遺傳病的診斷P220第十七章DiagnosisofGeneticDisease

第一頁，共81頁。教學要求掌握系譜分析、產前診斷、基因診斷的概念；遺傳病診斷的主要方法，尤其是實驗室檢查的主要方法及染色體檢查的適應證。熟悉孟德爾式遺傳病的系譜分析法，非孟德爾式遺傳病和特殊遺傳方式的疾病；產前診斷常用方法及最佳診斷時間；產前診斷的適應證。了解生物化學檢查的適用范圍。2第二頁，共81頁。概述遺傳病的診斷包括：一般診斷（病史、癥狀、體征、實驗室檢查）特殊診斷（系譜分析、染色體檢查、特殊生化檢測、基因診斷）目前，臨床對遺傳病的診斷包括：臨癥診斷、癥狀前診斷、產前診斷和植入前診斷

3第三頁，共81頁。

第一節臨癥診斷和癥狀前診斷臨癥診斷（symptomaticdiagnosis）是根據患者的各種臨床表現進行檢查、確診和判斷遺傳方式，是遺傳病診斷的主要內容。癥狀前診斷（presymptomaticdiagnosis）則是對遺傳上異常的個體（針對一些發病較遲的常染色體顯性遺傳病患者）采用各種措施，使他們在出現癥狀前從遺傳上予以確認。第四頁，共81頁。1、病史：家族史、婚姻史、生育史

2、癥狀和體征：PKU、半乳糖血癥、性染色體病5一、病史、癥狀和體征第五頁，共81頁。二、家系分析從先證者入手，調查其親屬的健康及生育狀況，將調查材料繪制成系譜圖進行系譜分析，大大有助于區分單基因病和多基因病，以及遺傳方式。由于各種單基因遺傳病常表現出特定的孟德爾式遺傳，所以，系譜分析常有助于單基因病的診斷。6第六頁，共81頁。三、細胞遺傳學檢查即染色體檢查與核型分析，是較早應用于遺傳病診斷的輔助手段，能較準確地判斷和發現染色體數目和結構異常綜合征，因而該方法是確診染色體病的主要方法。

7第七頁，共81頁。1．染色體檢查

亦稱核型分析（karyotypeanalysis）是確診染色體病的主要方法。隨著顯帶技術的應用以及高分辯率染色體顯帶技術的出現和改進，能更準確地判斷和發現更多的染色體數目和結構異常綜合征，還可以發現新的微畸變綜合征。8第八頁，共81頁。2．性染色質檢查

優點是方法簡單，主要用于疑為兩性畸形或性染色體數目異常的疾病診斷或產前診斷，有一定價值，但確認仍需依靠染色體檢查。9第九頁，共81頁。3、染色體原位雜交：應用標記的DNA片段與玻片上的細胞、染色體或間期核的DNA雜交，在樣品核酸不改變其結構和分布格局的情況下，研究核酸片段的位置、相互關系。

10第十頁，共81頁。4、熒光原位雜交（FISH）：應用熒光素標記的DNA探針與標本進行原位雜交后，使雜交區域發出熒光。優點：快速、安全靈敏度高特異性強11圖示為18三體綜合征患者的FISH檢測第十一頁，共81頁。染色體檢查的指征：①有明顯的智力發育不全、生長遲緩或伴有其他先天畸形者；②夫婦之一有染色體異常，如平衡易位、嵌合體等；③已生育有染色體或先天畸形患兒的夫婦；④多發性流產婦女及其丈夫；⑤原發性閉經和女性不育癥；⑥無精子癥男子和男性不育癥；⑦兩性畸形者；⑧疑為先天愚型的患兒及其父母；⑨原因不明的智力低下伴有大耳、大睪丸和（或）多動癥者；⑩35歲以上的高齡孕婦（產前診斷）。12第十二頁，共81頁。四、生化檢查生化檢查主要用于生化遺傳病的檢測（對由于基因突變所引起的酶和蛋白質定量和定性分析）。主要針對三方面：1）蛋白、酶活性；2）反應底物、代謝中間產物或終產物的濃度；3）受體的結合能力。例如疑為苯丙酮尿癥患者，可檢測血清苯丙氨酸或尿中苯丙酮酸的濃度。13第十三頁，共81頁。五、基因診斷（第三節）采用分子生物學方法在DNA水平或RNA水平對某一基因進行分析，從而對特定的疾病進行診斷（genediagnosis）。基因診斷是癥狀前診斷的主要手段。14第十四頁，共81頁。

1978年，華裔美國學者簡悅威（Yuet-WaiKan）首次采用DNA重組技術對血紅蛋白病進行產前診斷，開創基因診斷的先河。目前，基因診斷早已進入歐美各國的臨床應用，不僅針對遺傳性疾病，而且用于對一些感染性疾病和腫瘤的診斷。第十五頁，共81頁。基因診斷的特點（優點）：161.以特定基因為目標，檢測基因的突變和表達信息，特異性強；2.采用分子雜交技術和PCR技術具有信號放大作用，微量樣品即可進行診斷，靈敏度高；3.可用于尚無出現臨床表現前，胎兒的出生前診斷，群體篩查等，應用廣泛；4.檢測樣品獲得便利，不受個體發育階段性和基因表達組織特異性的限制。第十六頁，共81頁。基因診斷的樣本：可以是任何有核細胞，包括：1、外周血白細胞、口腔粘膜細胞2、活檢標本、石臘包埋的組織塊3、沉淀細胞（唾液、痰液、尿液）4、羊水細胞、絨毛細胞、進入母體循環的胎兒細胞應用PCR，樣本可微量化到一個細胞17第十七頁，共81頁。基因診斷的基本技術：核酸分子雜交聚合酶鏈反應（PCR）DNA測序技術18第十八頁，共81頁。Southernblot印跡雜交通過用已知基因的DNA片段制備探針與待測基因組DNA的限制性酶切片段進行雜交，分析帶譜。可直接確定致病基因的缺陷。是最經典、應用最廣泛的分子遺傳學技術。常用于基因缺失。19第十九頁，共81頁。20第二十頁，共81頁。aa/aaaa/-aa/a-a-/----/-14kb10kb10kb4kbBamHIBamHI左側：16號染色體上攜有數目不同的基因右側：a基因探針雜交的結果-地貧基因缺失的診斷正常貧血癥狀攜帶者HbH21第二十一頁，共81頁。

鐮狀細胞貧血的基因診斷限制性內切酶MstⅡ切割的序列是CCTNAGG（其中N是任何一種核苷酸），切割正常DNA產生1.1kb珠蛋白的DNA片段；若切割患者DNA時，由于AT破壞了MstⅡ的位點，便形成1.3kb珠蛋白的DNA片段。酶解正常人DNA和患者DNA，用標記的珠蛋白基因為探針作Southern雜交第二十二頁，共81頁。PolymeraseChainReaction(PCR)Amethodtoamplifyspecificgeneticsequences.23第二十三頁，共81頁。Template(DNAorRNA)TwoprimersdNTPsPCRbufferKCl,Tris,MgCl2ThermostableDNAPolymerase(Taq)PCRReagentComponents

反應體系：24第二十四頁，共81頁。PCRCycle：STEPSDenaturation:DNAstrandsseparate.94oCAnnealing:PrimersbindtoDNA.65-40oCExtension:NewDNAissynthesized.72oC25第二十五頁，共81頁。Cycle1Cycle2Cycle3GeometricAmplification：After30cycles,theDNAisamplifiedoverabillionfold.26第二十六頁，共81頁。基于PCR技術的DNA診斷:PCR直接擴增（大片段缺失）PCR/ASO、PCR/SSCP、PCR/DGGE聯合應用（點突變的檢測)PCR/Southernblot聯合應用

（三核苷酸重復相關遺傳病）27第二十七頁，共81頁。多重PCR：在同一PCR體系中加入數對PCR引物，可同時擴增多個DNA片段。常用來檢測同一基因的多個外顯子的缺失。28第二十八頁，共81頁。DNA測序法：

DNA測序（DNASequencing)是檢測未知突變和已知突變基因的最基本和最重要的實驗手段。29第二十九頁，共81頁。基因芯片又稱DNA芯片，（DNAarray）.指把成千上萬個寡核苷酸或cDNA探針密集、規律地排列在1cm2大小的硅片或玻璃芯片上，容量可達20～40萬個基因探針。將熒光標記的DNA或cDNA樣品送到在芯片上與探針雜交，經激光共聚焦顯微鏡掃描，以計算機系統對熒光信號做出比較和檢測，可迅速得出所需的信息，比常規方法快幾十到幾千倍。

30第三十頁，共81頁。DNAmicroarraysonglassslides31第三十一頁，共81頁。應用實例Affymetrix公司，把P53基因全長序列和已知突變的探針集成在芯片上，制成P53基因芯片，將在癌癥早期診斷中發揮作用。Heller等構建了96個基因的CDNA微陣，用于檢測分析風濕性關節炎(RA)相關的基因，以探討DNA芯片在感染性疾病診斷方面的應用。現在，肝炎病毒檢測診斷芯片、結核桿菌耐藥性檢測芯片、多種惡性腫瘤相關病毒基因芯片等一系列診斷芯片逐步開始進入市場。32第三十二頁，共81頁。G6PD缺乏癥檢測芯片由G6PD基因的突變、插入和缺失引起。根據已知的基因突變型可設計突變基因探針，制成芯片可同時檢測中國人種的8種突變類型，覆蓋率達90%以上，并能精確確定突變類型及純、雜合狀況。操作時間短（4小時以內），適于大批量檢定。33第三十三頁，共81頁。第二節產前診斷和植入前診斷產前診斷（prenataldiagnosis）是以羊膜穿刺術和絨毛取樣等技術，對羊水、羊水細胞和絨毛進行遺傳學和生化檢查分析，對胚胎或胎兒的染色體和基因進行分析診斷，是預防遺傳病患兒出生的有效手段。第三十四頁，共81頁。母嬰保健法規定：第二十條孕婦有下列情形之一的，醫師應當對其進行產前診斷：

（一）羊水過多或者過少的；

（二）胎兒發育異常或者胎兒有可疑畸形的；

（三）孕早期接觸過可能導致胎兒先天缺陷的物質的；

（四）有遺傳病家族史或者曾經分娩過先天性嚴重缺陷嬰兒的；

（五）初產婦年齡超過35周歲的。35第三十五頁，共81頁。

一、產前診斷的對象：①夫婦之一有染色體畸變，特別是平衡易位攜帶者，或生育過染色體病患兒的夫婦；②35歲以上的孕婦；③夫婦之一有開放性神經管畸形，或生育過這種畸形患兒的孕婦；④夫婦之一有先天性代謝缺陷，或生育過這種患兒的孕婦；⑤X連鎖遺傳病致病基因攜帶者孕婦；⑥有習慣性流產史的孕婦；⑦羊水過多的孕婦；⑧夫婦之一有致畸因素接觸史的孕婦；⑨有遺傳病家族史，又系近親結婚的孕婦。第三十六頁，共81頁。二、產前診斷的方法1、無創傷性方法:

母親血清、尿液的生化檢查、B超、CT、X線、MRI2、有創傷性方法：

根據妊娠時間及檢測目的有針對性地選用不同的穿刺取樣技術，然后將樣品進行實驗室檢查（細胞遺傳學、生化檢查、基因診斷）。

羊膜穿刺術、絨毛吸取術、臍帶穿刺術37第三十七頁，共81頁。B超是一種相對安全無創的檢測方法，是首選的診斷方法，能夠詳細檢查胎兒的外部形態和內部結構，可對多種遺傳性疾病進行早期診斷，這些疾病包括，神經管缺陷、腦積水、無腦畸形；唇、腭裂，頸部淋巴管瘤；先天性心臟病；支氣管、肺部發育異常，胸腔積液；肢體缺陷；先天性單側腎缺如、多囊腎；先天性幽門狹窄、先天性巨結腸等。第三十八頁，共81頁。

取樣方法取樣時間待測樣品

羊膜穿刺術孕15-17周脫落細胞絨毛吸取術孕10-11周絨毛膜細胞臍帶穿刺術孕18周臍帶血細胞39第三十九頁，共81頁。羊膜穿刺術：40孕15-17周第四十頁，共81頁。羊膜穿刺術指征：高齡孕婦異常的母體血清三倍體標記篩查結果染色體異常家族史神經管缺損/異常母體血清甲胎蛋白生化檢查或DNA分析檢測的孟德爾遺傳病

41第四十一頁，共81頁。優點：發生感染、流產及其他婦科合并癥的風險相對較小（約1%）缺點：檢查時間較晚42羊膜穿刺術的優缺點：第四十二頁，共81頁。絨毛吸取術（絨毛取樣法）43絨毛樣本可用于診斷染色體病，代謝病，胎兒性別鑒定，生化檢測和DNA分析。

孕10-11周第四十三頁，共81頁。優點：檢查時間早，根據檢測結果認為有必要進行選擇性流產時，給孕婦帶來的損傷和痛苦相對較小。缺點：取樣標本容易被污染，胎兒和母體易感染和操作不便等，引起流產的風險是羊膜穿刺法的2倍。44絨毛取樣的優缺點：第四十四頁，共81頁。臍穿刺

是在B超的監護下，用細針經腹壁、子宮壁進入胎兒臍帶，并抽取胎兒血液樣本進行診斷。本方法適宜妊娠18周進行，常作為因錯過絨毛或羊膜穿刺取樣最佳時機，或羊水檢查失敗的補救措施，還可檢測胎兒血液系統疾病，先天性免疫缺陷等。第四十五頁，共81頁。胎兒鏡檢查

又稱羊膜腔鏡或宮腔鏡檢查。宮腔鏡進入羊膜腔后，直接觀察胎兒是否有畸形、性別和發育狀況如何，可以同時抽取羊水或胎兒血樣進行檢查，還可進行宮內治療。因此，理論上這是一種最為理想的方法。但由于操作困難和易引起多種并發癥，目前還不能被廣泛接受。

胎兒鏡檢查的最佳時間是妊娠18～20周。第四十六頁，共81頁。分析孕婦外周血中的胎兒細胞以及游離的胎兒DNA或RNA

利用妊娠期少量胎兒細胞可以通過胎盤進入母體血液中這一現象，采用流式細胞儀分離、磁激活細胞分選、免疫磁珠法、顯微操作分選法以及分子細胞遺傳學技術等，分離和分析胎兒有核細胞以及血清中游離的胎兒DNA或RNA，從而進行無創性基因診斷。第四十七頁，共81頁。新進展：著床前診斷在受精6天胚胎著床前進行。優點：既可避免分娩患兒，又不必行流產術48第四十八頁，共81頁。

三、植入前診斷

PGD

（preimplantationgeneticdiagnosis）技術是指在體外受精的胚胎，發育到4～8細胞期，通過顯微操作技術取出單個卵裂球細胞，應用PCR、FISH等技術進行快速的遺傳學分析，包括染色體檢查、特定基因檢測，性別鑒定，正常的胚胎植入母體子宮。

第四十九頁，共81頁。PGD的應用：該技術由英國Handyside醫生小組首創，于1990年第1例妊娠成功。目前PGD已成功應用于以下疾病：鐮形紅細胞貧血、血友病、囊性纖維增生癥、地中海貧血和自毀容貌綜合征等。50第五十頁，共81頁。課堂小結⒈遺傳病的常規診斷方法和手段：⑴癥狀的了解、病史采集和臨床癥狀、體征的檢查。⑵系譜分析的作用及應注意的事項。⑶染色體檢查的適應癥。⑷性染色質檢查。⑸生化檢查。

⒉產前診斷：⑴產前診斷的概念。⑵產前診斷的常用方法：B超、X線檢查、通過羊膜穿刺術、絨毛吸取術提供羊水絨毛進行的羊水的生化分析、胎兒脫落細胞的細胞遺傳學檢查、分子遺傳學檢查。⑶產前診斷的適應癥。51第五十一頁，共81頁。思考題1.遺傳病實驗室檢查的主要方法有哪些?2.什么是產前診斷?其主要技術有哪些?3.產前診斷的指征有哪些?4.試述遺傳病主要診斷方法?5.何謂家系分析法及臨床應用注意事項?6.Southern印跡雜交技術的基本原理和步驟?7.目前產前診斷技術有哪些，各有何特點?8.基因診斷的基本原理，有何優點？52第五十二頁，共81頁。遺傳咨詢

GeneticCounseling

第十九章P244第五十三頁，共81頁。

遺傳咨詢（geneticcounselling）也為“遺傳商談”，它應用遺傳學和臨床醫學的基本原理和技術，與遺傳病患者及其親屬以及有關社會服務人員討論遺傳病的發病原因、遺傳方式、診斷、治療和預后等問題，解答來訪者所提出的有關遺傳學方面的問題，并在權衡對個人、家庭、社會的利弊的基礎上，給予婚姻、生育、防治、預防等方面的醫學指導。概述第五十四頁，共81頁。第一節遺傳咨詢的臨床基礎一、一些常見的遺傳咨詢問題

（一）遺傳咨詢的種類：

婚前咨詢產前咨詢一般咨詢

第五十五頁，共81頁。婚前咨詢

本人或對方家屬中的某種遺傳病對婚姻的影響及后代健康估測；男、女雙方有一定的親屬關系，能否結婚，如果結婚對后代的影響有多大；雙方中有一方患某種疾病，能否結婚，若結婚后是否傳給后代。56第五十六頁，共81頁。產前咨詢雙方中一方或家屬為遺傳病患者，生育子女是否會得病，得病機會大小；曾生育過遺傳病患兒，再妊娠是否會生育同樣患兒；雙方之一有致畸因素接觸史，會不會影響胎兒健康。

第五十七頁，共81頁。

一般咨詢本人有遺傳病家族史，這種病是否會累及本人或子女；習慣性流產是否有遺傳方面原因，多年不孕的原因及生育

指導；有致畸因素接觸史，是否會影響后代；某些畸形是否與遺傳有關；已診斷的遺傳病能否治療等等。第五十八頁，共81頁。

（二）遺傳咨詢門診和咨詢醫師：①對遺傳學的基本理論、原理、基本知識有全面的認識與理解；②掌握診斷各種遺傳病的基本技術；③能熟悉地運用遺傳學理論對各種遺傳病進行病因分析，確定遺傳方式，并能區分出是上代遺傳而來還是新產生的突變；④需要掌握某些遺傳病的群體資料，包括群體發病率，基因頻率、攜帶者頻率和突變率，才能正確估計復發風險；⑤對遺傳病患者及其家屬在咨詢商談的過程中熱情、耐心，具有同情心，進行詳細的檢查，正確的診斷，盡可能給予必要的診療。第五十九頁，共81頁。

（三）有一定條件的實驗室和輔助檢查手段：實驗室除一般醫院常規化驗外，還應有細胞遺傳學、生化遺傳學及分子遺傳學等方面的檢測。輔助性檢查手段包括X線、超聲診斷、心電圖、腦電圖、肌電圖、各種內窺鏡、造影技術、斷層掃描等。第六十頁，共81頁。

（四）有各種輔助性工作基礎：有各種輔助性工作基礎，例如病案的登記，特別是婚姻史、生育史、家族史（包括繪制系譜圖）的記錄和管理；產前診斷必需的絨毛、羊水，胎血采集技術的配合；以及處理階段所需的避孕、流產、絕育、人工受精等手段。第六十一頁，共81頁。二、遺傳咨詢的主要步驟（一）準確診斷

（二）確定遺傳方式

（三）對再發風險的估計

（四）提出對策和措施

（五）隨訪和擴大咨詢

第六十二頁，共81頁。（一）準確診斷

準確診斷疾病是遺傳咨詢的第一步，也是最基本和很重要的一步。遺傳病的診斷主要是通過病史、家族史的咨詢和調查來繪制系譜圖，再通過臨床診斷、染色體核型分析、生化與基因診斷、雜合子篩查、皮紋檢查及輔助性器械檢查等方法，盡力做出明確的診斷。63第六十三頁，共81頁。

（二）確定遺傳方式

大多數遺傳病的遺傳方式是已知的，故確定診斷后，隨之也就能了解該病的遺傳方式。

但對于有表型模擬和遺傳異質性的疾病，通過家系調查，分析遺傳方式，是遺傳咨詢中極為重要的不可缺少的步驟。第六十四頁，共81頁。

（三）對再發風險的估計

不同種類的遺傳病，其子代的再發風險率均有其各自獨特的規律，在明確診斷，確定遺傳方式以后，就可分別計算再發風險率。第六十五頁，共81頁。（四）提出對策和措施①產前診斷②冒險再次生育③不再生育④過繼或認領⑤人工受精⑥借卵懷胎第六十六頁，共81頁。（五）隨訪和擴大咨詢

為了確證咨詢者提供信息的可靠性，觀察遺傳咨詢的效果和總結經驗教訓，有時需要對咨詢者進行回訪，以便改進工作。在擴大的家庭遺傳咨詢（expandedfamilialgeneticcounseling）中，確認攜帶者是一個關鍵的問題，對XR病、染色體易位疾病的預防，更有決定性的作用。第六十七頁，共81頁。第二節

遺傳病的再發風險率的估計一、遺傳病再發風險率的一般估計

（一）染色體病染色體病一般均為散發性，因此再發風險率實際上就是群體發生率。

雙親之一為平衡易位攜帶者或嵌合體，子代就有較高的再發風險率。第六十八頁，共81頁。

（二）常染色體顯性遺傳AD

AD患者多為雜合子，AD遺傳子女的再發風險率為50％。但再發風險率估計時注意：外顯率新的突變第六十九頁，共81頁。

（三）常染色體隱性遺傳

AR

只有當父母雙方均為攜帶者時，子女才有25％的概率患病，如已生育一個或幾個患兒，再發風險仍為25％。一般在小家系中，呈散發性，大家系中可見到同時患病的同胞，患者的子女一般不發病，在少數情況下可能發病，取決于患者的配偶。第七十頁，共81頁。

（四）X連鎖隱性遺傳XR

女性雜合子是患者致病基因的主要來源，因此檢出雜合子，對于預防遺傳病的發生具有重要意義。

（五）X連鎖顯性遺傳XD

X連鎖顯性遺傳病較少見，發病率女性大于男性，但女性患者癥狀輕。第七十一頁，共81頁。

（六）多基因疾病

對于多基因病，一般采用經驗再發風險（empiricalrecur