酸序列
基因诊断和基因治疗
基因诊断和基因治疗
xx年xx月xx日
目 录
• 基因诊断 • 基因治疗 • 基因诊断和基因治疗的比较 • 基因诊断和基因治疗的研究方向 • 结论与展望
01
基因诊断
基因诊断的基本原理
01
基因诊断是基于人类基因组的变异和其他特征，利用分子生物学技术，对疾病 进行诊断和治疗的方法。
02
基因诊断的基本原理包括基因突变、基因表达和基因调控等方面，通过检测和 分析这些基因的变化，可以确定是否存在与特定疾病相关的基因变异或其他异 常。
疗的联合应用以及长期疗效和安全性等问题。
跨学科交叉研究方向
基因与表型组学研究
结合基因组学、表型组学等多种研究手段，深入探讨人类遗传和表型多样性的基础和机制 。
基因诊疗技术与其他技术的融合
将基因诊疗技术与细胞生物学、免疫学、生物材料学等领域的技术和方法相结合，开发更 加综合、高效、安全的技术和方法体系。
基因诊断的未来发展趋势
随着分子生物学技术的不断进步，基因诊 断将更加准确、快速和便捷，有望在更多 疾病的早期诊断和筛查中发挥作用。
VS
基因治疗的未来发展趋势
随着基因治疗研究的深入，未来有望应用 于更多遗传性疾病和复杂疾病的治疗，同 时也会与其它治疗手段相结合，形成更为 有效的综合治疗方案。
04
基因诊断和基因治疗的研究方向
基因诊断和基因治疗可以促进个体化医疗和精准医疗的发展， 提高医疗水平和效率。
未来研究和实践的挑战与机遇
• 挑战 • 基因诊断和基因治疗技术的研究和应用受到伦理、安全和法律等方面的限制。 • 基因诊断和基因治疗需要高昂的成本和技术支持，难以在广大患者中普及。 • 目前尚缺乏对基因诊断和基因治疗相关技术和方法的统一规范和标准。 • 机遇 • 随着科学技术的不断发展和创新，基因诊断和基因治疗技术将不断进步，并逐渐降低成本和技术门槛。 • 随着医疗保健意识的提高和医疗技术的普及，越来越多的人将接受基因诊断和基因治疗。 • 国家和地方政府逐渐加大对基因诊断和基因治疗技术的研究和投入，为相关领域的发展提供了有力支持。
xx年xx月xx日
目 录
• 基因诊断 • 基因治疗 • 基因诊断和基因治疗的比较 • 基因诊断和基因治疗的研究方向 • 结论与展望
01
基因诊断
基因诊断的基本原理
01
基因诊断是基于人类基因组的变异和其他特征，利用分子生物学技术，对疾病 进行诊断和治疗的方法。
02
基因诊断的基本原理包括基因突变、基因表达和基因调控等方面，通过检测和 分析这些基因的变化，可以确定是否存在与特定疾病相关的基因变异或其他异 常。
疗的联合应用以及长期疗效和安全性等问题。
跨学科交叉研究方向
基因与表型组学研究
结合基因组学、表型组学等多种研究手段，深入探讨人类遗传和表型多样性的基础和机制 。
基因诊疗技术与其他技术的融合
将基因诊疗技术与细胞生物学、免疫学、生物材料学等领域的技术和方法相结合，开发更 加综合、高效、安全的技术和方法体系。
基因诊断的未来发展趋势
随着分子生物学技术的不断进步，基因诊 断将更加准确、快速和便捷，有望在更多 疾病的早期诊断和筛查中发挥作用。
VS
基因治疗的未来发展趋势
随着基因治疗研究的深入，未来有望应用 于更多遗传性疾病和复杂疾病的治疗，同 时也会与其它治疗手段相结合，形成更为 有效的综合治疗方案。
04
基因诊断和基因治疗的研究方向
基因诊断和基因治疗可以促进个体化医疗和精准医疗的发展， 提高医疗水平和效率。
未来研究和实践的挑战与机遇
• 挑战 • 基因诊断和基因治疗技术的研究和应用受到伦理、安全和法律等方面的限制。 • 基因诊断和基因治疗需要高昂的成本和技术支持，难以在广大患者中普及。 • 目前尚缺乏对基因诊断和基因治疗相关技术和方法的统一规范和标准。 • 机遇 • 随着科学技术的不断发展和创新，基因诊断和基因治疗技术将不断进步，并逐渐降低成本和技术门槛。 • 随着医疗保健意识的提高和医疗技术的普及，越来越多的人将接受基因诊断和基因治疗。 • 国家和地方政府逐渐加大对基因诊断和基因治疗技术的研究和投入，为相关领域的发展提供了有力支持。
《基因治疗》PPT课件
DNA复合物 3. 多聚物/DNA复合物 4. 其它方法
1. 裸DNA
• 方法：直接注射或基因枪轰击 • 溶液类型对基因表达有影响：
重组DNA可贮存于5%-30%的蔗糖溶液中 也可用生理盐水或PBS
2. 脂质体/DNA复合物
形成高效包装DNA的人造膜，与细胞膜极为相似。 形成脂质双层包围水溶液的脂质微球，与细胞融合后被
重症综合性免疫缺乏症（SCID）
腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症是常染色体隐性遗传的 致死性疾病，患者由于ADA缺乏导致脱苷腺氨酸增多， 改变了甲基化能力，致使淋巴细胞受损，从而导致 免疫缺陷
1990年，首次将ADA转基因T淋巴细胞注射到 人体骨髓组织（患有－－腺苷脱氨酶（ADA） 缺乏症的4岁儿童） ，治疗SCID
细胞内吞。
人工脂质体膜具有如下特点
1. 无毒性和免疫原性 2. 可生物降解，不会在体内堆积 3. 可制成球状(0.03-50 m)，包容大小不同的生物分子 4. 可带有不同的电荷 5. 具有不同的膜脂流动性、稳定性、及温度敏感性，能适
应不同的生理要求
3. 多聚物/DNA复合物
• 阳离子多聚体 • DNA带负电 • 细胞表面带负电
（一）基因治疗的病毒载体
• 应该具有的基本条件： I. 携带外源基因并能组装成病毒颗粒 II. 介导外源基因的转移和表达 III. 对机体没有致病能力
病毒载体的产生
➢ 充分了解载体病毒的基因组结构和功能（编码区/非编 码区、结构蛋白/非结构蛋白、必须基因/非必须基因 、包装容量等）
➢ 外源基因插入病毒基因组的非必须区 • 致病基因（裂解细胞、癌基因使细胞转化）删除 • 插入外源基因长度受限删除非必须基因/必须基因（
2．种系细胞的基因治疗：在生殖细胞（精子、卵子 或未分化的受精卵）中引入正常基因或修复缺陷基因 以校正遗传缺陷。引入的外源基因（整合到基因组） 能遗传给后代。
1. 裸DNA
• 方法：直接注射或基因枪轰击 • 溶液类型对基因表达有影响：
重组DNA可贮存于5%-30%的蔗糖溶液中 也可用生理盐水或PBS
2. 脂质体/DNA复合物
形成高效包装DNA的人造膜，与细胞膜极为相似。 形成脂质双层包围水溶液的脂质微球，与细胞融合后被
重症综合性免疫缺乏症（SCID）
腺苷脱氨酶（ADA）缺乏症是常染色体隐性遗传的 致死性疾病，患者由于ADA缺乏导致脱苷腺氨酸增多， 改变了甲基化能力，致使淋巴细胞受损，从而导致 免疫缺陷
1990年，首次将ADA转基因T淋巴细胞注射到 人体骨髓组织（患有－－腺苷脱氨酶（ADA） 缺乏症的4岁儿童） ，治疗SCID
细胞内吞。
人工脂质体膜具有如下特点
1. 无毒性和免疫原性 2. 可生物降解，不会在体内堆积 3. 可制成球状(0.03-50 m)，包容大小不同的生物分子 4. 可带有不同的电荷 5. 具有不同的膜脂流动性、稳定性、及温度敏感性，能适
应不同的生理要求
3. 多聚物/DNA复合物
• 阳离子多聚体 • DNA带负电 • 细胞表面带负电
（一）基因治疗的病毒载体
• 应该具有的基本条件： I. 携带外源基因并能组装成病毒颗粒 II. 介导外源基因的转移和表达 III. 对机体没有致病能力
病毒载体的产生
➢ 充分了解载体病毒的基因组结构和功能（编码区/非编 码区、结构蛋白/非结构蛋白、必须基因/非必须基因 、包装容量等）
➢ 外源基因插入病毒基因组的非必须区 • 致病基因（裂解细胞、癌基因使细胞转化）删除 • 插入外源基因长度受限删除非必须基因/必须基因（
2．种系细胞的基因治疗：在生殖细胞（精子、卵子 或未分化的受精卵）中引入正常基因或修复缺陷基因 以校正遗传缺陷。引入的外源基因（整合到基因组） 能遗传给后代。
基因诊断和基因治疗
技术挑战
检测灵敏度和特异性
提高基因诊断的灵敏度和特异性是关键技术挑战，以确保准确检 测出基因突变。
基因治疗载体
寻找安全、有效的基因治疗载体是另一个技术难题，以确保基因 能够准确传递至病变细胞。
基因编辑精度
提高基因编辑技术的精度，降低脱靶效应，是当前基因治疗领域 的重要挑战。
伦理挑战
01
02
03
人类基因编辑
02
03
技术创新驱动
政策支持
基因技术的不断创新和发展将进 一步推动基因诊断和基因治疗市 场的增长。
政府对基因诊断和基因治疗的政 策支持将有助于市场的快速发展 。
社会影响
提高疾病预防和治疗效果
基因诊断和基因治疗有助于更早发现遗传性疾病，提高预防和治 疗效果。
改变医疗模式
基因诊断和基因治疗将推动医疗模式从传统治疗向精准医疗转变。
体内基因治疗是将含有正常基 因的载体直接注射到患者体内 ，使载体感染病变细胞并导入 正常基因。
体外基因治疗则是将患者的病 变细胞取出，在体外进行基因 改造后再回输到患者体内。
基因治疗的应用
基因治疗在遗传性疾病、肿瘤 、感染性疾病等领域具有广泛
的应用前景。
在遗传性疾病方面，基因治疗 可以通过纠正缺陷基因的表达
基因诊断的原理
基因诊断基于遗传学和分子生物学原 理，通过检测基因序列的变异来分析 个体的遗传特征。
基因序列的变异包括点突变、插入、 缺失、重复等，这些变异可能导致蛋 白质表达异常或功能丧失，进而引发 疾病。
基因诊断的方法
01
基因诊断的方法包括基因测序、单基因遗传病检测、染色体异 常检测等。
02
基因测序是最常用的方法，它能够检测基因组中所有基因的序
基因诊断与基因治疗
基因治疗的内容
基因矫正
也称基因置换，指将特定的目的基因导入特定 的细胞，通过定位重组，以导入的正常基因置 换有缺陷的基因。 原理：同源重组（基因打靶）
基因添加
也称基因增补，指通过导入外源基因使靶细胞 表达其本身不表达的基因。 缺陷基因并不删除 两种形式
针对缺陷基因的补偿，导入基因与缺陷基因均表 达 导入原本不表达的基因
生物学法：病毒载体 非生物学法：脂质体，直接注射等
基因转移的生物学方法
1.载体
有逆转录病毒载体，腺病毒载体，腺相关 病毒载体，单纯疱疹病毒载体。经改造， 删除编码功能蛋白基因，保留顺式作用区 （与复制，整合，转录，包装有关），无 致病性
包装细胞 packaging cell 系
将辅助病毒(无包装序列)导入哺乳动物细 胞而制备成的一种特殊细胞系。这种细胞 因携带有逆转录病毒基因组而能大量产生 病毒包装蛋白.
逆转录病毒感染的可能性 污染的可能性 逆转录病毒在靶细胞基因组随机整合
基因转移的靶细胞
目前仅限于体细胞，严禁使用生殖
细胞作靶细胞
作为靶细胞的条件：有组织特异性；
细胞易获得；体外易培养；植入体 内易成活
造血细胞
由于造血干细胞量少难培养，因此，对 骨髓细胞的基因转移实验主要是将基因 转移到未分离的骨髓细胞，如果转移4 个月后骨髓和淋巴细胞组织内仍有转移 基因的存在或表即认为转染成功。
基因干预
指通过特定的方式抑制某个基因的表达，或者 通过破坏某个基因的结构使之不表达以达到治 疗的目的。 常用的方法：反义核酸、核酶、RNAi
导入自杀基因
第7章基因治疗精品PPT课件
1、内源基因的变异 2、外来生物的入侵
基因致病
基因结构的异常 基因表达的异常
2
基因诊断常用技术
• 核酸分子杂交： • PCR： • 生物芯片： DNA芯片或基因芯片 • 基因测序：
3
血友病A基因诊断
• 病因：factor VIII 基因缺陷 （碱基取代、缺失或插入等）， 使凝血因子VIII 无活性或不 稳定，导致凝血障碍。
10
基因治疗的两种途径
ex vivo
靶细胞
载体 目的基因
in vivo
11
基因治疗的总体策略
1、基因矫正（修正）（gene correction）：未实现 2、基因置换 （gene replacement）： 3、基因修饰（增补）（gene augmentation）： 4 、基因激活（gene activation）： 5 、基因失活（干预）（gene interference ）：反
细胞生长分裂
10天 Gene表达
IL-2刺激C分裂
回输患儿体内
1~2月治疗一次, 10个月 患儿体内ADA水平达正常人的25%
22
基因治疗基本过程 例2
• 逆转录病毒载体 +FⅨcDNA
重组体
5` LTR FⅨ neo SV PSO LTR 3`
①导入仓鼠细胞（CHO ）→FⅨ表达；
②导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养） →FⅨ表达；
18
7.2 基因治疗的载体
7.2.1 逆转录病毒载体 7.2.2 腺病毒载体 7.2.4 单纯疱疹病毒
19
7.2.1 逆转录病毒载体
• 正链RNA病毒
• 5’ gag- pol-
env 3’
基因治疗(概述)PPT
（基四）因基治因疗增的补 策略
又称基因修饰，是指将目的基因导入病变细胞或其他 细胞，目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能会使原 有的某些功能得以加强。
在这种治疗方法中，缺陷基因仍然存在于细胞内，目 前基因治疗多采用这种方式。
（五基）因基因治干疗扰的策略
又称基因失活，有两种干扰方法： 1、抑制有害的基因表达：导入肿瘤抑制基因， （如rb或 p53),以抑制癌基因的异常表达。 2、封闭有害基因：用反义RNA或小分子干扰RNA来疯币癌基 因，同样不能恢复癌基因的正常功能，但可用来抑制病原体 的关键基因。
如向肿瘤细胞导入单纯疱疹病毒胸苷激酶基因，然后 给予患者无毒性的环氧鸟苷药物。肿瘤细胞被杀死，而对 正常细胞无影响。
基因治一些疗常的见策疾略病的基因治疗策略：
基因治疗
目录
1 2 3 4 5
基因治疗的发展史 基因治疗的概述 基因治疗的策略 基因治疗的方式
问题互动
Company Logo
基基因因治治疗疗（g的en定e th义erapy）
是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因 缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。也包括转基 因等方面的技术应用。也就是将外源基因通过基因转移 技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制 造的产物能治疗某种疾病。
（基三）因基治因疗激的活 策略
有些正常基因不能表达并发生了基因突变，而是由 于被错误地甲基化或编码区组蛋白去乙酰化所致；也有的 是编码区是正常的但调控区发生了突变。
前者可以通过去甲基化或乙酰化使基因恢复活性；后 者可以加入正常启动子来激活基因。
但是实现定点去甲基化和乙酰化也非易事；原位修复 调控序列也是很难的。
基因诊断：产生基因缺陷的原因除了进化障碍 因素外，主要包括点突变、缺失、插入、重排 等DNA分子畸变事件的发生。 目前已建立多种病变基因的诊断和定位方法： 如PCR扩增序列法、单链构型多态性分析法、人 类基因库搜寻法等
基因诊断和基因治疗
临床诊断
根据解读结果进行临床诊断，为患者提供针对性 的治疗方案。
遗传咨询
为患者和家属提供遗传咨询服务，解释疾病遗传 特点、风险及预防措施等。
基因治疗概述
03
基因治疗的定义和目的
基因治疗的定义
基因治疗是指将正常或外源基因导入人体细胞，以纠正或补偿因基因缺陷引起的 疾病。
基因治疗的的目的
基因治疗旨在从根本上治疗疾病，而不是仅仅缓解症状。通过修复或替换缺陷基 因，可以消除疾病的根源，使患者获得更持久的治疗效果。
目的
基因诊断旨在预测和诊断遗传性疾病，指导精准医疗，以及实现个体化治疗。
基因诊断的技术方法
1 2
基于DNA测序的检测
包括直接测序、聚合酶链反应（PCR）、单链构 象多态性分析（SSCP）等。
基于生物芯片的检测
包括基因表达谱芯片、单基因突变检测芯片等。
基于细胞遗传学的检测
包括荧光原位杂交（FISH）、染色体微阵列分析 （CMA）等。
总结词
肿瘤的基因治疗是一种新型的治疗方法，通过纠正肿 瘤细胞中的异常基因，抑制肿瘤的生长和扩散。
详细描述
肿瘤的基因治疗是一种具有潜力的治疗方法，通过导 入外源基因或使用抑制基因的表达来抑制肿瘤的生长 和扩散。例如，利用病毒载体将抑癌基因导入肿瘤细 胞中，可以抑制肿瘤细胞的生长。此外，通过抑制某 些与肿瘤转移相关的基因的表达，也可以降低肿瘤的 转移能力。
未来，基因诊断和基因治疗将在肿瘤、遗传性疾病等领 域发挥重要作用，提高患者生存率和改善生活质量。同 时，随着技术的进步和应用范围的扩大，基因诊断和基 因治疗还将有助于解决人类面临的重大健康问题。
案例分析：基因诊
06
断和基因治疗的应
用实例
根据解读结果进行临床诊断，为患者提供针对性 的治疗方案。
遗传咨询
为患者和家属提供遗传咨询服务，解释疾病遗传 特点、风险及预防措施等。
基因治疗概述
03
基因治疗的定义和目的
基因治疗的定义
基因治疗是指将正常或外源基因导入人体细胞，以纠正或补偿因基因缺陷引起的 疾病。
基因治疗的的目的
基因治疗旨在从根本上治疗疾病，而不是仅仅缓解症状。通过修复或替换缺陷基 因，可以消除疾病的根源，使患者获得更持久的治疗效果。
目的
基因诊断旨在预测和诊断遗传性疾病，指导精准医疗，以及实现个体化治疗。
基因诊断的技术方法
1 2
基于DNA测序的检测
包括直接测序、聚合酶链反应（PCR）、单链构 象多态性分析（SSCP）等。
基于生物芯片的检测
包括基因表达谱芯片、单基因突变检测芯片等。
基于细胞遗传学的检测
包括荧光原位杂交（FISH）、染色体微阵列分析 （CMA）等。
总结词
肿瘤的基因治疗是一种新型的治疗方法，通过纠正肿 瘤细胞中的异常基因，抑制肿瘤的生长和扩散。
详细描述
肿瘤的基因治疗是一种具有潜力的治疗方法，通过导 入外源基因或使用抑制基因的表达来抑制肿瘤的生长 和扩散。例如，利用病毒载体将抑癌基因导入肿瘤细 胞中，可以抑制肿瘤细胞的生长。此外，通过抑制某 些与肿瘤转移相关的基因的表达，也可以降低肿瘤的 转移能力。
未来，基因诊断和基因治疗将在肿瘤、遗传性疾病等领 域发挥重要作用，提高患者生存率和改善生活质量。同 时，随着技术的进步和应用范围的扩大，基因诊断和基 因治疗还将有助于解决人类面临的重大健康问题。
案例分析：基因诊
06
断和基因治疗的应
用实例
生物化学及分子生物学人卫第八版第25章基因诊断与基因治疗
3．变性高效液相色谱
DHPLC 技 术 的 基 本 原 理 是 利 用 待 测 样 品 DNA 在 PCR扩增过程的单链产物可以随机与互补链相结合而 形成双链的特性，依据最终产物中是否出现异源双链 来判断待测样品中是否存在点突变。
4．DNA序列分析
用于基因突变类型已生经物第明化25学章确及基分的因子诊生遗断物与传学基人病因卫治第的疗八诊版 断及产前诊断。 目录
目录
（五）DNA指纹鉴定是法医学个体识别的 核心技术
人与人之间的某些DNA序列特征具有高度的个体特异 性和终生稳定性，正如人的指纹一般，故称为DNA指纹 （DNA fingerprinting）。
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
STR等位基因在家 庭中遗传示意图
目录
第二节
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
目录
（二）基因增补
不删除突变的致病基因，而在基因组的某 一位点额外插入正常基因，在体内表达出功能 正常的蛋白质，达到治疗疾病的目的。这种对 基因进行异位替代的方法称为基因添加（gene augmentation）或称基因增补，是目前临床上 使用的主要基因治疗策略。
检测点突变的有 效技术是等位基 因特异性寡核苷 酸（allele specific oligonucleotide ， ASO ） 分 子 杂 交 。
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
目录
2．反向点杂交
反向点杂交（reverse dot blot，RDB）是改进的 ASO技术。一次检测可以同时筛查多种突变，大大提 高了基因诊断效率 。
基因诊断的优势：
① 可在源头上识别基因正常与否，属于“病因诊断” ② 针对特定基因，特异性强 ③ 所用的PCR等技术具有放大效应，故灵敏度高 ④ 适用性强，诊断范围广
DHPLC 技 术 的 基 本 原 理 是 利 用 待 测 样 品 DNA 在 PCR扩增过程的单链产物可以随机与互补链相结合而 形成双链的特性，依据最终产物中是否出现异源双链 来判断待测样品中是否存在点突变。
4．DNA序列分析
用于基因突变类型已生经物第明化25学章确及基分的因子诊生遗断物与传学基人病因卫治第的疗八诊版 断及产前诊断。 目录
目录
（五）DNA指纹鉴定是法医学个体识别的 核心技术
人与人之间的某些DNA序列特征具有高度的个体特异 性和终生稳定性，正如人的指纹一般，故称为DNA指纹 （DNA fingerprinting）。
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
STR等位基因在家 庭中遗传示意图
目录
第二节
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
目录
（二）基因增补
不删除突变的致病基因，而在基因组的某 一位点额外插入正常基因，在体内表达出功能 正常的蛋白质，达到治疗疾病的目的。这种对 基因进行异位替代的方法称为基因添加（gene augmentation）或称基因增补，是目前临床上 使用的主要基因治疗策略。
检测点突变的有 效技术是等位基 因特异性寡核苷 酸（allele specific oligonucleotide ， ASO ） 分 子 杂 交 。
生物化学及分子生物学人卫第八版 第25章基因诊断与基因治疗
目录
2．反向点杂交
反向点杂交（reverse dot blot，RDB）是改进的 ASO技术。一次检测可以同时筛查多种突变，大大提 高了基因诊断效率 。
基因诊断的优势：
① 可在源头上识别基因正常与否，属于“病因诊断” ② 针对特定基因，特异性强 ③ 所用的PCR等技术具有放大效应，故灵敏度高 ④ 适用性强，诊断范围广
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镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析
MstⅡ酶切位点(CCTNAGG)
5´
3´
1.15kb
A→T
×
正常基因
5´
3´
1.35kb
突变基因
镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析
﹣
1.35kb 1.15kb
0.2kb
+
正常人 突变携带着 患者
2、DNA-RFLP分析法
中性突变是指在人基因组中， 平均每200对碱基可发生一对变异的现 象。
二、 基因诊断常用技术方法
（一）、核酸分子杂交技术 （二）、聚合酶链反应 （三）、基因测序 （四）、基因芯片 （五）、DNA指纹
（一）、核酸分子杂交 (molecular hybridization)技 术
核酸分子杂交可用以检测 样本中是否存在与探针序列互 补的同源核酸序列。
核酸探针 是一类具有放射 性标记或化学标记的并与目的 目的DNA或RNA分子序列互补 的寡核苷酸片段。
一、基因诊断的概念和特点
（一）、定义 利用现代分子生物学和分子遗传学的技术
和方法，直接检测基因结构及其表达水平是否 正常，从而对疾病作出诊断的方法。
（二）、分类 DNA诊断—以DNA为检测对象的诊断方法。 RNA诊断—以mRNA为检测对象的诊断方法。
（三）、特点
针对性强 特异性高 灵敏度高 适用性强，诊断范围广
ASO杂交法
﹣
+
探针：M N N
M
N
MN
M
正常基因 纯合突变 杂合突变 基因缺陷
（新的突变类型？）
（二）、聚合酶链反应 (polymerase chain reaction, PCR)
是利用特异的引物，特异地扩增目 的DNA的方法。
实验流程：提取DNA→PCR→凝胶电泳→显 色→分析
1、基本工作原理
2、常用的PCR方法：
常规PCR、巢式PCR、多重PCR、多种PCR、 不对称PCR、反转录PCR、定量反转录PCR、mRNA 差异显示PCR、原位PCR、实时PCR等等。
3、在PCR技术基础上的常用基因诊断方法
PCR-SSCP法* PCR-ASO法 PCR-RFLP法 PCR-限制酶谱法 PCR-STR （ 短 串 联 重 复 序 列 ， short tandem
DNA多态性是指中性突变导致 个体间核苷酸序列的差异。
限制性片段长度多态性是指 DNA多态性若发生在限制性内切酶识别 位点上，酶切水解该DNA片段就会产生 长度不同的片段。
RFLP分析法
3、ASO杂交法
根据已知基因突变位点的核苷酸序列， 人工合成相应于正常和突变基因碱基序列的两 种寡核苷酸探针，用它们分别与受检者DNA进 行分子杂交来检测是否存在等位基因突变。
2、DNA限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)分 析法
3、等位基因特异寡核苷酸 (allele specific oligonucleotide, ASO)探针杂交法
1、限制性内切酶酶谱分析法
是利用限制性内切酶和特异性DNA探针来 检测是否存在基因变异的一种方法。
﹣
+
正常人
纯合突变 杂合突变
Leber 遗传性神经病患者 PCR/SSCP分析 （线粒体DNA第11778位G→A所致）
（三）、基因测序(gene sequencing)
即测定某一基因的碱基序列。
实验流程：提取DNA→分离出有关基因 →测序→分析诊断
基因测序的方法： 化学裂解法 DNA链末端合成终止法 DNA自动测序
（四）、基因芯片（gene chip)
基因芯片，又称DNA芯片、DNA阵 列 、 寡 核 苷 酸 微 芯 片 （ DNA chip 、 DNA arrays 、 oligonucleotide microchip）—是指将许多特定的寡核苷酸片段 或基因片段作为探针，有规律地排列固定 于支持物上，然后与待测的标记样品的基 因按碱基配对原理进行杂交，再通过激光 聚焦荧光检测系统等对芯片进行扫描，并 配以计算机系统对每一探针上的荧光信号 作出比较和检测，从而迅速得出定性和定 量的结果。
基因芯片的应用
1、在诊断中的应用 核酸序列分析、基因表达分析、
寻找新基因、突变基因和基因多态性检 测等 2、在药学研究中的应用
药物筛选、药物作用机制研究、 耐药菌株、药敏检测、毒理学研究、环 境化学毒物的筛选、基因扫描等
（五）、DNA指纹(DNA fingerprint)
在人基因组DNA中有高度可变的“小卫星” 区域，采用“小卫星”基因探针，在同一限 制酶切产物的DNA杂交图谱上，同一个体不 同组织来源的DNA的谱带完全一致，而不同 个体之间（同卵双生除外）谱带都不相同， 如同人的指纹具有高度个体特异性一样，因 此这种杂交图谱被称为DNA指纹或遗传指纹 （genetic fingerprint）。
第二十一章
基因诊断与基因治疗
Genetic Diagnosis and Gene Therapy
基 因 诊
基因(gene)
基因是为生物活性产物编码 的DNA功能片断，这些产物主要是蛋 白质或各种RNA。
基因变异致病类型
内源基因的变异 基因结构突变 基因表达异常
外源基因的入侵
第一节
基因诊断
Gene Diagnosis
探针是能够同某种待研究的核 酸序列或蛋白多肽链特异结合的任 何分子，经标记之后可用来检测目 的DNA/RNA 或蛋白质分子。
实验流程：提取DNA→(限制酶 切)→凝胶电泳→膜转移→杂交→放 射自显影→分析
建立在核酸杂交技术基础上的常用基因诊断方法
1、限制性内切酶(restriction endonuclease) 酶谱分析法
Template DNA 5
5 5
Cycle 1
Primer 1 5 Primer 2
5 5
5 5
Cycle 2
5 5
5
5
5
5
5 5
5 5
5 5
Cycle 3
5
Байду номын сангаас
5
5
5
5
5
5
5
5 5
5 5
25～30 次循环后，模板DNA的含量 可以扩大100万倍以上。
repeat）
单链构象多态性 (single strand conformation polymorphism, SSCP)
SSCP是指相同长度的单链DNA因其碱 基序列不同，甚至单个碱基不同，都可能 形成不同的空间构象，从而在中性聚丙烯 酰胺凝胶电泳时泳动速率不同的现象。
PCR-SSCP分析
是指PCR产物变性后，经聚丙烯酰胺凝 胶电泳，正常基因和变异基因的迁移位置不同， 借此可分析确定致病基因的存在。