识别疾病遗传基础的方法

四、识别疾病遗传基础的方法

医学遗传学广泛地采用了形态学、生物化学、免疫学、生物统计学等研究技术。这里主要介绍对于一些病因不明的疾病,怎样识别其遗传基础。

1.群体普查法 采用高效、简便、准确的方法,对某一人群进行某种疾病的普查。这种普查需要在一般人群和特定人群(患者及其家属)中进行,通过患者亲属的发病率与一般群体的发病率的比较,来确定该病是否与遗传有关,如果发现患者亲属的发病率明显高于一般人群,而且一级亲属(父母、同胞、子女)的发病率大于二级亲属(祖父母、外祖父母、叔、伯、姑、舅、姨、侄)的发病率,二级亲属发病率大于一般群体发病率,而且,有特定的发病年龄,则表明不同的遗传继承关系影响该病的发生。为了排除环境因素影响的可能性,可以将血缘亲属与非血缘亲属加以比较,如果,血缘亲属发病率高于非血缘亲属发病率,则可初步确定该病有遗传基础。

2.系谱分析法 系谱(pedigree)是指在详细调查某种遗传病患者家族中各成员的发病情况后,按照一定的形式,绘制成的一个图解。根据这个图解分析家族遗传病的传递方式的方法称为系谱分析法。如果,对该病的几个系谱进行分析,无法确认为单基因病中的何种类型,就要考虑为多基因遗传了。对比某种病的患者一级亲属的发病率和一般群体的发病率,如果符合Edward公式,则可认为,这种病有多基因遗传的基础。系谱分析不仅可以辨别单基因病或多基因病,确定其遗传方式,而且对开展遗传咨询及产前诊断等都有重要意义。

3.双生子法 双生子分两种,一种称为单卵双生或同卵双生(monozygotic twin,MZ),是指受精卵在第一次卵裂后,每个子细胞各发育成一个胚胎,因此,他们的性别相同,遗传特征及表型特征也基本相同;另一种称为双卵双生或异卵双生(dizygotic twin,DZ),来源于两个卵子分别与两个精子受精而发育成的胚胎,因此,他们的性别不一定相同,遗传特征及表型特征仅有某些相似。对比MZ和DZ疾病发病一致性(concordance)的差异就可以估计出某种疾病是否有遗传基础。发病的一致性是指双生子中一个患某种疾病,另一个也患有同样的疾病。如果,MZ的一致性高于DZ的一致性,就表示这种病与遗传有关,如果,两者差异不显著,则表明遗传对这种病的发病不起作用。如果,有了一定的数据,按下列公式即可求遗传率:

H2=CMZ-CDZ/1-CDZ

上式中,H2表示遗传率;CMZ表示单卵双生子发病一致性;CDZ表示双卵双生子一致性。

举例:经统计,双卵双生子中,原发性癫痫的MZ一致率为60.1%,DZ一致率为9.4%,代入上述公式,即求出遗传率。(https://www.daowen.com)

H2=1.601-0.094/1-0.094=56%

经计算,原发性癫痫的遗传率为56%,这说明此病有遗传基础。现已确定为遗传病。

4.种族差异比较 种族是在繁殖上相对隔离的群体,也是地理和文化上相对隔离的人群。各种族的基因库(群体中包含的总的遗传信息)彼此不同。世界上主要的人种有6种,即:高加索人(白种人);黑种人;亚洲蒙古种人;美洲印第安人;澳大利亚人;巴斯克人(西班牙及法国南部)。每一种族还可分为若干亚种。不同种族不仅在肤色、发型、发色、虹膜颜色、颧骨外形、身材等外部形态各不相同,而且,血型、组织相容性抗原(HLA)类型、血清型、同工酶等方面也有显著差异,这说明这些差异有遗传基础。如果,某种疾病在不同种族中的发病率有显著差异,那么,就应该考虑此病有遗传基础。例如,中国人的鼻咽癌发病率在世界上居首位。在中国出生侨居美国的华裔鼻咽癌发病率比当地美国人高34倍。

5.疾病分析法 是指对待比较复杂的疾病,特别是其发病机制尚未完全弄清的疾病,如果,需要研究其有无遗传基础,可以把该病“拆开”,对某一发病环节(组分)进行单独的遗传学研究,如果,研究证明这一疾病的某一组分受遗传控制,则可认为此病有遗传基础。例如,冠心病是一种比较复杂的疾病。高血脂是其发病的一个环节,即组分之一。已知家族性高胆固醇血症是常染色体显性遗传病。因此,可以认为冠心病有遗传基础。

6.关联分析法 关联(association)是指两种遗传上独立的性状非随机的同时出现,而且,并非有连锁关系。如果,其中的一种性状决定于染色体上某个基因座位的等位基因,就可以作为遗传标记(genetic marker)来检测另一种性状是否与它关联,如果有关联,那么,则表明后一种性状也有遗传基础。例如,HLA-B8是位于6P21.3的由单基因决定的抗原,在正常人群中的检出率仅为1%,但在慢性活动性肝炎患者中的检出率大于20%,这表明,HLA-B8与慢性活动性肝炎之间有关联,即慢性活动性肝炎有遗传基础。

7.染色体分析法 染色体分析又称核型分析。一个体细胞的全部染色体所构成的图像叫核型(karyotype)。按照一定的体制配对、排列后,分析确定是否与正常核型完全一致的过程叫核型分析。核型分析是确定人类性别和染色体病的主要方法。这对于一些多发性畸形、体格和智能发育不全或者是怀孕早期有反复流产的妇女,如果,怀疑其有染色体改变,通过染色体分析法就可以确认是否有染色体异常的病因。

8.基因分析法 又称基因诊断(gene diagnosis),是利用DNA分析技术直接从基因水平检测遗传病的基因缺陷。这一诊断方法不仅可以对患者,还可以在发病前作出基因诊断,也可以对有遗传病风险的胎儿作出生前的基因诊断。此外,基因诊断不受基因表达的时空限制。这一技术还可以有效地检出携带者。因此,近年来这一技术日新月异地迅速发展起来了,随着人类基因组计划的实现,基因诊断技术在医学遗传学中必然发挥越来越大的作用。