武艷旭

(西北民族大學(xué) 甘肅蘭州 730030)

人類之所以會(huì)患遺傳病,是因?yàn)閬碜愿阁w的精子在與來自母體的卵子相互結(jié)合,形成受精卵的過程中,受到父母雙方遺傳因素以及外界環(huán)境因素的影響,其遺傳因子發(fā)生了改變。這個(gè)受精卵個(gè)體遺傳了父母雙方所存在的一些優(yōu)良基因和缺陷基因(主要由基因突變或染色體不均等交換、插入、缺失造成),因此會(huì)使子代產(chǎn)生父母雙方的綜合遺傳性狀。遺傳病主要分為5類,其中單基因遺傳病(Monogenic Diseases)就有近7000種。我國是一個(gè)人口大國,單基因遺傳病在我國具有較高的發(fā)病率,達(dá)到萬分之一到十萬分之一,即每年有將近一千萬的發(fā)病人次[1]。

本文主要分析了來自父母雙方的受一對等位基因控制的單基因遺傳病的遺傳類型;單基因遺傳病的分子生物學(xué)及遺傳學(xué)快速、準(zhǔn)確檢測方法的應(yīng)用;以及該類型遺傳疾病的預(yù)防措施。僅為準(zhǔn)確、快速、高效的檢測、預(yù)防和治療單基因遺傳病提供參考。

1 單基因遺傳病的分類

1.1 常染色體顯性遺傳病

該類型單基因遺傳病為常染色體發(fā)生突變造成。由來自父母的生殖細(xì)胞常染色體發(fā)生突變,由父母雙方或一方遺傳給子代。該類型遺傳病為顯性遺傳病,即無論發(fā)病個(gè)體的致病基因是純合的,還是雜合的,都會(huì)使該個(gè)體產(chǎn)生病癥,因此該類型致病基因遺傳給子代的概率為50%。也就是說,子代中,男女發(fā)病比例為1:1。但根據(jù)系譜法分析,該類型疾病患者也具有少量的不規(guī)則外顯性和不規(guī)則顯性現(xiàn)象出現(xiàn)。常見的患病癥狀有先天性軟骨、成骨發(fā)育不全,多趾(指)、并趾(指),視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤,家族性高膽固醇等。

1.2 常染色體隱性遺傳病

常染色體隱性遺傳病只有當(dāng)致病基因?yàn)榧冸[性時(shí),它才能夠使該個(gè)體表現(xiàn)出發(fā)病癥狀。因此可知,只有當(dāng)父母都是具有隱性致病基因時(shí),他們的后代才能夠?yàn)榧冸[性個(gè)體。該類型疾病多發(fā)于近親婚育的后代,其子代發(fā)病率為25%。常見的病癥有先天性聾啞、半乳糖血癥、白化病等。

1.3 X染色體顯性遺傳病

該類型遺傳病的致病基因位于X染色體上,由此可知,女性患有該類型疾病的頻率要高于男性。但如若男性患有此病,那么患有該疾病的男性的所有女兒都將患有該病。該病具有交叉遺傳的特點(diǎn)。常見病癥有抗維生素D佝僂病等。

1.4 X染色體隱性遺傳病

該類型遺傳病的致病基因是位于X染色體上隱性遺傳病。由基因型分析可知,該類型疾病的患者都為男性,而女性則有可能是該隱性致病基因的攜帶者。因此患有該疾病的男性,最好與健康的女性婚育,這樣可降低后代男性的發(fā)病率。常見病癥有紅綠色盲、血友病等。

1.5 Y染色體連鎖遺傳病

Y染色體遺傳連鎖病的致病基因存在于Y染色體上。只有男性發(fā)病,表現(xiàn)為全男性遺傳的特點(diǎn)。常見的病癥有外耳道多毛等。

2 單基因遺傳病的分子生物學(xué)及遺傳學(xué)快速檢測方法的應(yīng)用

目前單基因遺傳疾病的分子生物學(xué)及遺傳學(xué)快速、準(zhǔn)確檢測方法主要有PCR(Polymerase Chain Reaction,PCR)技術(shù),基因芯片技術(shù),外顯子捕獲技術(shù)等[2]。

2.1 PCR技術(shù)在單基因遺傳疾病診斷上的應(yīng)用

單基因遺傳疾病診斷主要應(yīng)用的是PCR技術(shù),及PCR技術(shù)的衍生方法。如巢式PCR(Nested PCR),多重PCR(Multiplex PCR),熒光PCR(Fluorescemce PCR),逆轉(zhuǎn)錄PCR(Reverse transcription and polymerase chain reaction, RT-PCR)以及熒光定量PCR(Realtime fluorescence quantitative PCR,RTFQ PCR)等[3]。

各種PCR的應(yīng)用方法有差異,但歸根結(jié)底是為了能夠更好地、更精確地檢測到單基因遺傳病致病基因在染色體上的存在。如囊性纖維變性(Cystic fibrosis,CF)為常染色體隱性遺傳疾病,其被定為在染色體7d31處,可通過二重PCR的方法來來檢測該疾病基因的存在。除了PCR檢測技術(shù)在疾病診斷上的應(yīng)用,基因芯片技術(shù)以及外顯子捕獲技術(shù)近幾年也被廣泛的應(yīng)用與單基因遺傳疾病的診斷。

2.2 基因芯片技術(shù)及外顯子捕獲技術(shù)在單基因遺傳疾病診斷上的應(yīng)用

基因芯片技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型技術(shù),將其應(yīng)用于單基因遺傳疾病診斷上,有別于之前的PCR診斷方法。該方法具有高效、快速、自動(dòng)化的特點(diǎn)。其更適合應(yīng)用在單基因遺傳疾病診斷。通過將獲得的患者的DNA圖譜與正常人的DNA圖譜進(jìn)行比對,從而找到患者DNA圖譜上發(fā)生病變的基因[4]。如21三體綜合癥、Prader-Willi綜合癥等。

國際上首次應(yīng)用外顯子捕獲技術(shù)應(yīng)用于單基因遺傳疾病診斷,是2009年Ng等報(bào)道的導(dǎo)致米勒綜合癥的致病基因[5]。目前,已利用該技術(shù),檢測到10多個(gè)單基因遺傳疾病基因。

3 單基因遺傳疾病的預(yù)防措施

在單基因遺傳病的防治方面,目前主要有遺傳咨詢、婚姻指導(dǎo)及生育指導(dǎo)、新生兒篩查和遺傳攜帶者的檢出這幾個(gè)方面。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及生活水平的提高,單基因遺傳病都被人們所熟知,當(dāng)我們對單基因遺傳病做好檢測、防治時(shí),影響人類健康發(fā)展的有害因素就會(huì)被克服。

[1]王培林.遺傳病學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社,2000:145.

[2]陳國輝.產(chǎn)前遺傳病診斷.廣東科技出版社,2002:32.

[3]孔祥東,惠蓉.單基因遺傳病產(chǎn)前基因診斷進(jìn)展、困難與對策[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào) (醫(yī)學(xué)版),2008.

[4]Yoo SM, Choi JH, Lee SY, et al. Applications of DNA microarray in disease diagnostics [J]. J Microbiol Biotechnol, 2009, 19(7):635-646.

[5]Ng SB, Buckingham KJ, Lee C, et al. Exome sequencing identifies the cause of a mendelian disorder [J]. Nat Genet,2010,42(1):30-35.