遗传病的诊断和治疗

PCR SSCP：
Single Strand Conformation Polymorphisms
Gene
PCR Denature Quick cool
Non-denaturing gel. Slow run. Cool.
PCR DGGE：
Denaturing Gradient Gel Polymorphisms
从先证者入手，调查其亲属的健康 及生育状况，将调查材料绘制成系 谱图进行系谱分析。 由于各种单基因遗传病常表现出特 定的孟德尔式遗传，所以，系谱分 析常有助于单基因病的诊断。
三、细胞遗传学检查
是较早应用于遗传病诊断的辅助手 段，能较准确地判断和发现染色体 数目和结构异常综合征，因而该方 法是确诊染色体病的主要方法。
Geometric Amplification：
Cycle 3 After 30 cycles, the DNA is amplified over a billion fold.
Cycle 2 Cycle 1
基于PCR技术的DNA诊断
PCR直接扩增（大片段缺失） PCR/ASO、PCR/SSCP、PCR/DGGE联合应 用（点突变的检测) PCR/Southern blot 联合应用 （三核苷酸重复相关遗传病）
PCR Reagent Components
Template (DNA or RNA) Two primers dNTPs PCR buffer
KCl, Tris, MgCl2
Thermostable DNA Polymerase (Taq)
Hale Waihona Puke PCR Cycle：STEPS
Denaturation: DNA strands separate. 94oC Annealing: Primers bind to DNA. 65-40oC Extension: New DNA is synthesized. 72oC
DNA microarrays on glass slides
表达谱芯片和寡核苷酸芯片
芯片 表达谱芯片 探针 长片段PCR 产物 样本形式 mRNA或 cDNA 应用范围 基因表达分 析；新药开 发，毒副作 用分析 遗传病检测； 多态性位点 检测；肿瘤 诊断
寡核苷酸芯 片
短单链DNA
DNA片段
表达谱芯片工作原理：
多重PCR：在同一PCR体系中加入数对PCR引物，可 同时扩增多个DNA片段。常用来检测同一基因的多个 外显子的缺失。
PCR/ASO探针斑点杂交：
常用于检测点突变。 等位基因特异性寡核苷酸（ allelespecific oligonucleotide，ASO）：人 工合成的长约20个核苷酸的DNA片 段，其序列与所研究基因的相应区 段互补。
胚胎移植前遗传病诊断 preimplantation genetic diagnosis, PGD
PGD是在体外受精（in-vitro fertilization, IVF）技术、分 子生物学和显微操作的基础 上，对受精三天后的胚胎在 种植前，检查其正常后再移 植到子宫的一项新技术，也 即所谓第三代试管婴儿技术。 一般在卵裂期，当胚胎发育 到6-8个细胞阶段，抽取1-2个 细胞，进行遗传疾病诊断。 根据遗传诊断结果，仅将正 常胚胎移植至子宫
镰状贫血的基因诊断：
Mst II
β珠蛋白 基因
1.15kb IVS-I 1.15kb 1.35kb
正常 镰性 性状 镰状 贫血
IVS-II
1.35kb 1.15kb
Polymerase Chain Reaction (PCR)
A method to amplify specific genetic sequences.
提取RNA Cy3标记对照组，Cy5标记实 验组。 混合两种探针，与芯片杂交 扫描仪以两种波长激光扫描， 532nm探测Cy3，633nm探测 Cy5。 Red：明显上调；green：明 显下调，yellow：差异不显著。 Cy5/Cy3的比率（0.5-2.0)。
寡核苷酸芯片工作原理：
由于DNA链短（20-30nt），单个碱基错配可 以降低杂交链的稳定性，Tm值降低5-10 ℃ 控制杂交条件：时间、温度、盐浓度等，可以 使完全匹配和单碱基错配的双链杂交几率明显 不同。 提取基因组DNA，PCR扩增并用荧光标记，与 芯片杂交，可以判断待测样品同芯片上哪个片 段结合，可知待测DNA序列上特定位点的碱基 特征。
-地贫基因缺失的诊断
10kb 4kb
aa/aa aa/- aa/a- a-/-- --/-
14kb 10kb
正常
贫血 症状
携带 者
HbH
BamH I
BamH I
左侧：16号染色体上携有数目不同的基因 右侧：a基因探针杂交的结果
限制性片段长度多态性（RFLP）分析：
RFLP：DNA顺序上发生变化而出现或丢失某 一限制性内切酶位点，使酶切产生的片段长 度和数量发生变化。 RFLP分析：利用RFLP与DNA Southern印迹 杂交结合对遗传病作出诊断和分析的方法。
PCR/Southern blot 联合应用检测三核苷 酸重复相关遗传病：
DNA测序法：
DNA测序（DNA Sequencing)是检 测未知突变和已知突变基因的最基 本和最重要的实验手段。
基因芯片
又称DNA芯片，（DNA array）. 指把成千上万个寡核苷酸或cDNA探针密集、 规律地排列在1cm2大小的硅片或玻璃芯片上， 容量可达20～40万个基因探针。将荧光标记的 DNA或cDNA样品送到在芯片上与探针杂交， 经激光共聚焦显微镜扫描，以计算机系统对荧 光信号做出比较和检测，可迅速得出所需的信 息，比常规方法快几十到几千倍。
3、染色体原位杂交：
应用标记的DNA片段与玻片上的细胞、 染色体或间期核的DNA杂交，在样品 核酸不改变其结构和分布格局的情 况下，研究核酸片段的位置、相互 关系。
4、荧光原位杂交（FISH）：
• 应用荧光素标记的DNA探 针与标本进行原位杂交 后，使杂交区域发出荧 光。 • 优点：快速、安全 灵敏度高 特异性强。 • 图示为18三体综合征患 者的FISH检测
绒毛吸取术
脐带穿刺术
孕7-9周
孕18周
绒毛膜细胞
脐带血细胞
羊膜穿刺术：
羊膜穿刺术指征：
高龄孕妇 异常的母体血清三倍体标记筛查结果 染色体异常家族史 神经管缺损/异常母体血清甲胎蛋白 生化检查或DNA分析检测的孟德尔遗传 病
绒毛吸取术
新进展：着床前诊断
• 在受精6天 胚胎着床 前进行。 • 优点：即 可避免分 娩患儿， 又不必行 流产术
染色体检查的指征：
①有明显的智力发育不全、生长迟缓或伴有 其他先天畸形者；②夫妇之一有染色体异常， 如平衡结构重排、嵌合体等；③家族中已有 染色体或先天畸形的个体；④多发性流产妇 女及其丈夫；⑤原发性闭经和女性不育症； ⑥无精子症男子和男性不育症；⑦两性内外 生殖畸形者；⑧疑为先天愚型的患儿及其父 母；⑨原因不明的智力低下伴有大耳、大睾 丸和（或）多动症者；⑩35岁以上的高龄孕 妇（产前诊断）。
PGD的应用：
该技术由英国Handyside医生小组首创， 于1990年第1例妊娠成功。目前PGD已成 功应用于以下疾病：镰形红细胞贫血、 血友病、囊性纤维增生症、地中海贫血 和自毁容貌综合征等。1997年1月至1998 年9月有66例临床妊娠 .
遗传病的治疗
常规治疗包括：手术治疗、饮食、 药物控制和物理疗法。近十年随着 人们对遗传病发病机制的逐渐深入 及分子生物学技术在医学中的广泛 应用，使遗传病的治疗从常规治疗 跨入了基因治疗，为根治遗传病带 来了希望。
四、生化检查
生化检查主要用于生化遗传病的检测。主要 针对三方面：1）蛋白、酶活性；2）反应底物、 代谢中间产物或终产物的浓度；3）受体的结 合能力。 例如疑为苯酮尿症患者，可检测血清苯丙氨酸 或尿中苯乙酸浓度；粘多糖病可测定尿中硫酸 皮肤素、硫酸乙酰肝素等。
五、基因诊断
采用分子生物学方法在DNA水平或RNA 水平对某一基因进行分析，从而对特定 的疾病进行诊断。
遗传病的诊断和治疗
遗传病的诊断
一般诊断（病史、症状、体征、实验室） 特殊诊断（系谱分析、染色体检查、特 殊生化检测、基因诊断） 现症诊断、症状前诊断、产前诊断
现症诊断
一、病史、症状和体征 1、病史： 家族史、婚姻史、生育史 2、症状和体征： 特异性症候群：PKU、半 乳糖血症、性染色体病
二、系谱分析
症状前诊断
• 针对一些发病较迟的常染色体显 性遗传病患者在出现症状或生育 前对其作出诊断。 • 基因诊断是症状前诊断的主要 手段。
产前诊断
是对胚胎或胎儿是否患有遗 传病或先天畸形在出生前进行 的诊断
母婴保健法规定：
第二十条 孕妇有下列情形之一的，医师应当对 其进行产前诊断： （一）羊水过多或者过少的； （二）胎儿发育异常或者胎儿有可疑畸形的； （三）孕早期接触过可能导致胎儿先天缺陷 的物质的； （四）有遗传病家族史或者曾经分娩过先天 性严重缺陷婴儿的； （五）初产妇年龄超过35周岁的。
特 点：
针对直接病因诊断 特异性强，灵敏度高 适应性强，诊断范围广 目的基因是否处于活化状态均可，无组织和 发育特异性。 在感染性疾病的基因诊断中，可检测正在生 长的病原体或潜伏病原体。
基因诊断的样本：
可以是任何有核细胞，包括：
1、外周血白细胞、口腔粘膜细胞
2、活检标本、石腊包埋的组织块
3、沉淀细胞（唾液、痰液、尿液） 4、羊水细胞、绒毛细胞、
基因芯片应用
基因芯片是生物芯片研究中，最先实现 商品化的产品。 *寻找新基因 *DNA测序 *疾病诊断 *药物筛选 *毒理基因组学 *农作物优育和优选 *环境检测和防治 *食品卫生监督 *司法鉴定