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遗传与进化

华中师范大学

论文题目：

浅谈人类主要遗传病及治疗展望

年级:

2014

学号:

2014171527

姓名:

黄慧贞

专业:

生物学科教育

李登第遗传与进化

浅谈人类主要遗传病及治疗展望

黄慧贞2014171527老师：

李登第

摘要：

由于医学科学的发展和进步，一些人类后天的疾病基本上得以控制，而遗传病和先天畸形的发病率则逐渐提高，并逐渐显示出其重要性，要想提高人口素质，就要从控制和改变遗传因素的方面做起，了解遗传病的种类，发病原理，再利用现代的各种高新技术，找到和提出治疗的方法，如产前诊断、遗传工程等，从而达到预防和治疗遗传病的目的。

关键词：

遗传病；遗传因素；治疗展望

1.前言

到目前为止，我国的人口数字己越过13亿的大关，那么，在这么多人口的国家里，人口的素质就成了一个重要的问题，在近二三于年来，由于传染病，流行病与营养不良性疾病基本得以控制，遗传病与先天畸形的发病率则逐渐提高，其重要性越来越突出。

据国外的调查资料，在活产的婴儿中，患不同先天性疾病的约占5%，其分布是:

染色体病占0.5%，单基因病占1%，多基因病2-3%，其他的占0.5-1%，我国约每年出生1800万人口，则每年将出生90万遗传病患儿，其中不少是苯丙酮尿症，先天愚型。

此外，还可以通过一些数字说明这个问题:

1,10-15%的妊娠发生自发流产，在早期的自发流产中，约50%是染色体的畸变造成的。

2,发达国家的死亡婴儿有30%系遗传性疾病。

3、在北美大医院中的儿科病房，遗传病占住院患儿的20-30%。

我国虽尚无完整态的数据，但一些单位在新生儿普查中，所得数字与国外相同，可见，遗传病并非是罕见的疾病。

由于患者生活不能自理，或无有效的治疗方法，所以在精神上及经济上都将成为家庭与社会的沉重负担，也大大的影响我国的人口素质。

目前。

人类生存的环境受到日益严重的污染，从而增加了基因突变的可能性，也增加了群体的遗传负荷，因此，遗传病研究的重要性越来越显著。

人类遗传病就是由于遗传物质改变所致的疾病或缺陷，也就是说这种病是按一定的方式呈垂直传递的，现在发现遗传病有三四千种，包括基因病，染色体病及各种代谢缺陷型等，是医学遗传学和临床遗传学的主要研究内容，它除与遗传物质有关外，有的还与环境因素细胞质遗传等有关，不可截然分开而论。

2.基因病

包括单基因病与多基因病。

2.1单基因病

单基因病是指由1对等位基因控制的疾病或病理性状。

由于基因是位于染色体上，而染色体有常染色体和性染色体之分，基因也有显性基因与隐性基因之别，故位于不同染色体上的致病基因，其遗传方式是不同的，因此，单基因病中又可分出常染色体显性遗传病（如短指症等）、常染色体隐性遗传病（如白化病等）、x伴性显性遗传病（如抗维生素D缺乏病等）、x伴性隐性遗传病（如色盲等）、Y伴性遗传病（如耳廓长毛症等）等几类。

2.1.1常染色体显性遗传病

常见染色体显性遗传病的特点在于：

①患者双亲之一是患病的，患者同胞中约1/2也是发病的，而且男女机会均等。

②有连续性，往往几代中都有发现。

③双亲无病子女一般都无病。

在显性遗传病中，带有显性基因的杂合子有时出现不全的外显率，即在一部分杂合子中，由于内外环境的影响未能发病，如视网膜母细胞瘤。

另外，显性遗传病中还存在不同的表现度，即是指具有同一基因型的不同个体中，虽然都发病，但发病的严重程度有所不同，如并指。

显性遗传病中还存在早发的现象，即是指一些遗传病在连续几代的遗传中，发病的年龄提高而且发病的严重程度增加，如遗传性小脑性运动失调。

现在己知人类约有1460多种显性遗传病，例如软骨发育不全，家族性高胆固醇血症，多发性家族结肠息肉症，秃发，多指（趾），先天性肌强直等。

其遗传方式见图1

2.1.2常染色体隐性遗传病

隐性遗传病的特点是只有致病基因在纯合状态下才能发病，在杂合状态时（Aa）由于有正常基因A存在，所以致病基因不表现出来，但却是致病基因a的携带者，可将a传给后代。

其遗传方式见图2.

从上可以看出，患儿的父母虽都未发病，但是携带者，患儿同胞中1/4发病，未发病的同胞中有2/3是携带者。

隐性遗传病患儿的双亲往往是近亲婚配，因为在近亲婚配时，后代中的发病率高，为什么会如此呢?

这是因为近亲中可能具有一些相同的致病基因，而都是携带者之缘故，以表兄妹来说，由于它们之间有1/8的基因可能是相同的，由于致病基因是少见的，频率多为0.01-0.001，也就是说，50-500人中才有一个携带者，对一个人来说，只有1/50-1/500的可能性是携带者。

在随机婚配中，两个携带者相遇的可能性是（1/50）2-（1/500）2，如果是表兄妹婚配，由于他们

之间有1/8的可有具相同的基因，所以两个人都是携带者的可能性是（1/50-1/500）x1/8=1/400-1/4000，因此，在近亲婚配时，后代中隐性遗传病的发病率就显著增高了。

隐性遗传病由于致病的频率低，所以常常看不到家族的而是散发的，患者同胞只有1/4的可能发病，男女发病机会均等。

目前，己知有1070多种隐性遗传病，一些代谢性疾病多属此类，如糖原累积病I型（肝型）苯丙酮尿症，白化病，先天性聋哑症、先天性肌弛缓等.

2.1.3性染色体遗传病

一些遗传病的基因位于性染色体上，伴随性染色体而传递，叫做性染色体遗传病。

由于性染色体有X和Y两种染色体，一些遗传病基因位于X染色体上，Y染色体由于过于短小，没有相应的等位基因，因此，这些基因将随X染色体来传递，叫X连锁遗传或伴性遗传，也有一些基因位于Y染色体上，X染色体无相应的基因，叫Y连锁遗传。

2.1.3.1X连锁隐性遗传

决定这类病状的基因位于X染色体上，属于隐性，其遗传特点有:

1人群中男性患者多于女性患者，系谱中通常只有男性。

2双亲都无病时，儿子可能发病。

③交叉遗传。

这类遗传病常见的有红绿色盲和血友病。

如就红绿色盲来说，患者不能正确区分红色和绿色，这本来决定于X染色体上紧密相连的二对基因:

红色盲基因和绿色盲基因，但是一般多将它们综合在一起来考虑，由于男性只有一条X染色体，而Y染色体上无相应的等位基因，（这样称半合子），只要他的染色体上有一个致病基因，尽管是隐性的，也要发展成为红绿色盲，女性则有二条X染色体，但由于她还有一个正常显性基因，所以她并不发病而是携带者，必须有纯合的隐性致病基因，她才能发病，我国人群中，男性患者约占7%，女性约占0.5%，这里，可以看出男女发病率有显著的差异，这是具有X连锁隐性遗传的基础所致。

男性患者与正常女性婚配后，子代中男性正常，女性都是携带者，这里，男性的致病基因只能随着X染色体传给女儿，不能传给儿子，另外，女性携带者与男性婚配后，子代中男性将有1/2发病，女儿都不发病，但将有1/2是携带者，这里男性患者的致病基因是从母亲那传来，这二种情况，都属交叉遗传。

女性携带者如与男性患者婚配，子代中男性将有1/2发病，女性中有1/2为携带者，1/2将会发病，红绿色盲可能会遇到女性患者，由于红绿色盲的基因频率较高，而其他X连锁隐性遗传病，由于基因频率低，而且病情严重，男性患者般活不到生育年龄，所以就见不到男性患者了。

现在己知，人类约有190种左右X连锁隐性遗传病，如进行性肌营养不良。

2.1.3.2X连锁显性遗传

X连锁显性遗传是致病基因位于X染色体上，显性。

X连锁显性遗传的特点是

1患病男性将致病基因传给他的所有女儿，而不传给他的儿子.所以他的全部女儿都将发病，而儿子正常，这一点是与x连锁隐性遗传完全不同，患病女性一般都是杂合子，她将把致病基因分别传给她的一半儿女，所以她的儿女中，各有1/2发病。

2患者的双亲之一必有一个患病

3人群女性患者多于男性患者，但前者较轻

④连续几代遗传

人类的X连锁显性遗传病种类不多，己知一共仅10种左右，如抗VD性询楼病。

2.1.3.3Y连锁遗传

Y连锁遗传即是一些性状或疾病的基因位于Y染色体上，X染色体则无相应的等位基因，因此，这基因将随着Y染色体在上下代之间的传递，即父传子，子传孙，女性则无相应的性状或疾病，所以也叫全男性传递，在人类中，只有少数的几种性状的基因位于Y染色体上，如耳道多毛症，罕丸决定基因等。

2.2多基因病

多基因遗传病是在遗传因素和环境因素双重作用下发病，其中遗传因素所占的比重称为遗传度，遗传度越高表示遗传因素起的作用越大，反之，环境因素所起作用大，完全由遗传因素决定的非常罕见。

由多个基因与环境因子共同作用所引起的遗传性疾病。

它包括由一个主基因和其他基因加上环境因子共同作用所引起，以及由相当多的微效基因共同参与加上环境因子所引起。

其遗传方式复杂，很难在一个家族中确定正常个体和患病个体。

只有通过对大量病人进行研究后，方能确定遗传因子在多基因病发生中的作用。

临床常见的多基因病有：

消化性溃疡、原发性高血压、先天性心脏病、哮喘、精神分裂症、无脑儿、糖尿病以及先天畸形（唇腭裂、脊柱裂、无脑儿等）。

多基因病具有以下特点，

1多基因遗传变异的分布是连续的，只有一个众数，分布呈常态曲线状。

2不同民族多基因病的发病率不同。

3子代的性状介于二亲体之间。

④近亲婚配情况下，发病风险增高。

当家庭中有二个以上某种遗传病患者时一，复发风险将相应增高，

⑥根据群体发病率和遗传度可以估计发病风险

3.染色体病

染色体病是染色体遗传病的简称。

主要是因细胞中遗传物质的主要载体——染色体的数目或形态、结构异常引起的疾病。

通常分为常染色体病和性染色体病两大类。

常染色体病由常染色体异常引起，临床表现先天性智力低下、发育滞后及多发畸形。

性染色体病由性染色体异常引起，临床表现性发育不全、智力低下、多发畸形等。

在自然流产胎儿中有20～50%是由染色体异常所致；在新生活婴中染色体异常的发生率是0.5～1%。

染色体病患者通常缺乏生活自理能力，部分患者在幼年即夭折，所以，染色体病已成为临床遗传学的主要研究内容之一

3.1常染色体异常的疾病

常染色体异常包括数目和结构的改变，染色体的数目在正常人中为二倍体（23对，46条），如果有所改变，将成为非整倍体，如比二倍体多的叫超二倍体，比二倍体少的叫亚二倍体，超二倍体中，多出的一条染色体常构成一对染色体的三体型。

现在己知的几种常染色体病就是如此。

亚二倍体中，丢失的一条染色体常常构成某一对染色体的单体型，由于即使小的染色体上也载有很多重要的基因，所以，丢失一条染色体往往是致命的。

另外，也存在多倍体，如自然流产儿中就有一部分是三倍体（69）。

非整倍体一般都是由于减数分裂的误差，产生了不分裂或是有丝分裂中发生遗失所形成。

染色体结构异常种类很多，在临床上有重要意义的包括缺失，等臂染色体，环形染色体，易位等。

由于1～22号常染色体发生畸变引起的疾病，可分为单体综合征、三体综合征、部分单体综合征和部分三体综合征四类。

其中以三体综合征和部分三体综合征较为多见。

①三体综合征

某一号同源染色体的数目不是正常的两个而是三个、即细胞的染色体 总数为47的染色体病。

常见的三体综合征有21三体（唐氏综合征DownSyndrome）、18三体（爱德华氏综合征EdwardsSyndrome）和13三体（帕陶氏综合征PatauSyndrome），其中以21三体综合征最常见。

21三体综合征（又称先天愚型或唐氏综合征）的发生率在新生活婴中是0.7～1.5‰，核型多数为47，XX或XY,+21。

主要临床特征是智力低下，发育迟缓，宽眼距，外眦上斜，内眦赘皮，上腭弓高耸，新生儿可见第三囱门,常张口弄舌，掌纹呈通贯手和轴三叉（atd）夹角大于65，拇趾球区胫侧弓状纹，某些患者伴有先天性心脏病，男性患者常伴有单侧睾丸未降。

21三体综合征（DownSyndrome）少数是易位型三体（D,G易位或G,G易位）和嵌合型三体（如47,+21/46嵌合体）。

②部分三体综合征

由于某一常染色体的某一片段有三份而引起的染色体病，细胞染色体数是46或47。

这是比较多见的一类常染色体结构异常的综合征，1～22号染色体的部分三体综合征都有报道。

例如9p部分三体综合征，即在每一个体细胞中9号染色体短臂有三份的染色体病患者。

常见特征是小头，宽眼距，眼小而深陷，外眦下斜，斜视，大耳廓，短颈，漏斗胸，宽乳距，脊柱前凸或侧弯，性腺发育不良，长手掌，短中指骨，小而发育不良的指甲，中度智力障碍，通贯手，少数患者在幼年死亡，多数能活到成年。

③部分单体综合征

由于某一常染色体部分缺失而引起的染色体病，细胞染色体数46。

部分缺失可以是短臂部分缺失、长臂部分缺失或长短臂部分都有缺失而引起的环状染色体 （r）。

部分缺失综合征虽然发生率不高，但缺失种类繁多，临床症状也远比部分三体综合征严重，常于婴幼儿期夭折。

例如5p-综合征，即 5号染色体短臂部分缺失的综合征，又称猫叫综合征，患者临床特征主要是生长延缓，小头，婴儿期呈满月脸，宽眼距，内眦赘皮，外眦下斜，斜视，严重的智力障碍，婴儿期哭声酷似猫叫。

常伴有动脉导管未闭和免疫球蛋白缺乏，常早年夭折。

④单体综合征

某一号常染色体为单体性的染色体病，极少见，存活个体很少，大都于胎儿期死亡。

常见的有21单体和22单体。

3.2性染色体异常的疾病

性染色体病又称性染色体异常综合症，是指由性染色体（X或Y）的数目异常或结构畸变引起的疾病。

性染色体病有多种类型，但都有共同的临床特征，即性腺发育不全或两性畸形。

性染色体在男性与女性中有所不同，正常男性XY，正常女性有XX，然而有的人少或多一条或几条性染色体，性染色体异常必然会造成性腺发育的异常，影响性腺的发育，出现形形色色的染色体疾病，且对大脑及智力的发育也产生形响，包括有于几种综合症，如性腺发育不全症（Turne:

氏综合症），先天性罕丸不全或小罕丸症（Klinefolte:

氏综合症）,XYY综合症，XXX综合症，两性畸形等。

根据国内外系谱调查研究资料，新生的活婴中染色体数目异常所致的染色体病除少数类型（如47，XX或XY，+21；47，XYY）可以由亲本遗传外，大多数类型起源于亲本配子形成过程中的同源染色体或姊妹染色单体的不离开（如47,XXX；45，X；47，XXY等）或丢失（如45,X；45,XX或XY,-21；45,XX或XY,-22），也可起源于受精卵早期卵裂中的染色体不分离（如45，X/47，XXX等）或丢失（如45，X/46,XX等）。

一般认为不分离的发生与双亲的生育年龄、特别是母亲的生育年龄有关。

出生先天愚型患儿的比例在20岁的母亲中约1/2000，30岁的母亲中约1/1000，40岁的母亲中约1/100，在45岁以上的母亲中则高达1/50。

某些物理（如辐射）、生物（如病毒感染）、化学（如某些药物）等也是重要的因素。

结构畸变所致的染色体病同样可以起源于配子形成或合子早期卵裂过程中的，但也可以来自表型正常的易位型携带者亲本的遗传。

人群中发生平衡易位（包括相互易位和罗伯逊易位）携带者的比率约1/500，即大约250对随机婚配的夫妇中就有一个平衡易位携带者。

4.治疗展望

遗传症多无有效的治疗方法，但近几于年来由于医学遗传学、临床诊断学以及技术的迅速发展，对人类遗传症研究己取得许多可喜的成果，其中不仅弄清了一些遗传病的发展机制，而且也找到了治疗和预防遗传病的方法，因而，过去认为的坏治之症”的遗传病，有了治愈的可能。

我们知道，人体任何性状的形成都是通过一系列代谢过程来实现的，而代谢的每一步骤都要特定的酶来催化，所以某一基因发生突变后，则使该基因决定的酶缺乏，从而使催代过程发生混乱，正常的代谢过程受阻，直接或间接的影响机体器官，特别是脑子发育并造成机能障碍，同时一引发肌体出现各种临床症状。

因而，认识遗传病的发病过程，对遗传病的治疗和预防具有于分重要的意义。

现在从遗传病的发展过程来看可以分为四个水平即①基因水平。

②酶水平。

③代

谢水平。

④临床水平。

一般来说，遗传病发展到第四水平—临床水平时一，各种临床症状己经出现，机体的器官己经造成一定的损害，这时一，对己形成的遗传病，则无法预防，治疗也为时一太晚，所以，如能从第三，第二，甚至第一水平就能识别并控制这些致病因素或条件，进行预防和治疗，那显然是最理想的，现在由于分子遗传学和细胞培养技术的迅速发展，己使人们可以从酶水平和代谢水平上得到和作出正确的诊断，并提出一些治疗措施，基因水平上的研究也取得了一些进展，对此，现在生物学提出了优生工程、环境工程和遗传工程三个治疗方案。

4.1优生工程治疗方案

优生是指人类如何改善自身的身体素质并能健康的遗传，得到优良后代。

由此可见，优生关系到人口素质的提高，具有重要的生物学和社会学意义。

对遗传病来说，虽然现在己有了一些治疗方法，但关键问题还在于防止遗传病的产生，保证出生的都是正常婴儿，这就是属于优生方面的问题，要解决人口素质差的问题，要从多生好的、少生差的方面着手，在这方面，关键的是要做好遗传病的预防工作，目前国内外实行的禁止近亲结婚、婚前检查、适龄生育、产前诊断和选择性流产、遗产咨询等措施都属于这一范畴。

4.2环境工程治疗方案

环境工程就是在第二、三水平上作出确诊从而通过控制饮食或其他措施来调节代谢的平衡，达到治疗和预防遗传病的发生，它的前提要求对患者在出生前即子确诊（产前确诊），或患者-出现某种典型症状前即子确诊（症状前确诊），及时一采取适当的措施，以便有效的控制一些严重的甚至致命的遗传病的发生和进一步的恶化，主要有:

1、饮食控制疗法:

通过饮食的控制给子补充或限制某种代谢物的摄入以维持代谢的平衡。

2、药物治疗:

其原则是补缺去余以达到治疗目的。

3、手术方法:

通过手术，一方面是切除以防止恶性病变，另一方面通过手术对遗传缺陷进行矫形。

4,酶的补给:

补给患者所缺的酶。

5对症治疗:

如药物治疗。

这些治疗方法只能在一定的程度上使患者不表现遗传病的症状;即使表现型正常，但其致病基因仍传给后代。

4.3遗传工程治疗方案

遗传病治疗上应用的遗传工程又叫基因治疗，遗传工程不同于环境工程，它可以人为的改变突变的致病基因，从根本上消除遗传病。

基因治疗的目的是恢复致病基因的正常功能，理论上可通过两个最基本的策略达到，一是基因轻移，二是基因修饰。

现在这方面的研究是利用小鼠来进行的，己取得成功，但仍只是处于探索阶段，迄今尚未在临床上应用，同时一用基因治疗的病种还不太多，且需满足①DNA水平上的发病机理己经清楚。

②基因己经克隆③该基因正常表达的组织可能在体外操作或可在体外操作的组织中表达。

④只需要低水平的基因表达或表达水平水不需要严格调控，能同时满足的这几个条件的遗传病才能考虑给于基因治疗。

另外也还有许多难题摆在我们面前，如许多遗传病尚缺乏动物模型，基因导入技术有待于改善，导入基因表达水平的控制需要进一步的掌握等等。

同时一基因治疗还有个伦理学问题的考虑，此已经引起公众的广泛注意，一般认为体C治疗可以接受，而种子基因治疗则遭反对，比如什么情况下才能做临床试验，治疗什么疾病都是较为敏感的，像这一系列问题都有待于进一步研究。

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