遺傳性疾病的試驗診斷遺傳性疾病的分類

染色體病：在生殖細胞發生和受精卵早期發育過程中發生差錯，產生整條染色體或染色體節段超過或少于二倍體數，表現出先天發育異常單基因病：起因于致病基因，在一對同源染色體上可能其中一條帶有突變基因，也可能同源染色體上的對應位點都是突變基因。有特征性家系傳遞格局遺傳性疾病的分類多基因病：亦稱多因子病，起因于遺傳素質和環境因素，包括一些先天性發育異常和常見病線粒體遺傳病：線粒體基因突變可導致線粒體遺傳病，隨線粒體傳遞，呈細胞質遺傳體細胞遺傳病：癌腫起因于體細胞遺傳物質的突變，可表現出家族性癌腫遺傳易感性。有些先天畸形亦屬此類。單基因遺傳病的分類常染色體連鎖遺傳性疾病：致病基因位于常染色體性染色體連鎖遺傳性疾病：致病基因位于性染色體常染色體連鎖遺傳性疾病常染色體連鎖隱性遺傳位于一對常染色體上的兩個等位基因均發生突變才能產生臨床癥狀，此時所導致的相應疾病稱為常染色體連鎖隱性遺傳性疾病同一對染色體中只有一個等位基因發生突變的個體稱為雜合子，二個等位基因均發生突變的個體稱為純合子囊性纖維變：常染色體連鎖隱性遺傳(7q31)常染色體連鎖遺傳性疾病常染色體連鎖顯性遺傳位于一對常染色體上的二個等位基因之一發生突變即產生臨床癥狀，所導致的相應疾病稱為常染色體連鎖顯性遺傳性疾病特點：家系中患者數目較多，大多情況下每一代均有患者Huntington舞蹈癥：常染色體顯性遺傳(4p16.3)性染色體連鎖遺傳性疾病X染色體連鎖遺傳大多為隱性遺傳(如甲型血友病、杜氏肌營養不良癥)顯性遺傳非常罕見Y染色體連鎖遺傳產前篩查（診斷）在胎兒出生前對其出生缺陷（包括先天異常和宮內感染）進行檢查產前篩查包括實驗室檢測、影像學檢查等圍產醫學產前篩查的實驗室檢測染色體病的實驗室篩查胎兒宮內感染的實驗室檢測遺傳性疾病的基因檢測染色體病的實驗室篩查孕早期篩查（孕7～11周）孕中期篩查（孕15～20周）產前篩查只是對胎兒罹患某一先天性或遺傳性疾病的風險評估而非確診中國出生缺陷現狀中國每年約有100萬缺陷兒出生，其中只有30%可以治愈或糾正全國累計近3000萬個家庭曾生育過出生缺陷和先天殘疾兒，占全國家庭總數1/10中國每年出生約3-5萬唐氏兒，10萬神經管缺陷患兒造成沉重的社會負擔和精神壓力此項支出每年達到300億每個唐氏患兒僅醫藥費支出就達25萬1個患兒平均累及7個成人關鍵在于預防三級預防可大幅度減少出生缺陷兒的發生1級：孕前保健2級：孕期保健(產前篩查與診斷)3級：新生兒篩查(早發現早干預)篩查指征危害嚴重發病率較高，人群分布明確篩查陽性有進一步明確診斷方法篩查方法較簡易篩查費用明顯低于治療費用孕期保健篩查的主要疾病21-三體綜合癥，發病率為1/700~1/80018-三體綜合癥，發病率1/6000~1/8000開放性神經管缺陷，發病率1/1000~1/2000新生兒篩查的主要疾病先天性甲狀腺功能低下苯丙酮尿癥先天性腎上腺皮質增生癥葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏采集一滴新生兒足跟末梢靜脈血于濾紙上，干燥后運輸至篩查中心統一檢測。血清學篩查的基本概念安全性抽取孕婦2ml靜脈血，通過測定血清中的特定標志物，間接地判斷胎兒患遺傳缺陷疾病的風險度非創傷性篩查對象原則上為孕9-20+6周的所有孕婦血清學篩查的基本概念孕婦自愿孕婦接受產前篩查遵循自愿原則，明確產前篩查的內容、意義和相應風險，并簽署產血清學前篩查知情同意書篩查與確診篩查(高危)病例，需進一步做絨毛膜(孕早期)或羊水穿刺(孕中期)做染色體核型分析進行確診。

年齡曾是唐氏綜合征產前篩查的指標

產前篩查的血清標志物1984年首次報道懷有染色體異常特別是DS胎兒的孕婦血清AFP水平偏低，建議將AFP作為35歲以下孕婦胎兒染色體異常的篩查指標1987年報道懷有DS胎兒的母血中人絨毛膜促性腺激素（HCG）的水平是正常孕婦的2倍；非結合雌三醇（uE3）的水平比正常低25%，提示可以作為另兩個篩查指標1991年報道妊娠相關血漿蛋白A（PAPP-A）與DS有關1996年，抑制素A(inhibinA)成為第四個血清檢測指標以上單個指標進行唐氏綜合征的篩查，檢出率均太低(30%左右)將AFP、HCG、uE3和InhibinA四項指標聯合檢測稱為四聯篩查對14-20周的孕婦進行篩查，檢出率為81%，假陽性率約5%目前國內孕中期血清學產前篩查模式(Second-trimester

maternalserumscreening)

AFP+freeβHCG/HCGAFP+freeβHCG/HCG+uE3AFP+freeβHCG/HCG+uE3+InhA全球篩查模式模式孕周項目優勢缺點孕早期聯合篩查(1stTrimesterCombined)9~13＋6NT+PAPP-A+fβhCG/βhCG時間早：篩查在14周前結束具有超聲影像支持盡可能早做出決策得到證實的檢出率：90％DR/5%FPR(1TCombined)必須具備開展NT的條件和技術25％孕婦錯過了早期篩查時間,中國尤甚必須具備CVS的條件和技術孕中期篩查(2ndTrimester)14-20+64聯：AFP，hCG(Total或Free)，uE3，Inhibin-A已得到廣泛應用，成熟模式所有孕婦都可以進行中期篩查檢出率高:81%DR/5%FPR決策時間晚無超聲監測終止妊娠不夠安全血清學整合篩查(Serumintegrated)(孕早期不出報告)9~13＋6&14-20+6孕早期：PAPP-A孕中期：4聯僅生化測試，簡單易行無需NT，DR/FPR與孕早期篩查類似可據此建立孕早期篩查項目檢出率高:86%DR/5%FPR決策時間晚無超聲監測不能提供完整的孕早期數據整合篩查(Integrated)(孕早期不出報告)9~13＋6&14-20+6孕早期：NT&PAPP-A孕中期：4聯降低FPR(2%)/90%DR－減少羊水穿刺率建立孕早期篩查項目決策時間晚保留風險較高的結果,如NT>3mm終止妊娠不夠安全不能提供完整的孕早期數據序貫篩查(Stepwisesequential)(僅高危病例在孕早期出報告)9~13＋6&14-20+6孕早期：NT+PAPP-A+fβhCG/βhCG孕中期：4聯建立孕早期篩查項目早期高風險結果進行診斷性檢查同樣的DR(90%)，FPR降低(3.7%)只有很少部分(1%)孕婦在孕早期結束篩查終止妊娠時間晚，不安全遺傳咨詢難度高酌情篩查(Contingent)(僅灰色區域風險孕婦進行孕中期篩查)9~13＋6&14-20+6孕早期：NT+PAPP-A+fβhCG/βhCG孕中期：4聯可建立完整的孕早期篩查項目80％以上孕婦在孕早期結束篩查對高危組，中間組和低危組的界定可能導致中間組孕婦焦慮：須等待4周我國開展篩查的現狀及可選方案我國開展現狀：對孕早期篩查的重要意義認識不足，孕中期篩查仍為主流孕早期篩查技術不成熟，尤其規范NT檢測有相當難度大多數孕婦孕中期才參加產前保健大多數中心僅限于傳統的中期兩項篩查產篩質量管理意識有待加強針對我國國情推薦參考方案：積極宣傳孕早期篩查的重要意義，產篩未來發展趨勢在不具備規范NT檢測情況下，建議進行孕中期四聯篩查，使其成為國內產篩的基礎性工作有條件的地區開展酌情、序貫或血清整合等多種模式篩查，為孕婦提供更多選擇胎兒宮內感染的實驗室檢查TORCH綜合征的孕前和產前檢測TORCH綜合征是病原微生物感染引起胎兒異常的一組疾病弓形蟲（toxoplasma,TOXO）風疹病毒（rubellavirus,RV）巨細胞病毒（humancytomegalovirus,CMV）單純皰疹病毒（herpessimplevirus,HSV）其他病原微生物（other,O）孕婦為易感人群，感染途徑與一般人相同可發生在妊娠各期，宮內感染可造成嚴重后果感染后除免疫缺陷者外，機體均產生特異性抗體。采集孕婦外周血檢測相關病原體的特異性抗體IgG和IgM，以判斷孕婦是否曾經或正在感染某一病原體抗體檢測：免疫學方法血清學檢測的局限性抗體產生時間判斷胎兒感染須謹慎孕前篩查更為重要免疫缺陷者可能檢測不到相應抗體單基因遺傳病的基因診斷單基因遺傳病中常見的分子異常遺傳性疾病的產生是由于一個（或數個）基因發生異常導致這些基因所載有的遺傳信息受到改變，而發病是通過遺傳物質的表達產物——蛋白質（或酶）的表現異常所致。基因突變主要包括點突變、片段性突變和動態性突變。點突變(pointmutation)包括錯義突變、無義突變、移碼突變各種點突變所造成的后果：蛋白質分子量改變蛋白質合成量下降無蛋白質合成片段性突變(fragememtalmutation)核苷酸的丟失和增多缺失：基因中鹼基（遺傳物質）的丟失插入：外來基因片段插入某一基因序列中倍增：基因內部某一段序列發生重復基因重排：基因組中原來不在一起的基因由于某些原因重新排列動態性突變(dynamicmutation)

以三核苷酸為單位的重復序列在傳遞過程中不穩定，會發生擴展，即子代的重復次數往往較親代大為增加，因此又稱動態性突變。脆性X綜合征：CGG重復少年脊髓型共濟失調：GAA重復亨廷頓病：CAG重復X染色體（）的脆性位點脆性X綜合征是遺傳性智力缺陷最常見的一種。致病基因FMR-1的5’端有CGG三核苷酸重復區。普通男性群體中的患病率為1/4000。普通女性群體中的患病率為1/6000。患者智力低下、語言障礙、行為異常、呈特殊面容。正常個體：CGG重復次數6~52次，中國人群以(CGG)28為多見。前突變(premutation)：(CGG)

53~230為攜帶者，雖表型正常，但在傳遞過程中易發生進一步擴展，使后代的CGG重復次數大大增加，并有異常表型。全突變：(CGG)≥230時，100%的男性表現為典型的脆性X綜合征,53%的女性表現為程度不同的智力低下。遺傳性疾病基因診斷的策略（一）直接診斷策略

基因診斷的直接策略是通過各種分子生物學技術檢測基因的遺傳缺陷，因此直接診斷的前提是被檢測基因的正常序列和結構必須被闡明。直接診斷由于是直接揭示遺傳缺陷，因而比較可靠。

直接診斷常用技術Southern印跡技術將基因組DNA用限制性內切酶水解，經凝膠電泳分離用堿處理使凝膠中的DNA變性為單鏈，轉移至硝酸纖維素膜或尼龍膜上用標記的特異性探針與變性單鏈雜交，可使特異條帶顯影實驗結果為限制性長度片段多態性分析（restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP）直接診斷常用技術聚合酶鏈反應（polymerasechainreaction,PCR）在突變點二側設計引物，經擴增后可得含有突變點的擴增產物以突變篩查技術找出突變點SSCP、DGGEMeltingcurveanalysisDNAsequencing

DMD的基因檢測Duchennemusculardystrophy(DMD)是一種高發病率、高致殘、高致死的X連鎖的遺傳性疾病，平均每3500個活產男嬰中即有一個患者DMD基因的全長為250kb，有79個外顯子DMD的最主要遺傳缺陷是外顯子缺失，約占突變的60%~70%用多重PCR技術對外顯子進行篩查DMD基因外顯子的檢測（二）間接診斷策略

間接診斷是在家系中進行連鎖分析，通過分析可確定個體來自雙親的同源染色體中的哪一條為致病染色體（與致病基因連鎖），從而判斷該個體是否帶有致病基因間接診斷不是尋找DNA的遺傳缺陷，而是通過分析DNA的遺傳標志的多態性估計被檢者患病的可能性遺傳標志及其多態性單拷貝序列在基因組中僅出現一次或少數幾次，大多數基因(50%~80%)在單倍體中都為單拷貝重復序列真核生物染色體DNA中存在許多不同程度的重復序列，按照孟德爾遺傳定律傳遞大多存在于基因的非編碼區根據DNA序列重復出現頻率的不同而分為不同類型中度重復序列短分散片段(shortinterspersedsegments,SINEs)平均長度300bp，拷貝數可達10萬左右長分散片段(longinterspersedsegments,LINEs)平均長度3500~5000bp，拷貝數達1萬左右在人類基因組中約占12%中度重復序列大多數不編碼蛋白質,與單拷貝基因間隔排列有些是編碼蛋白質或RNA的結構基因（HLA、rRNA、tRNA、組蛋白、免疫球蛋白基因）可存在于結構基因之間、基因簇之中、內含子內部高度重復序列存在于基因組的間隔區和基因的內含子等非編碼區重復頻率可高達106以上，不轉錄具高度多態性，成為有效的遺傳標志，已廣泛用于基因定位和基因診斷小衛星序列也稱數量可變的串聯重復序列(VariableNumberofTandemRepeat,VNTR)以6-70bp為單位，可重復數次至數十次，以串聯形式排列微衛星序列(microsatellite)又稱短串聯重復序列(STR)以2-6bp為單位，重復次數可達幾十次在基因組中出現的數目和頻率不同，分布廣泛，具高度多態性

堿基組成不同于其他部分，用密度梯度離心可將其與主體DNA分開重復序列的檢測PCR技術在重復序列二側設定引物，經PCR擴增用凝膠電泳分離擴增產物根據產物片段大小即可決定重復序列的重復次數遺傳咨詢和產前基因診斷遺傳咨詢明確診斷先證者，確定引起疾病的分子異常了解本病傳遞至下代的風險率判斷胎兒是否患病遺傳咨詢和產前基因診斷產前基因診斷羊水細胞（16~20周）絨毛膜細胞（8~12周）非創傷性取樣母體外周血中胎兒游離DNA遺傳咨詢戰略路線（以DMD為例）MD是否由Dystrophin缺陷所致?是。孕婦是否攜帶者？是。或可能是。胎兒性別？男孩。分子生物學研究不是。尋找引起本病的原因不是。不進行產前基因診斷，但應研究家系中其他有風險者女孩。不進行分子生物學研究C50:C49:C45:C44:Cjp:11223C50:C49:C45:C44:Cjp:1221221313C50:C49:C45:C44:Cjp:2112121313C50:C49:C45:C44:Cjp:2112121313C50:C49:C45:C44:Cjp:2112112212C50:C49:C45:C44:Cjp:12212C50:C49:C45:C44:Cjp:21313C50:C49:C45:C44:Cjp:1122312212C50:C49:C45:C44:Cjp:21313C50:C49:C45:C44:Cjp:213131234567891011121314151617181920212223DMD家系分析125.82.83.40.9NNN4.84.85552.83.44.5NNNN4.84.855551234血友病Ａ家系分析間接診斷的不確定性遺傳標志所帶的信息性有限（多態性程度不高）新突變基因重組（若遺傳標志離致病基因的遺傳距離為5cM,此時基因重組的可能性為5%）家系成員不完整單基因病遺傳缺陷的實驗診斷

肢帶型肌營養不良(LGMD2)是一類常染色體連鎖隱性遺傳病，已有LGMD2A~2H8種類型。由于遺傳學和臨床表現具高度異質性，臨床診斷和分類十分困難家系資料致病基因的定位

用已報道的LGMD2A~2H8個基因所在位點附近共14個STR標記對家系成員DNA樣本進行連鎖分析，尋找與該家系連鎖的致病基因

連鎖基因標志位點基因位置LGMD2AD15S99415q15.1-15.3LGMD2AD15S778LGMD2AD15S779LGMD2BD2S3372p13LGMD