综述单基因病的基因诊断与治疗姚春艳综述府伟灵审校(第三军医大学附属西南医院检验科,重庆400038)摘要:随着人类基因组计划的开展,与基因相关的疾病引起了广泛重视,可以期望通过测定人类基因组内特定的DNA变异来诊断、预测、预防和治疗疾病。本文综述了单基因疾病的诊断、治疗及遗传研究领域的现状。关键词:单基因病;基因诊断;基因治疗中图分类号:R45419文献标识码:A文章编号:1006-3730(2002)05-0299-03十年前,只有极少数引起人类遗传紊乱的基因能够得以认定;而今天,至少有由600余种不同的基因引起的12000种不同突变被确定,这个数目还在快速增长[1]。在今后的几年内80000多种人类基因将被确定,这必将增加我们对疾病与基因关系的理解,不仅是相对罕见的单基因疾病,也包括如动脉粥样硬化、血栓形成、早老性痴呆等多基因病。单基因病(monogenicdisorders)即与具高度外显率的罕见单个基因的突变有关的疾病,如罕见的酶缺陷疾病,呈孟德尔式的单基因遗传,又称孟德尔疾病。多基因病则指由多个基因共同参与作用,再加上环境因素的影响所引起的遗传性疾病,呈多基因遗传。这些疾病的发生均与基因的突变有关,尽管这些疾病基因的突发频率在人群中非常低,但数千种疾病基因的累积频率就构成了非常明显的健康负担。因此对这些疾病的基因诊断与治疗就具有非常重要的意义。1单基因病的遗传分型根据单基因病致病基因的位置和特征,其遗传方式主要分为以下几种:(1)常染色体显性遗传,常见疾病有Huntington病、遗传性共济失调Ñ、Ó型、强直性肌营养不良等。(2)常染色体隐性遗传,常见疾病有肝豆状核变性、脊肌萎缩症、Friedreich共济失调等。(3)X连锁显性遗传,常见疾病有抗维生素D佝偻病、色素失禁症、甲状腺结合球蛋白缺乏症(升高症)、低磷酸盐血症等。(4)X连锁隐性遗传,常见疾病有假肥大型肌营养不良、Kennedy病、Lesch-Nyhan综合征、血友病A、B等。(5)Y连锁遗传,常见疾病有外耳道多毛症。2基因诊断的常用技术为遗传疾病提供基因诊断只有二十余年时间。开始是在少数的实验室开展,而目前已成为一项成熟的日常工作,正是高速发展的基因疾病的发现以及特殊DNA检测技术的发展使这种转变成为可能[2]。其常用技术包括:211核酸杂交技术主要有斑点杂交(DotHybridization)、DNA转印(SouthernBlot)、RNA转印(NorthernBlot)、原位杂交(insituhybridization)等,其主要原理是利用核酸分子变性与复性的理化性质。主要步骤为探针制备(包括基因克隆、核酸标记),核酸纯化,内切酶消化,核酸电泳,转移,杂交,自显影或显色等。由于操作复杂,费时,基因克隆难度较大,实验成本较高,故临床推广尚有困难。212核酸扩增技术主要指多聚酶链反应(polymerasechainreaction,PCR),PCR技术因操作简便,快速,灵敏度高,特异性好等,成为医学实验室接受最快,应用最多的分子生物学技术之一。现已有多重PCR、巢式PCR、二次PCR、逆转录PCR、夹心PCR等十几种技术,可用于基因克隆,探针制备,DNA序列分析等。其主要原理为在了解DNA一级结构基础上设计引物,DNA多聚酶可识别并结合引物,以单链DNA为模板,dNTP为底物,合成其互补链。通过反复变性,反复合成互补链的过程,达到DNA扩增的目的。213基因分析基因分析是限制性内切酶、核酸电泳、转印技术、探针)杂交技术的综合应用,多用于临床遗传性疾病的基因诊断。对已明确的遗传缺陷基因,可将纯化的正常人和病人DNA,同时用限制性内切酶切成片段,经电泳分离、转印、探针杂交等找到目的基因。对原发基因缺陷尚不清楚者,可用核酸限制性片段长度多态性(RFLP)分析,RFLP指同源染色体等位基因中限制性内切酶的切点改变,造成切出片段的差异(限制性片段长度多态性),这种切点处碱基突变,不影响该处的基因功能,但RFLP可能与致病基因有连锁关系,用于基因缺陷性遗传病的间接诊断。214基因芯片技术基因芯片技术是近年来迅速发展起来的一项重要的DNA分析技术,它将核酸样品制备、核酸扩增和定性定量检测等一系列繁复的过程连续化和微型化,使其高度集中在一块数英寸大的固相支持物上,用于进行基因表达和突变的检测及DNA序列分析,可极大地提高DNA分析速度和简化其分析过程。基因芯片具有下列显著的优点:(1)实现分析过程的高度自动化,提高...
