文档介绍：第八章
基因诊断和基因治疗
基因致病类别
1、内源基因变异
结构改变(突变):生殖细胞-遗传病;体细胞-肿瘤、心血管疾病等
表达异常:肿瘤和其他疾病
2、外源基因侵入
例如:各种病原体感染人体细胞之后,其致病基因表达或与人体基因整合而引起代谢紊乱
在基因水平上研究疾病的病因和发病机制——发展起来的基因诊断和基因治疗
第一节基因诊断
基因诊断(gene diagnosis):是指应用分子生物学的技术和方法,直接检测内源基因结构及其表达是否异常,或者是否存在外源基因,从而对人体状态和疾病做出诊断
第四代现代医学诊断技术:形态学——生物化学——免疫学
诊断内容:遗传病(如镰贫)的基因异常分析、各种疾病(如心血管疾病)的生物学特性判断、传染病(如肝炎)的病原体诊断
检测物:DNA(内源基因结构或是否存在外源基因)和RNA(分析基因的结构和表达是否正常)
一、基因诊断的特点(以已知基因作为检测对象)
1、特异性强直接检测基因——确诊患者,发现携带者和易感个体
2、灵敏度高放大作用,用微量标本即可诊断。
3、早期诊断产前诊断和特定人群的大规模筛查
4、取样方便一般不受组织或时间限制
5、安全高效快速检测那些不能或不易安全地在体外培养的病原体(例如HPV、HIV),基因亚型分型
6、应用广泛内源基因和外源基因都可以检测:精确诊断疾病的内因或病原体,判断疾病的易感性、抗药性和发展阶段等,毛发、血渍和精斑的法医学鉴定
注意:
1. 基因诊断必须建立在临床一般检查的基础上,它必须是临床检查的第二步或第三步手段。(不是随便诊断)
2. 基因诊断是分子生物学和医学遗传学发展到今天人们的一种设想,现在逐步走向临床,变成现实。
3. 尽管实验研究和临床应用技术原理相同,但诊断对象是人的时候应该慎重!(不能乱诊断)
4. 同临床诊断一样,忌不独立思考,人云亦云
二、基因诊断的内容和技术
(一)基因诊断的分子基础
遗传病的特定基因通常存在结构变异(点突变、插入、缺失、重排或扩增等——DNA测序或多态性分析进行诊断
基因结构正常,表达异常——RNA的合成量异常或转录后加工异常——RNA进行定量分析、检测RNA转录合成缺陷、转录后加工缺陷、外显子变异等进行诊断
传染病的发生——病原体侵入、病原体基因表达的结果——可以通过设计病原体核酸探针、寻找病原体特异基因或特异序列进行诊断
(二)基因异常的直接诊断
直接诊断:检测与疾病有直接因果关系的致病基因,从而对疾病做出正确诊断
单一基因异常:LDL受体缺乏症、α1抗胰蛋白酶缺乏症、亨廷顿病、肌营养不良
必要条件:
①致病基因异常的确是导致疾病发生的根本原因
②定位已经明确
③异常结构或表达己经在分子水平上阐明
(三)基因异常的间接诊断
间接诊断,即分析与该致病基因关联的遗传标志,也称为基因连锁分析
基因连锁(gene linkage)是指在细胞分裂时,位于同一条染色体上的基因遗传给同一个子代细胞的现象
某种遗传病的家族,如果确定致病基因与某一特异性DN***段紧密连锁,就可以用该片段作为该遗传病的遗传标志,判断家族成员或胎儿是否为患者或携带者,从而采取应对措施,这就是间接诊断
条件:
①父母DNA样品可以获得
②子代有患病个体
(四)基因诊断的常用技术
1、核酸分子杂交技术
2、PCR技术
3、基因芯片技术
4、DNA测序
三、遗传病的基因诊断
(一)血红蛋白病
血红蛋白病是由于血红蛋白合成异常所致的遗传性血液病****惯上分为异常血红蛋白病和地中海贫血2类。
珠蛋白肽链结构的改变变导致主要功能部位氨基酸的置换,影响Hb的溶解度、稳定性及生物学功能。分子基础:单碱基替代,缺失、插入……
2. 地中海贫血(α地中海贫血和β地中海贫血)
是珠蛋白合成速率降低,导致链和非链合成的不平衡→多余的珠蛋白链沉积在Rbc膜上→改变了膜的通透性和硬度→导致溶血性贫血。