DNA修复缺陷型的后果

• Cockayne syndrome 科凯恩综合症
• Neurological dysfunction 神经机能障碍
• Demyelination 脱髓鞘
• Transcription 转录
• Nervous systerm 神经系统
Basal cell carcinoma 基底细胞癌 Squamous cell carcinoma 鳞状细胞癌 Malignant melanoma 恶性黑色素瘤 Colon cancer 结肠癌 Mismatch repair 错配修复 Tumor 肿瘤 Radon 氡 Radioactive isotope 放射性同位素 Disintegration of uranium 铀裂变
像多，无明显角化情况。
• 诊断：
• 鳞状细胞癌。
• 姐弟分别于1、2年后鳞癌转移而死亡。
一个真实的故事：
月亮的女儿
Darkly pigmented regions of the skin are evident in this boy with xeroderma pigmentosum. The area of skin below the chin, which is protected from the sun, is relatively devoid of the lesions.
阿列克斯和一个法国患儿刚刚成为第一批长期试用这种 防护服装样品的儿童，两个孩子在第一次穿上这种衣服后 就喜欢上了它。预计，经过改进后的连体防护服将于2004 年正式投产，并分发给欧洲所有着色性干皮病患儿。
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酵母和人类基因组研究相互促进
• 早在1970年Cleaver等就曾报道，着色性干皮病和紫外线敏感的酵 母突变体都与缺乏核苷酸切除修复途径(nucleotide excision repair，NER)有关。
（3）癌症易感性的遗传，如着色性干皮病，患 者缺乏某种DNA切除修复酶 ，在日光照射下， 容易发生皮肤癌。
xeroderma pigmentosum
着色性干皮病(XP)是一种常染色体隐性遗传病。患者皮肤对日光过 度敏感，暴露部位的皮肤易发生色素沉着、萎缩、角化过度和癌变 等。其病因是患者DNA切除修复酶系统的功能缺陷或降低。 50％以上的XP患者与De Sacchione综合症相关，此综合症包括：性 发育不良，生长迟缓，伴智力障碍的神经异常，小头和感觉神经性 耳聋，神经异常与尸体解剖中发现的中枢和外周神经系统过早神经 原死亡有关。
该计划负责人皮埃尔·布里松介绍说：“我们把 患儿的家长、医学专家以及欧洲航天局下属的两 家民用技术公司召集起来，成立了课题小组。经 过不到一年时间的研制，用于防紫外线照射的连 体服样品已经生产出来了。”
防护服由保护脸部的头盔和保护身体的连体服组成。其 中制造头盔的过程中使用了制造宇航员头盔中的先进技术。 新头盔使用聚碳酸酯材料，头盔上配有摄像头。这种新式 头盔顺利通过了紫外线照射测试。连体服则使用了太空飞 船表面使用的防辐射涂料，以保证紫外线不能穿透连体服。 为了让患儿在夏天穿着防护服时不会感到闷热，防护服内 还专门嵌入了一种太空冷却系统。
主要特征是皮肤光敏和Βιβλιοθήκη Baidu发性肉瘤，初期表现为皮肤病症状，如光 敏、雀斑、角化、毛细血管扩张、皮肤癌(黑素瘤、鳞状基底细胞 瘤)。神经系统症状包括精神发育迟滞、痴呆、周围神经病、共济 失调、舞蹈手足徐动症、癫痫发作、痉挛性四肢瘫、耳聋、头及身 材矮小和性腺发育不足等。皮肤损伤于婴儿期出现，神经系统症状 在30岁以前逐步发展，患者在11～20岁时可因转移性肿瘤而死亡。 病检可见大脑、小脑、脑干神经元变性缺失。病检基因 XP分7个互 补组(A-G)，6个已被克隆，即XPA、ERCC-3、XPC、ERCC-2、ERCC-4、 ERCC-5。
癌症能遗传吗?
• 人们普遍关心癌症是否遗传,通常会问：“如果我 父亲是因肺癌去世的，我会得肺癌吗？”可以回答 说除非你长期严重吸烟，否则这种可能性很小。
• 癌症的发病是许多外因以及内因共同造成的。内 因主要指遗传、精神及免疫三种因素。与内因相 比，外因是主要的，如吸烟比不吸烟男性肺癌死 亡率高10倍（吸烟是外因）。然而吸烟者也不是 人人患肺癌，人与人是不一样的，说明内因也起 作用。
基底癌细胞、鳞状癌细胞： 常见，来自皮肤上皮细胞，不易扩散、易切除。
黑色素瘤：
来自表皮色素细胞，潜在杀手
在美国过去十年患有黑色素瘤的病人正以每年4％的速度 增加。 已有研究证明，一个最大最为重要的发展为黑色素瘤的原因 是一个孩子或是成人暴露在恶毒的太阳下灼烧。
目前：
• 北大医院采用DNA检测技术 遗传性皮肤病可以产前诊断
致病机理
紫外线主要作用在DNA上,因为用波长为260nm 紫外线照射细菌时,杀菌率和诱变率都最强,而 这个波长恰好是DNA的吸收峰.分析紫外线照射 后DNA,发现有几个变化,其中最明显的变化是, 同一链上的两个邻接嘧啶核苷酸的共价联结形 成嘧啶二聚体。胸腺嘧啶二聚体(TT ) 此外还 有胞嘧啶二聚体 (CC）以及胸腺嘧啶和胞嘧啶 二聚体（CT）。
实验室检查：血红蛋白125g/L，红细胞5.35×1012/L、白 细胞11.4×109/L、中性粒细胞0.7、淋巴细胞0.28、单核 细胞0.02；尿：蛋白(＋)、白细胞(++)/高倍、红细胞(＋)/ 高倍、管型0～3/低倍、血尿素氮8.5mmol/L；肝功能： ALT32U、TTT 12U；X线检查：右心室增大，肺动脉总 干凹入；心电图：心电轴右偏，R波明显增高、T波倒置， 右心室肥大劳损；右心导管检查：心导管由右心室直接进 入主动脉；病理组织学检查：表皮细胞排列紊乱、角化过 度，部分表皮萎缩，部分表皮向下生长，真皮上部炎性细 胞浸润，可见胶原纤维嗜碱性变，基底细胞层黑素不规则
XP突变为XPB或XPD → 制造出有缺陷的、 不能在通常情况下进行转录或DNA修复的 转录因子TFⅡH → 致病
病例：
姐弟二人同患着色性干皮病 伴先天性心脏病
例1 女，10岁，出生后4个月全身皮肤干燥，8～9个月时面部出现棕褐色斑点， 渐双手、颈部亦出现类似皮疹且部分呈片状，日晒后皮疹加重，冬轻夏重，两 年后皮疹固定不变，数量增加，微高出皮面，3岁时斑片皮疹间发出淡红色点状 斑及疣状皮疹并反复出现大小不等之水疱，破溃、糜烂、结痂，脱痂后形成溃 疡、瘢痕，反复不愈。患儿出生数月出现进行性紫绀、呼吸困难，尤以哭闹时 加重。随年龄增长，活动后症状明显加重。患儿为足月顺产，其父母系姨表兄 妹婚配，其弟患类似疾病已5年。体检：发育不良，营养欠佳；巩膜轻度黄染； 咽充血，口腔粘膜及舌面散在分布白色萎缩点，扁桃体Ⅱ度肿大；甲状腺居中、 不大；前胸隆起，扪之有震颤，心界向左下扩大，胸骨左缘2、3肋间，3、4肋 间可闻及Ⅳ级收缩期杂音；肝于剑下6cm，右肋下3cm可扪及，质韧，轻压痛； 脊柱、四肢无异常。皮肤科情况：全身皮肤干燥，面、颈、双手弥漫性分布棕 褐色、大小不一的雀斑，部分融合成片，斑片间可见毛细血管扩张及散在的小 血管瘤及疣状角化皮疹，间以白色萎缩点、散在分布豆粒大小的水疱、糜烂、 渗出、结痂、挛缩性瘢痕、双眼睑可见畸形性瘢痕所致睑外翻，躯干、四肢均 可见广泛分布的棕褐色斑点、斑片及白色萎缩点，毛发、指甲无异常。
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欧洲航天局用太空技术造福“着色性干皮病”患
• 英国和法国的两位着色儿性干皮病患儿穿了 欧洲航天局为他们定做的连体防护服，这 种防护服可使他们在户外不被紫外线灼伤。 利用太空技术帮助这样的疑难病患儿已经 成为欧洲航天局“太空技术转民用计划” 的重要内容。
为了体现太空技术造福人类的宗旨，2002年， 航天局将“帮助着色性干皮病患儿”项目列入了 他们的“太空技术转民用计划”，并以此展示太 空技术民用化的成果。
• 欧洲航天局运用太空技术 造福“着色性干皮病”患儿
• 酵母和人类基因组研究相互促进 • 法国培养成功易发生癌变的皮肤
北大医院采用DNA检测技术 遗传性皮肤病可以产前诊断
• 近两年来，在杨勇博士主持下，他们对一种常染色体 隐性遗传性皮肤病A型着色性干皮病进行了系统研究。 病人表现为皮肤对紫外线极为敏感，易出现光损伤和 日光引发的皮肤癌变。通过PCR－DNA测序、限制性 片段长度多态性分析等分子生物学方法，他们在国内 首次确定了一个A型着色性干皮病家系中的基因突变位 点。在已生育了一个患病孩子的母亲再次怀孕时，课 题组根据已发现的基因突变位点对胎儿羊水DNA进行 基因诊断，确定胎儿没有患病。孕妇已足月分娩出一 个正常的女婴，表明产前诊断获得圆满成功。
• 诊断：着色性干皮病并房间隔缺损。
随访：
两患儿自就诊后即给予二氧化钛霜外用，口服维生素E等 药物治疗未见好转。两年后例1于下颌处、3年后例2于左 侧面颊部分别发出边界不清疣状损害，表面呈菜花状增 生，部分溃疡面，基底部明显浸润，触之坚实感。病理 组织检查：镜下所见：弥漫性分布不规则的团块状、条 索状异形鳞状细胞，胞核染色深，无细胞间桥，核分裂
• 1985年，第一个NER途径相关基因被测序并证实是酵母的RAD3基因。 • 1987年，Sung首次报道酵母Rad3p能修复真核细胞中DNA解旋酶活
力的缺陷。 • 1990年，人们克隆了着色性干皮病相关基因xPD，发现它与酵母
NER途径的RAD3基因有极高的同源性。随后发现所有人类NER的基 因都能在酵母中找到对应的同源基因。 • 重大突破来源于1993年，发现人类xPBp和xPDp都是转录机制中RNA 聚合酶Ⅱ的TFⅡH复合物的基本组分。于是人们猜测xPBp和xPDp在 酵母中的同源基因(RAD3和RAD25) 也应该具有相似的功能，依此 线索很快获得了满意的结果并证实了当初的猜测。
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法国培养成功易发生癌变的皮肤
• 法国国家科学研究中心和欧莱雅集团皮肤专家联合发明了一种培 植皮肤的新技术，并成功培养出容易发生癌变的人类皮肤。据称， 这项成果将有助于皮肤癌的预防和治疗。
• 这项研究是在法国国家科学研究中心癌症与遗传研究实验室蒂埃 里·马纳尔多和阿兰·萨拉赞两位专家的带领下完成的。研究人员 从患有着色性干皮病患者的身体上取下小块皮肤，然后利用他们 新发明的皮肤培植技术，成功地在试管中培养出在紫外线照射下 容易发生癌变的皮肤。
DNA 修复缺陷型的后果
The consequence of DNA repair deficiencies
张炜钰 邓建华
专业词汇
• Photosynthesis 光合作用
• Ultraviolet
紫外线
• Xeroderma pigmentosum 着色性干皮病
• Nucleotide excision repair 核苷酸切除修复
XP的延伸
• 患有XP的病人并不仅仅是不能曝晒在太阳下的问题。 DNA的改变导致了细胞的恶性突变（基因组有记忆功能， 当突变到一定程度就会达到癌变水平）。这样修正UV诱 导损伤失败的一个结果就是会有患上癌症的危险。
• 美国在一年内大约有60万人患上一到三种皮肤病，大部分 原因都是过度曝晒 在太阳的照射之下。
这些嘧啶二聚体使双螺旋的两链的键减弱， 使DNA结构局部变形，严重影响照射后DNA的 复制和转录。含有嘧啶二聚体的DNA的链接， 使它不能作为DNA复制的样板，新合成的链在 二聚体的对面和两旁留下了缺口。
转录水平上的DNA修复需要转录因子 TFⅡH负责。 人类xPB和xPD编码TFⅡH。
遗传有两种概念，一是生物遗传，二是细胞遗传。大家 熟知的遗传概念是前者，指生物体的构造和生理机能由 上代传给下代，“龙生龙，凤生凤”即是此意思。与肿瘤
有关的遗传方式有3种：
（1）遗传性肿瘤，在肿瘤中只占很少数（约1 ％～3％），如视网膜细胞瘤。
（2）癌前病变的遗传，如家族性结肠息肉病， 如父母一方有此病，子女有50％机会得病，此 病极易发生癌变———结肠癌。应注意预防。
聚集。
• 诊断：着色性干皮病伴法鲁四联症。
例2 男，6岁，例1之弟，病史及体征基本同其姐。病理 组织学诊断为着色性干皮病。X线检查：肺野充血、肺动 脉总干弧见明显凸出，肺门血管搏动强烈，右心房、右 心室扩大，主动脉弓影缩小；心电图：不全型右束支传 导阻滞，P波增高，心电轴右移，PR间期延长；心导管 检查：发现心导管由右心房直接进入左心房。右心房、 右心室及肺动脉的血氧含量高出腔静脉氧含量2.2容积％。