疾病基因组学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,医学相关问题,结构基因组学,功能基因组学,蛋白质组学,基因组计划的应用,疾病基因组学,疾病的分子机制,疾病的分子诊断,疾病的分子治疗,疾病的分子机制,病原、病理和预后,疾病的易感性,遗传与环境的影响,分子诊断：疾病的预测,药物耐受性，疾病的分型。,分子治疗：药物靶,基因治疗,分子诊断,病原体检测,疾病相关基因的鉴定、克隆,药物的敏感性、耐受性,分子治疗,药物基因组学,基因靶标与药物开发,个性化治疗,Ignaz Semmelweis,18181865,匈牙利医学家,母亲的救星,发现了,产褥热,的病因，并采用防腐剂进行预防，取得显著效果,产褥热,主要病原菌：葡萄球菌，链球菌，大肠杆菌，肺炎双球菌,感染人的微生物超过,400,种，人一生可能受到,150,种以上的病原体感染,口、鼻、咽、消化道、泌尿生殖道、皮肤,自身免疫力,病原体致病性的强弱,侵入数量,大肠杆菌,.,禽流感病毒,(H5N1),avian influenza A virus,单链,RNA,病毒,8,节段,-ssRNA,血凝素（,HA,）,神经氨酸酶（,N),人类免疫缺陷病毒,(HIV),（,human Immunodeficiency virus,）,逆转录病毒（单链,RNA,病毒）,RNA,乙型肝炎病毒（,HBV,）,聚合酶,HBsAg,HBcAg,开环部分双链,DNA,病毒,乙型肝炎流行病学,HBsAg Epidemicity,8%and above=High,2%-8%=Intermediate,Below 2%=Low,乙肝病毒分型及,YMDD,突变临床检测,乙型病毒肝炎,-,由乙型肝炎病毒所引起的肝脏炎型损害，全球约有,3.5,亿乙肝病毒携带者，我国有,60,的人群感染过乙肝病毒（,HBV,），其中乙肝病毒携带者占总人口的,10,HBV 10,个亚型,国际公认的慢性乙肝抗病毒治疗药物：干扰素和核苷类药物，拉米夫定,YMDD,突变,Met-,A,T,G,YMDD,Val-,G,TG,YVDD,Ile-AT,T,AT,C,YIDD,AT,A,突变 影响了与拉米夫定的结合，造成,HBV,对拉米夫定敏感性下降。,拉米夫定治疗,HBV,感染治疗过程与,YMDD,变异关系,治疗过程,研究例数（例）,无变异,（,YMDD,）,变异,治疗前,139,106,（,76%,）,33,（,24%,）,9,个月,37,33,（,89%,）,4,（,11%,）,12,个月,37,25,（,67.5%,）,12,（,32.4%,）,18,个月,16,7,（,43.7%,）,9,（,56.3%,）,24,个月,12,4,（,33.3%,）,8,（,66.7%,）,引自,J Virol.Metods 1999,；,83,：,181-187,基因多位点检测,系统检测出野生毒株中共存的低滴定度,拉米夫定耐药病毒株,及时改变用药,-,阿地福韦,，减少有耐药性的病毒株引起症状恶化,back,人类疾病大致分为三类：,（一）单基因病,（二）多基因病,（三）获得性基因病,基因病：以基因组学为基础，从疾病 和健康的角度考虑，人类疾 病大多直接或间接地与基因 相关。,分子诊断技术,-,疾病相关基因的鉴定,疾病相关基因的鉴定与克隆,（一）检测人类基因变异或突变,（二）疾病时基因组差异表达分析,（三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆,取受检者血液、口腔黏膜或其它细胞样品,提取,DNA,、,PCR,扩增待测基因片段,确定待测基因的基因型,基因测序,SNP,分型,凝胶电泳,预测相应疾病的患病风险，分析不同药物体内代谢强弱,（一）检测人类基因变异或突变,单链构象多态性,(SSCP),限制性片段长度多态性,(RFLP),变性梯度电泳,(DGGE),单核苷酸多态性（,SNPs,）,等位型,1,等位型,2,单核苷酸多态性,（,single nucleotide polymorphism,SNP,）,在人类两个个体之间大约每,500,1000bp,就有一个碱基差异，如果一个碱基位置发生的变异在,0.1,以上的人群存在，这个位点就被定义为,SNP,位点。,寡核苷酸杂交分析,SNP,和等位基因特异寡核苷酸杂交,（二）疾病时基因组差异表达分析,某一疾病或综合征基因组与正常,基因组表达差异的比较。,DNA,芯片检测的差异表达谱,（三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆,疾病基因定位：,染色体原位杂交、染色体畸形分析、连锁分析,疾病相关基因的克隆：,已掌握疾病相关基因或及其产物的确切信息,已掌握与疾病可能相关的基因预测资料,对疾病相关基因毫无所知,疾病相关基因克隆策略：,功能基因克隆,候选基因克隆,定位基因克隆,定位,-,候选基因克隆,back,通过基因易感性的分析，确认特定疾病的好发性人群，对该人群进行生活或饮食方式的干预，促进其健康。,通过对药物代谢相关基因的,SNP,检测，阐明不同患者间药物代谢及药效差别的遗传基础，根据不同患者的遗传背景施以优化治疗方案,美国：药物副作用而入院的患者达,200,万人，因药物副作用而死亡的人数达,10,万,人，占死亡原因的第,4,位,心脑血管 疾病相关易感基因位点检测,高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率，发病率和死亡率高居首位，,36%,早预防、早发现、早治疗才是防止心血管疾病的关键,基因名称,基因型态,与疾病的相关性,血管紧张素转换酶,DD,型双链缺失,增加心肌梗塞和缺血性脑卒中的患病几率，造成原发性高血压的危险因素。,D,型单链缺失,增加心肌梗塞和缺血性脑卒中的患病几率。,血管紧张素原,TT,增加原发性高血压和冠心病的发病几率，,TT,并且能够进一步增加,ACE,的,DD,基因型携带者发生脑梗死的危险性。,TM,增加原发性高血压和冠心病的发病几率。,载脂蛋白,E,E2/E2,容易形成高血脂，也更可能患动脉粥样硬化等与高血脂相关的疾病。,E4/E4,可以大大提高血浆胆固醇水平增加患老年痴呆的几率。,第五因子,AA,携带者患静脉血栓的概率高。,AG,增加携带者患血栓病的发病几率。,脂蛋白脂酶,G280A,突变中的,AA,基因型,患动脉粥样硬化的几率升高。,A1127G,突变中的,GG,基因型,患高脂血症的风险增加。,心脑血管疾病遗传易感性多基因检测内容,1,、,胆固醇代谢能力,2,、,抗氧化能力,3,、,动脉粥样硬化,4,、,房颤,5,、,肥厚性心肌病,6,、,冠心病,7,、,老年性痴呆症,8,、脑梗塞,9,、,脑溢血,10,、,深静脉血栓,11,、,心肌梗塞,12,、,原发性高血压,个体化营养指导多基因检测内容,1,、对抗自由基,2,、过敏反应,3,、黄曲霉素代谢能力,4,、降压饮食,5,、酒精代谢能力,6,、铅中毒,7,、吸烟损伤,8,、维生素,D,利用能力,9,、叶酸、维生素,B,、,B12,10,、饮酒损伤,11,、紫外线损伤,肿瘤遗传易感性多基因检测内容,1,、,DNA,损伤修复能力,2,、,毒物激活能力,3,、,毒物代谢能力,4,、鼻咽癌,5,、大肠癌,6,、肺癌,7,、肝癌,8,、甲状腺癌,9,、膀胱癌,10,、肾癌,11,、食管癌,12,、胃癌,13,、胰腺癌,14,、前列腺癌,代谢与免疫相关疾病遗传易感性多基因检测内容,1,、低密度脂蛋白代谢能力,2,、钙磷代谢调节能力,3,、免疫调控,4,、胰岛素抵抗,5,、炎症反应,6,、能量代谢,7,、,型糖尿病,8,、单纯性肥胖,9,、多发性硬化,10,、高同型半胱氨酸血症,11,、高脂血症,12,、骨质疏松,13,、类风湿性关节炎,14,、贫血,15,、强直性脊柱炎,16,、全身炎症反应综合征,17,、支气管哮喘,18,、脂肪肝,个体化用药指导 多基因检测内容,1,、氨甲酰氮草,2,、苯妥英,3,、丙戊酸,4,、铂类化疗药物,5,、二氢氯噻,6,、氟尿嘧啶,7,、磺胺类药物,8,、甲氨蝶呤,9,、甲氧苄氨嘧啶,10,、咖啡因类药物,11,、泼尼松,12,、四氢氨基丫啶,13,、消胆胺,14,、硝酸甘油,15,、盐酸西布曲明,16,、异烟肼,基因组学与肿瘤病因学,致癌因子引起,DNA,损伤，可引起突变，,如果关键基因功能改变，导致细胞异常,增殖而发生肿瘤。,鉴定隐性癌基因（肿瘤抑制基因,anti-oncogenes,）和显性癌基因,oncogenes,Oncogenes,：,编码的产物与细胞的肿瘤性转化有关的基因。它以显性的方式作用，对细胞生长起阳性作用，并促进细胞转化。它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究,anti-oncogenes,：,抑制细胞增殖和肿瘤发生的作用。许多肿瘤中发现抑癌基因的两个等位基因缺失或失活，失去细胞增生的阴性调节因素，从而对肿瘤细胞的转化和异常增生起作用。隐性作用性质,抑癌基因失活与癌基因活化,制图策略，鉴定标志物,肿瘤基因组解剖工程，,基因重排常导致癌基因失活,cgap.nci.nih.gov/,分子诊断,-,临床诊断领域发展的热点，发展速度最快的市场,2010,年，全球体外诊断规模逾,400,亿美元；中国体外诊断市场,150,亿人民币,2014,年，全球的体外诊断市场规模预计达,500,亿美元，中国的体外诊断市场达到,350,亿元,美国、欧洲、日本占据大部分的市场份额,2009,年，分子诊断占体外诊断的,9.6%,左右,全球分子诊断发展速度达到,10%,；中国达,20%,，,分子诊断的应用,临床各科的诊断：肿瘤、感染、遗传，,74%,体检中心,技术服务中心,第三方检测机构,微生物的快速检测市场,2004,年，集中在传染病诊断、移植分子配型,2008,年，肿瘤敏感性检测、遗传病筛查与诊断,2012,年，肿瘤个性化治疗、昂贵药物治疗监测、药物代谢基因组学等,未来的发展趋势：,POC,检测、法医、人群健康筛查与体检、重大疾病预警与诊断、公众分子基因档案建立,全球约有,500,多家分子诊断相关企业,分子诊断技术提供商：,Life Technologies,、,Agilent,、,Affymetrix,、,Gen-Probe,；,设备提供商,BD,、,GE,、西门子、,Ortho Clinical Diagnostics,、生物梅里埃、希森美康、贝克曼库尔特；,药品提供商：,雅培,、罗氏、,拜耳,国内：达安基因、博奥生物、益生堂药业、匹基生物技术、厦门安普利、联合基因、上海浩源生物、杭州博赛、复星医药、华美生物等。,