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医学遗传学. 讲课教师:胡明珏 联系方式: 13175218666 [email protected] 课 程 要 求. 1 、遵守纪律 : 不迟到、早退,不带早点、不穿拖鞋, 有事请假(假条)等。 2 、保持课堂肃静,认真、注意听讲,按时交作业。 3 、平时成绩:考勤、作业、期中、测验、课堂表现等。 4 、要求自学部分,课后要阅读。 5 、选出 1 位课代表,负责收齐作业(电子文稿), 打 包上交。. 参 考 书. 1. 张咸宁、刘永章主编, 医学遗传学 ,科学出版社, 2002 年

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13175218666 ewinhu@126 com

医学遗传学

讲课教师:胡明珏

联系方式:13175218666

[email protected]


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课 程 要 求

1、遵守纪律:不迟到、早退,不带早点、不穿拖鞋,

有事请假(假条)等。

2、保持课堂肃静,认真、注意听讲,按时交作业。

3、平时成绩:考勤、作业、期中、测验、课堂表现等。

4、要求自学部分,课后要阅读。

5、选出1位课代表,负责收齐作业(电子文稿), 打

包上交。


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参 考 书

  • 1.张咸宁、刘永章主编,医学遗传学,科学出版社,2002年

  • 2.张涛、马爱民主编,医学遗传学(第二版),北京大学医学出版社,2008年

  • 3.孙树汉主编,医学遗传学,科学出版社,2009年

  • 4.金帆、李刚主编,医学遗传学,浙江大学出版社,2005年

  • 5.王培林、傅松滨主编,医学遗传学,科学出版社,2002年

  • 6.左伋,医学遗传学学习指导,人民卫生出版社,2008年

  • 7.张涛、马爱民主编,医学遗传学学习指导,北京大学医学出版社,2008年

  • 8.张开立主编,医学遗传学(同步难点解析及考研突破丛书),清华大学出版社,2007年


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绪 论

  • 一、前言

  • 二、医学遗传学的基本概念

  • 三、医学遗传学发展简史

  • 四、遗传病概述

  • 五、遗传病在临床实践中的一些问题


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人的健康与疾病涉及到“环境与遗传”性状 环境(外因)+遗传(内因)

一、前言


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1、由环境因素直接导致的疾病

发病完全取决于环境因素,似乎与遗传因素无关,

任何遗传型的人均可发病。

传染性疾病(如禽流感、SARS)、外伤等


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2、完全由遗传因素决定发病

只要具有特定遗传型的人就会患这类疾病

并指

Down综合征

假肥大性肌营养不良


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3、基本上由遗传因素决定发病,但是需要环境中存在一定的诱因才能发病。

例如苯丙酮尿症患儿具有纯合的致病基因(pp),在吃高苯丙氨酸食物时才诱发疾病。蚕豆病(G6PD缺乏症)患儿在进食某些药物或蚕豆时才能诱发溶血反应。

苯丙酮尿症


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4、由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病

在不同疾病中,其遗传因素与环境因素对发病所起的作

用大小不同。这类疾病一般属于多基因病。

连体婴儿

脊柱裂


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把人类所有疾病可以排列成一个连续的序列图


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二、医学遗传学的基本概念

  • 一般而言,把遗传因素作为唯一或主要病因的疾病称为遗传病(genetic disease)。

  • 以遗传病作为研究对象的学科称为医学遗传学(medical genetics)。

诺贝尔奖金获得者保罗·伯克说:“几乎所有的疾病

都与遗传有关,遗传学的研究是治疗所有疾病的

关键。”


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遗传与变异的区别与联系:

遗传(heredity):指亲代与子代间相似性的传递过程。

“种瓜得瓜,种豆得豆”

★遗传的特点:稳定性、保守性、相对性。

变异(variation):子代与亲代间以及子代个体之间的

差异。

“龙生九子,子子不同”

★变异的特点:普遍性和绝对性。


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遗传变异是生物界普遍存在的生命现象,研究这种生

命现象的科学——遗传学(Genetics)。

由于研究的角度不同,产生许多分支学科:

  • 动物遗传学 Animal genetics

  • 植物遗传学 Plant genetics

  • 微生物遗传学 Microbial genetics

  • 人类遗传学 Human genetics


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医学遗传学和人类遗传学的联系及区别:

  • 人类遗传学(human genetics)

    人类遗传学主要从人种和人类发展史的角度来研究人的遗传性状,例如人体形态的测量以及人种的特征,同时广泛地研究形态结构、生理功能上的变异,例如毛发的颜色、耳的形状等。在临床上,这些变异并不干扰或破坏正常的生命活动,其临床意义不大。


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  • 人类遗传学 (human genetics)


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  • 医学遗传学(medical genetics)

    是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系(包括诊断、治疗和预防)的一门综合性学科。


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肝豆状核变性及其发生的病理机制


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医学遗传学和临床遗传学的联系及区别:

  • 临床遗传学(clinical genetics)

    侧重于遗传病的预防、诊断和治疗的领域。

  • 医学遗传学

    综合角度、全面(既有基础的、又有临床的)

遗传病影像诊断

遗传病临床见习


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医学遗传学课程在医学教育中的地位

  • 基础医学与临床医学之间的桥梁课程

  • 理论性、实验性、实习性课程


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三、医学遗传学发展简史

遗传学的诞生(1865-1910)

孟德尔系统地研究了生物的遗传和变异。

豌豆杂交试验(1856-1864)

1866年发表《植物杂交试验》,提出

分离规律和独立分配规律;


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1900年,三位植物学家在不同国家用多种植物进行杂交试验  获得与孟德尔相似的解释  证实孟德尔遗传规律 重新发现并认识了孟德尔定律。1900年作为遗传学诞生并正式成为独立学科!

Garrod:描述了4个黑尿症家族;

Farabee:短指(趾);

Hardy和Weinberg:群体遗传学;

Nilsson:数量遗传学;


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a、孟德尔 b、科伦斯 c、德弗里斯 d、切尔马克

纪念孟德尔:在其修道院

建立了纪念馆。


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1900年,美国细胞学家威尔逊发现了核酸,证明

它是染色体的重要组成成分,并指出它可能是遗

传物质。

1910年摩尔根(Morgan TH)及其学生发现果蝇

的连锁遗传。

以后,由于新技术的不断发展和研究方法的改进,对遗传现象研究逐渐深入,在医学遗传学中形成了各分支学科。


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(一)人类细胞遗传学

研究人类染色体的正常形态结构以及染色体数目、结构异常与染色体病关系的学科。

1923年Painter T.S.用组织连续切片分析法研究人类细胞染色体,首次提出人类体细胞中染色体为48条,性染色体为XX,或XY。

1952年徐道觉用低渗处理法获得分散良好

的染色体,并发现人的染色体数为46条,但

未能肯定自己的发现,仍相信Painter的2n=

48的结论。

1956年蒋有兴和Levan A.证明人的体细胞

染色体数为46条,标志着人类细胞遗传学开始。


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1959年Nowell P.在美国费城研究慢性粒细胞白血病(CML)时发现了Ph染色体。这是染色体异常与肿瘤关系的第一个例证。

1961年Lyon M在研究小鼠斑色遗传的,提出了“Lyon(赖昂)假说”。

1969年,Caspersson T用喹吖因处理细胞染色体后,在荧光显微镜下在染色体纵轴上出现一条条荧光强弱不同的带纹,称为Q显带。以后相继出现C显带和G显带技术。


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上个世纪80年代出现荧光原位杂交(FISH)技术,用特异的DNA片段作为探针与中期染色体上的DNA进行原位分子杂交,可准确检测染色体微小片段改变和基因定位。

染色体涂染


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(二)生化遗传学

研究人类遗传物质的性质,以及遗传物质对蛋白质合成和对机体代谢的调节控制。

1902年Garrod提出了“先天性代谢缺陷”的概念,但直到1941年美国遗传学家比德尔和生化学家泰特姆研究链孢霉的营养缺陷型突变种,提出了“一个基因一种酶”学说以后,对基因通过控制酶的合成影响代谢过程才有了深入理解。


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1952年Cori GT首先发现糖原贮积病I型是由于缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。

1953年Jervis GA发现苯丙酮尿症患者缺乏苯丙氨酸羟化酶。此后陆续发现了多种代谢病缺乏的酶。

1963年Guthrie R提出了遗传性代谢病的新生儿筛查法,为控制某些遗传性代谢病的发生提供了有效手段。


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Pauling L于1949年发现,镰状细胞贫血症患者的血红蛋白在电泳时,与正常血红蛋白迁移率不同,他认为这是由于两种血红蛋白分子结构不同所致。首次提出“分子病” 的概念。

血红蛋白病、各种血浆蛋白异常、免疫

球蛋白异常和受体异常等均为分子病。


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(三)分子遗传学

是生化遗传学的新发展,从基因水平探讨遗传病的本质,开辟了遗传病基因诊断、基因治疗的新途径。

1953年,Watson和Crick研究DNA分子结构,提出了双螺旋结构模型。

1957年莫诺和雅各布研究大肠杆菌的乳糖代谢,提出了“操纵子模型”,建立了基因调控的概念。


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  • 1958年,克里克提出了两个假说:序列假说和中心法则。

  • 中心法则因1970年逆转录酶的发现而

  • 作了修正。

  • 1961年,尼伦伯格和柯拉纳开始

  • 解译遗传密码,经多人努力,至1967

  • 年全部解译出64种遗传密码。

遗传密码的发现,把生物界统一起来,解决遗传信息本身的物质基础及含义的问题。

中心法则解决遗传信息的传递途径和流向问题。


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1968年,史密斯首次发现了DNA限制性核酸内切酶。于

1978年获诺贝尔奖。

1972年,伯格完成了人工DNA重组。1980年获诺贝尔奖。

1973年,科恩将大肠杆菌的不同质粒重组在一起,在大

肠杆菌中实现了重组质粒的表达,创立了遗传工程。

1978年简悦威(Kan YW)用限制性片段长度态性(RFLP)

连锁分析法首先对镰状细胞贫血症进行产前基因诊断。

1985年,穆尔斯等人发明了具有划时代意义的聚合酶链

式反应(PCR)。1993年获诺贝尔化学奖。

90年代,国际协作研究“人类基因组计划” 。


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(四)医学遗传学其他分科

疾病基因组学

生物信息学

表观遗传学

优生科学

遗传伦理学

体细胞遗传学

生态遗传学

群体遗传学

免疫遗传学

药物遗传学

肿瘤遗传学

发育遗传学

行为遗传学

临床遗传学

从不同角度研究人类遗传与疾病的关系。


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四、遗传病概述

遗传病:其发生需要有一定的遗传基础,并通过这种遗传基础、按一定方式传于后代发育形成的疾病。

而在现代医学中,遗传病的概念有所扩大,遗传因素不仅仅是一些疾病的病因,也与环境因素一起在疾病的发生、发展及转归中起关键性作用。因此在了解医学遗传学时,既要把握经典的遗传病概念,也要对遗传病的新进展有所认识。


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艾丽斯

比阿特丽斯

遗传病的特点:

英国维多利亚女王家族

(一)遗传病的传播方式

一般以“垂直方式”出现,不延伸至无亲缘关系的个体。


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(二)遗传病的数量分布

在亲祖代和子孙中是以一定数量比例出现的。

白化病


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(三)遗传病的先天性

先天性疾病是指出生时既

表现出来的疾病。

  • 先天性疾病不一定都是遗传病,如先天性心脏病,海豹胎

  • 遗传病也并非出生时就一定表现出来,如亨氏舞蹈病


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  • 著名的“海豹肢”畸形


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(四)遗传病的家族性

遗传病往往有家族性特点。

常染色体显性遗传病——家族聚集

常染色体隐性遗传病——散发

某些家族性疾病并不是遗传病。

亨氏舞蹈病


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(五)遗传病的传染性

一般认为,遗传病没有传染性。

人类朊蛋白疾病(human prion diseases):既有遗传

性,又具传染性的疾病

如疯牛病、克-雅综合征等


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人类遗传病的分类

(一)单基因病

(二)多基因病

(三)染色体病

(四)体细胞遗传病

(五)线粒体遗传病


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(一)单基因病

  • 单基因病是疾病的发生是由“单”基因的突变所致。

    AR——先天聋哑

    AD——并指、多指症

    XR——红绿色盲、血友病

    XD——抗VD佝偻病

  • 单基因病的发病率较低,发生率的上限为1/500。但发生的病种越来越多.


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表 一些常染色体显性遗传病举例


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(二)多基因病

  • 多基因病是涉及多对(二对以上)基因和环境共同作用所导致的疾病。

  • 有一定家族史、但没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征。如先天性畸形及若干人类常见病(高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年痴呆、癫痫、精神分裂症、类风湿关节炎、智能发育障碍等)。

  • 环境因素在这类疾病的发生中起不同程度的作用。

  • 多基因病尽管仅有100余种,但每种病的发生率均较高


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(三)染色体病

  • 染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。从本质上说,这类疾病涉及一个或多个基因结构或数量的变化,因此其对个体的危害往往大于单基因病和多基因病,其中最常见的染色体异常为Down综合征。


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(四)体细胞遗传病

  • 单基因病、多基因病和染色体病的遗传异常发生在人体所有细胞包括生殖细胞(精子和卵子)的DNA中,并能传递给下一代。

  • 体细胞遗传病(somatic cell genetic disorder)只在特异的体细胞中发生,体细胞基因突变是此类疾病发生的基础。

  • 这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、自身免疫缺陷病以及衰老等。在经典的遗传病中,并不包括这一类疾病。


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(五)线粒体遗传病

  • 线粒体是细胞内的一个重要细胞器,是除细胞核之外惟一含有DNA的细胞器,具有自己的蛋白质翻译系统和遗传密码。线粒体遗传病就是由线粒体DNA缺陷引起的疾病,包括Leber遗传性视神经病等。


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一些mtDNA突变相关的疾病


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五、遗传病在临床实践中的一些问题

(一)医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性

(二)再发风险率

(三)遗传性疾病的群体负荷

(四)遗传病与医学伦理


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(一)医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性

  • 遗传病患者(与非遗传病患者一样)在向医师主诉自己的病症时,只能说明其某些感觉上异常,而不能告诉医生自己什么基因有什么异常。因此,需要医师正确地区分患者所患疾病是不是一种遗传病。但这并不是一件轻而易举的事情,它不仅需要医师具有丰富的临床经验、全面的遗传学知识,还需要足够的实验室技术(包括分子诊断)来辅助诊断。近年来,计算机软件被开发用于遗传病的诊断,为医师确定患者所患疾病是否具有遗传性提供了有力的手段,从而使遗传病患者及亲属能得到有效的医学处理。


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(二)再发风险率

  • 再发风险率(recurrence risk)是遗传病在临床医学中常遇到的问题之一。所谓再发风险率,是病人所患的遗传性疾病在家系亲属中再发生的风险率。

群体中某些疾病发生的风险率


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(三)遗传性疾病的群体负荷

  • 这里的负荷是指遗传病在群体中的严重程度,通常用发生率来表示。发生率越高,群体中的遗传有害性越高,人类需要的对应措施越多,也可以说是负荷也越大。


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遗传性疾病的群体发生率


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(四)遗传病与医学伦理

1.遗传性疾病的产前诊断问题。这包括:①产前诊断技术上的安全性;②产前诊断实施后对患病胎儿的医学措施的“合法性”、“合理性”、“可靠性”、“安全性”等等。

2.遗传病的症状前诊断问题。这涉及:①是否有有效的医学措施使症状前患者免受“未来”疾病的困扰;②个人隐私问题。

3.基因诊断和基因治疗问题。这包括:①基因诊断、基因治疗在技术上的安全性问题;②诊断及治疗措施的“合法性”、“合理性”等问题;③基因治疗措施对人类基因组的安全控制问题等等。


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