遗传性疾病的诊断及防治.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,*,*,*,遗传性疾病的诊断及防治,常规治疗包括：手术治疗、饮食、药物控制和物理疗法。近十年随着人们对遗传病发病机制的逐渐深入及分子生物学技术在医学中的广泛应用，使遗传病的治疗从常规治疗跨入了基因治疗，为根治遗传病带来了希望。,第一节 遗传病的治疗,第一节 遗传病的治疗,一、,手术治疗,二、,药物治疗,三、,饮食疗法,四、,基因治疗,一 手术治疗,1、,手术矫正畸形,2、,器官和组织移植,羊水中甲基丙二酸含量增高，胎儿可能患甲基丙二酸症，会引起新生儿发育迟缓和酸中毒，应在出生前和出生后给母体和患儿注射大量VB,12,。,羊水中T,3,增高，胎儿可能患甲状腺功能低下，给孕妇服用甲状腺素。,二 药物治疗,原则：补其所缺 去其所余,一、出生前治疗,患儿甲状腺功能低下，应给予甲状腺素终生服用，以防患儿智能和体格发育障碍。,二、症状前治疗,二 药物治疗,原则：,补其所缺 去其所余,一、出生前治疗,三、现症病人治疗,如乳酸尿症患者，机体内缺乏尿苷，引起贫血及体格和智能发育障碍，给予尿苷治疗，症状即可得到缓解。,二 药物治疗,原则：,补其所缺 去其所余,一、出生前治疗,二、症状前治疗,三 饮食疗法,原则：,禁其所忌,一、产前治疗（如半乳糖血症）,二、现症病人治疗（如苯丙酮尿症）,如苯丙酮尿症的发病机理是苯丙氨酸羟化酶缺陷，使苯丙氨酸和苯丙酮酸在体内堆积而致病，可出现患儿智力低下或成为白痴。可是如果诊断准确，在早期最好在出生后7-10天开始着手防治，在出生后3个月内，给患儿低苯丙氨酸饮食，如大米、大白菜、菠菜、马铃薯、羊肉等，则可促使婴儿正常生长发育。等到孩子长大上学时，再适当放宽对饮食的限制。,四 基因治疗,基因治疗(,gene therapy)：运用DNA重组技术设法修复患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的。,（一）,基因治疗的历史：,20世纪60年代，Lederberg提出基因治疗可能性的假设。,1968年Sambrook等通过乳头瘤病毒（papovavirus）进行了DNA整合和细胞转化的实验；Rogers等也作了病毒载体方面的初步尝试。,七十年代初，美国内科医生Stanfield Rogers首次尝试用基因疗法治疗精氨酸血症，但未获成功。,1980年美国加州大学落杉矶分校（UCLA）的Martin Cline尝试用基因疗法治疗两位地中海贫血患者，结果证明外源基因可以导入人的造血细胞，而且可以移植到病人自身体内重新增殖。,1989年美国FDA同意先将载体导入作为“基因标记”的临床试验,1990年FDA批准基因治疗的正式临床试验。,基因治疗正式应用于人类遗传病和癌症的首次临床实验：,French Anderson 用逆转录病毒介导的基因转移纠正T-淋巴细胞腺苷酸脱氨酶（ADA）缺乏:,Anderson于1990年进行了第一例应用腺苷脱氨酶基因（ADA），经反转录病毒导入人体自身T淋巴细胞，经扩增后输回患儿体内，获得了成功。患儿5年后体内10%造血细胞ADA基因呈阳性，除了还需应用部分剂量的ADA蛋白外，其他体征正常。这一成功标记着基因治疗的时代已经开始。,Steve Roserberg采用转导了肿瘤坏死因子基因的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)治疗晚期癌症。,取得一定程度的成功，从而引发了,基因治疗的狂热期,。从1990 1995年，就有 100多个临床方案经FDA批准进入临床实验。,1991年12月 我国复旦大学与长海医院合作进行世界上首次血友病B基因治疗临床试验。,1998年底 经各国政府批准的临床试验方案达329项,已有2,557名患者接受了正规的基因治疗。,1995年美国NIH对已实施的基因治疗临床试验进行了初步评估，发现一百几十个方案中确证有效的只有几个。,于是提出,当务之急是要加强基础研究，解决基因治疗中的关键问题，,从而使基因治疗的研究,从狂热转入了理性化的正常轨道,。,（二）基因治疗的策略,1、,基因修正,：,纠正突变基因,也就是在原位修复缺陷的基因，以达到治疗目的。这种方法为较理想的基因治疗策略，由于存在某些问题，目前正在努力之中。,直接疗法,2、基因替代：,以正常基因替代致病基因。导入外源正常基因，代替有缺陷的基因,对靶细胞而言，没有去除或修复有缺陷的基因。,是目前最常用的基因治疗策略。,间接疗法,（二）基因治疗的策略,3、,基因开放,：,重新开放已关闭的基因，促使与缺陷,基因有类似功能的基因表达，以代,替异常基因的表达。,4、,基因抑制,：,导入外源基因以抑制原有的有害基因,表达。,5、,基因封闭,：,反义RNA被称为基因封条，能封闭,mRNA，抑制基因表达。,（三）基因治疗的途径,就基因转移的受体细胞不同，基因治疗有两种途径：,1、生殖细胞基因治疗,2、体细胞基因治疗,生殖细胞基因治疗,：,理论上将正常细胞基因转移到患者的,生殖细胞（精细胞，卵细胞早期胚胎）,使其发育成正常个体。这是理想的治,疗方法，从根本上治疗遗传病，使其,有害基因不能在人群中播散。,（三）基因治疗的途径,体细胞基因治疗,：,是指将正常基因转移到体细胞，使,之表达，基因产物,使患者症状消失,或得到缓解,，以达到治疗的目的。,但有害基因能遗传给后代。,（,三）基因治疗的途径,（四）基因治疗的方法,（The methods of gene therapy）,实施基因治疗的第一个关键性步骤是基因转移,Gene转移方法,化学法：磷酸钙共沉淀、脂质体包埋等方法，,通过改变细胞膜的通透性及增加,DNA与细胞的吸附而实施基因转移,物理法：显微注射技术、电穿孔法、微粒子轰,击法。,生物法,：,病毒介导的基因转移,（1）化学法,磷酸钙沉淀法：,目的基因与磷酸钙等物质混合，形成沉淀的DNA,微细颗粒，易通过细胞膜进入细胞内，并整合到受,体细胞基因组中，在适当条件下得以表达。方法简,单，但转化效率低。,Ca2(PO4)2+DNA 混合微细颗粒,进入靶细胞,基因整合,(2)物理方法,1、,电穿孔法,（electroporotion）,将细胞至于高压脉冲电场中，通过电压,使细胞产生可逆性的穿孔。周围基质中,的DNA可渗进细胞，进而表达。,瞬间,细胞,细胞膜核膜通透性增加,高压脉冲,外源,DNA渗入细胞,基因表达,2、显微注射法（microinjection）,利用显微操作把目的基因直接注入靶细胞或,细胞核中。,3.,病毒介导基因内转移（Viral mediated transfer）,是通过病毒为载体（vector），将外源基因通过重组技术与病毒重组，然后去感染受体细胞。图：,感染细胞,重组病毒,（五）,基因治疗实例,1、T淋巴细胞为靶细胞的体外途径治疗,ADA缺乏症,腺苷酸脱氨酶(ADA)缺乏症是AR致死性疾病，患者由于ADA缺乏，脱氨腺苷酸增多，改变甲基化能力，产生毒性效应，使T淋巴细胞受损，导致严重的联合免疫缺陷症，引起反复感染，以致死亡。,ADA-Gene +vector（逆转录病毒）,重组分子 患者T Ly C IL-2刺激C分裂,导入,细胞生长分裂,10天,Gene表达,回输患儿体内,12月治疗一次10个月,患儿体内ADA水平达正常人的25%.,治疗后患儿T细胞数上升，细胞和体液免疫功能及临床症状明显改善，随访5年仍可在患儿体内的T细胞中测得转入的载体序列，其它免疫指标检测也证实其长期作用。,2、以造血干细胞为靶细胞的体外途径,2000年4月，法国科学家在Science上报导：从2名患有严重型免疫缺陷症的患儿,骨髓中抽取出造血干细胞,，以逆转录病毒为载体将正常基因导入造血干细胞中，然后回输给病孩。经过10个月的随访获得了较满意的效果，患儿的免疫系统达到正常水平。,干细胞水平的治疗方案不像成熟的T细胞那样需要反复回输，减少了患儿反复注射的痛苦，同时基因表达的水平也明显高于以前的方案。可见，干细胞水平基因治疗会成为今后发展的方向。,3、以皮肤成纤维细胞为靶细胞的体外途径,应用逆转录病毒载体转染血友病B患者的成纤维细胞，回植到患者皮下，使患者血浆中IX因子抗原活性升高1-2倍，并持续2年以上，鼻出血等症状有所好转，每年所需输血次数减少。,逆转录病毒载体+FcDNA,重组体,5 LTR F neo SV PSO LTR 3,导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）F表达；,导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）回植病人皮下F基因表达，F基表达水平达正常人的5%。,是我国基因治疗成功的例子。,1991年复旦大学首次进行乙型血友病的基因治疗，利用逆转录病毒转移因子的cDNA到体外培养的患者皮肤成纤维细胞中，再回植入患者皮下。,1.导入基因的持续表达,（六）、基因治疗中存在的问题及,对策,2.导入基因的高效表达,如何提高基因的持续高效表达，从下列,几方面考虑：,1、选择高效的基因转移方法；,2、选择适当的受体细胞（生命周期长的细胞）,3、选择适当的载体（能使Gnen高效表达,如慢病,毒载体）,1.导入基因的持续表达,（六）、基因治疗中存在的问题及,对策,2.导入基因的高效表达,3.安全性问题,Gelsinger,事件,1999年9月，一位18岁美国青年Jesse Gelsinger因一种在医学上称为鸟氨酸转氨甲酰酶不足症的罕见遗传性疾病而在美国宾夕法尼亚州大学人类基因治疗中心接受基因治疗时不幸死亡，,是美国首位明确由基因治疗导致丧生的患者。,2002年法国连续发现2名接受基因疗法的“气泡儿童”出现了类似白血病的症状。,美国2003年1月宣布：鉴于法国接受基因治疗的“气泡儿童”患上了白血病，该局决定暂停27项类似的基因治疗试验。,基因领域的专家仍然指出，基因治疗的好处远远大于其弊端，基因疗法对目前无法治愈的疾病的治疗提供了最大的希望。,值得提出的是，无论哪一种基因治疗目前都处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性，这是当前基因治疗的研究现状。可以说，在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。,1.导入基因的持续表达,（六）、基因治疗中存在的问题及,对策,2 导入基因的高效表达,安全性问题,Gelsinger,事件,基因,治疗与社会伦理道德,体细胞基因治疗符合伦理道德，没有争议。,生殖细胞基因治疗可能改变正常人的遗传,特征，存在某些争议。然而生殖细胞的基,因治疗又是一个不容回避的课题，因为它,比体细胞基因治疗更为彻底。所以，随着,分子生物学技术的发展，基因治疗技术的,成熟，将回答伦理道德方面的问题，消除,遗传及致癌方面的潜在危险，相信生殖细,胞的基因治疗将会被人们接受。,值得特别提出的是，在基因疗法还没有彻底研究出来的现阶段，遗传病中能够用上述几种简单方法进行治疗的，毕竟只是少数，而且这类治疗只有治标的作用，即所谓“表现型治疗”，只能消除一代人的病痛，而对致病基因本身却丝毫未触及。那些致病基因将一如即往，按照固有规律传递给患者的子孙后代。因此，对于大量无法根治的遗传病，应当采取积极措施，重点是预防遗传病的发生。,遗传病的预防主要注意下面几个环节：,一、环境保护,二、遗传携带者的检出,三、新生儿筛查,四、症状出现前预防,五、遗传咨询,第二节 遗传病的预防,第二节 遗传病的预防,遗传医学主要任务是预防和控制遗传病,在一些家庭内的发生和在群,体中的流行。,环境污染是导致遗传病发病率上升的主要原因。,一、环境保护,二、遗传携带者的检出,遗传携带者（genetic carrier）是指表型正常，,但带有,致病遗传物质的个体。,一般包括：隐生遗传杂合子；,显性遗传病的未显者；,表型尚正常的迟发外显者；,染色体平衡易位的个体,。,2、酶活性检查,：酶的活性的变化可使代谢过程发生紊乱，一,些先天性代谢病携带者外观正常，或无临床,发现，但其有关酶的活性多数为正常人的,50%左右。如能测得其量值，则对诊断处置,颇有意义。,3、耐量试验,：一些先天性代谢病携带者的有关酶的活性,异常 ，通过给予一定量的代谢负荷来观,察其活性程度，用血液中相应变化来测量。,如苯丙酮尿症携带者，可用苯丙氨酸耐量试验来检查其,对该物质的代谢状况，借以诊断。这很象用葡萄糖耐量试验,来诊断糖尿病一样。,4、还可以做其他一些生物化学检查来协助诊断。,如肝豆核变性携带者，血浆铜蓝蛋白下降，肝酮上升。,血友病,A,携带者的抗血友病球蛋白减少。,抗维生素,D,性佝偻病携带者血磷下降等。,中国有三个遗传病检测中心，分别在北京、上海和长沙，它们能对几十种遗传病作出产前诊断，提供酶缺陷、染色体、基因等疾病的产前诊断依据。,如能及时检出显性遗传病的携带者，预先控,制发病的诱因，可防止该病的发作。,及时检出人群中的致病基因携带者，并在检,出后进行积极的婚姻指导和生育指导，对预,防遗传病具有重要意义。,遗传病携带者检出的意义,三、新生儿筛查,新生儿筛查（neonatal screening）是出生后预防和治疗某些遗传病的有效方法。,新生儿疾病筛查是防治某些先天性代谢及内分泌疾病造成的儿童智力低下最有效的办法，可以检查出30多种遗传疾病。其中苯丙酮尿症、甲状腺功能减低症和听力障碍等就是最常见的出生缺陷。,苯丙酮尿症,发生,率全国为万分之一。患儿若能在出生1个月内服用一种低或无苯丙氨酸的特殊奶粉，一般不会出现智力损害。但如未经处理，95的患儿智力会呈重度或极重度损害。其筛查如同通过手指验血一样，在新生儿足跟取血测苯丙氨酸浓度便知是否患有苯丙酮尿症。,先天性甲状腺功能减低症,（,俗称“呆小病”）发生率为万分之五,是患儿在胎儿时期甲状腺不发育或发育不良，影响甲状腺激素的合成和分泌，从而影响患儿身高和智力发育。由于患儿在新生儿期没有特异性的临床表现，家长往往拒绝作新生儿疾病筛查。而一旦患儿出现眼距宽、塌鼻梁、躯干长、四肢短等临床症状后，即使再经治疗，智力低下也已无法挽回。其筛查也是在新生儿足跟取血，作甲状腺功能检查。此症患儿如及时服用甲状腺激素，就不会影响其生长发育。,四、症状出现前预防,有些遗传病常需在一定条件下才发病，例如家族性结肠息肉，在中年以前常无不适，但到40-50岁，则易发生癌变；大多数红细胞G6PD缺乏症患者在服用抗疟药、解热止痛剂或进食蚕豆等之后才发生溶血。对诸如此类的遗传病，若能在其典型症状出现之前尽早诊断，及时采取预防措施，则常可使患者终生保持表型正常。,群体普查,出生前预防,对发病率高、危害性大的遗传病进行群体普查（population screening）是症状出现前预防的重要手段。例如广东省蚕豆病研究协作组曾在兴宁县2个公社（乡）普查38000余人，查出G6PD缺乏者2000余人，于是把蚕豆病预防对象集中在这小部分人，收到了良好的效果。,出生前预防是症状,出现前预防的新进展，例如有人给临产前的孕妇服小量苯巴比妥以防新生儿高胆红素血症；给妊娠后期的母亲服维生素B2，防止隐性遗传型癫痫；对有半乳糖血症患儿的孕妇禁食含有乳糖的食品，11例患儿中10例未出现半乳糖血症症状。,遗传咨询（genetic counseling）是通过医生与咨询者共同商讨咨询者提出的各种遗传学问题和在医生指导下合理解决这些问题的全过程。,五、遗传咨询,（一）遗传咨询的对象：,1夫妇双方或家系成员患有某些遗传病或先天畸形者。,2曾生育过遗传病患儿的夫妇。,3.不明原因智力低下或先天畸形儿的父母。,4不明原因的反复流产或有死胎死产等情况的夫妇。,5.婚后多年不育的夫妇。,635岁以上的高龄孕妇。,7.,长期接触不良环境因素的育龄青年男女。,8.,孕期接触不良环境因素以及患有某些慢性病的孕妇。,9.,常规检查或常见遗传病筛查发现异常者。,10其他需要咨询的情况。,（二）,、遗传咨询程序,1、认真填写病历,2、必要体检：要有针对性,3、复发风险估计,4、商讨对策：考虑社会、家庭、个人要求，提,出多种方案供患者参考，不能强,加于人。,5、随访和扩大咨询：确认信息；观察效果；总,结经验。降低遗传病发病,率：家庭成员携带者的检,出。,六、关于,-,亚麻酸,轰动世界的,3,脂肪酸：,2004年美国华裔科学家、美国哈佛大学生物医学博士康景轩教授取得了一项世界级的重大突破：,采用基因工程技术，首次在哺乳动物体内成功合成,3,脂肪酸，改变了动物原来不能自主生产,3,脂肪酸而必须依赖食物供给的现实。,从而对哺乳动物尤其是人类的健康产生重大影响。,康景轩博士的成果于2004年2月5日发表在世界最权威的自然科学杂志上。,该杂志于2月4日举行了新闻发布会，向世界推介这一伟大成果，引起了世界性的轰动。,世界各大媒介包括纽约时报、华盛顿邮报、伦敦每日电讯、科学等三十多家报刊相继对这一科研成果进行了报道。,脂肪酸的分类,饱和脂肪,不饱和脂肪,根据多不饱和脂肪酸甲基端距最近的双键碳原子数的不同,将不饱和脂肪酸分为3个系列,以油酸为主的,-9,系列,以亚油酸、,-,亚麻酸、花生四烯酸为主的,-6,系列,以,-,亚麻酸、EPA、DHA,为主的,-3系,列,必需脂肪酸（EFA）,概念：动物不能合成或合成量少，不能满足动物需要的脂肪酸。,分子结构的特点,A.分子结构中有二乙烯基甲烷，有两个或两个以上双键,B.双健必须是顺式结构。,C.必须是,-6或-3系列,必需脂肪酸,植物体内多不饱和脂肪酸的合成是在单不饱和脂肪酸至甲基端的碳原子上脱氢而成，,动物则从双键至羧基端的碳原子上脱氢，即植物油可从油酸（,-9,）向亚油酸（,-6,）向,-,亚麻酸（,-3,）转变，动物则不能。,必需脂肪酸,哺乳动物缺乏在脂肪酸第九位碳原子向甲基端位置引入不饱和双键的去饱和酶，自身不能够合成亚油酸和-亚麻酸，必须从食物中获取，,只有亚油酸和-亚麻酸是人体真正必需脂肪酸,花生四烯酸和-亚麻油酸在动物体内虽可由特定的前体(亚油酸)合成，但合成过程中6去饱和步骤为限速反应，合成的量可能很少，故饲粮中的供应对动物大有好处。,已发现的必需脂肪酸,亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸,亚麻酸：结构,分子式：C,18,H,30,O,2,相对分子量：278,两种主要同分异构体：,-亚麻酸（-6系列）,-亚麻酸（-3系列）,分子中含有18个碳原子，3个双键,简称：十八碳三烯酸,亚麻酸：结构,-,亚麻酸的结构为顺,-3,，顺6，顺12,十八碳三烯酸,简记为,3、6、9,-18:3,-,亚麻酸的结构为顺,6,，顺,9,，顺12十八碳三烯酸,简记为,6,9,12,-18:3,二者属同分异构体，差异仅在于其中一个双键的位置不同,亚麻酸：结构,-亚麻酸（-3系列）,亚麻酸：结构,-亚麻酸属于,-3,系列，-亚麻酸属于,-6,系列,同属亚麻酸的-亚麻酸与-亚麻酸化学结构存在差异,导致两者在体内的代谢以及生理功能存在差异,亚麻酸：生理作用1,是机体细胞膜的重要构成成分,细胞膜是细胞结构及功能的重要亚细胞结构单位，具有极其重要的生理功能：控制电子的传递，调节营养物质进入细胞和细胞内废物排出。,细胞膜由双层类脂质组成，其构成成分中最多的也是最基本的成分是多不饱和脂肪酸，包括亚油酸、,-,亚麻酸、,-,亚麻酸、花生四烯酸、EPA、DHA等，,-亚麻酸、-亚麻酸是细胞膜的重要构成成分。,亚麻酸：生理作用2,-,亚麻酸是人类必需脂肪酸,是机体类二十烷合成的前体，广泛参与机体的代谢。,类二十烷是一系列结构类似的生物活性物质，包括前列腺素、白三烯和脂氧素。,EPA（二十碳五烯酸）在改变血浆和组织的脂肪酸组成的效力是,-,亚麻酸的4-5倍。,DHA（二十二碳六烯酸）竞争性抑制类二十烷的生成。,前列腺素有三大系列,系列1和系列2由-6系列的亚油酸和花生四烯酸衍生而来,系列3则由-3系列的-亚麻油酸和二十碳五烯酸(C20：5-3，EPA)衍生而来。,不同结构的前列腺素作用不同,如前列腺素PGE使支气管和血管扩张,有降血压作用,前列腺素PGF则使血管收缩,刺激子宫收缩和肠道蠕动。,亚麻酸：生理作用2,前列腺素对神经递质的活动有调节作用,PGE对大脑皮层有镇静作用,抑制肾上腺素引起的反应,PGF则与其相反,有促进的作用。,凝血恶烷进血小板的凝集,同时有使动脉收缩的作用,而环前列腺素则可使血管舒张。,白三烯可能是不同的过敏反应和炎症的介导物,当组织发炎时,白三烯浓度增加，可使平滑肌、冠状动脉、肺脉管收缩。白三烯尚可调控人类过敏反应中体液和细胞的组分,其效率比组胺高1000倍。,亚麻酸：生理作用2,亚麻酸：EPA、DHA合成的前体,-亚麻酸 6去饱和酶 18：4-3链加长酶 20：4-35去饱和酶,EPA,(20：5-3)前列腺素 链加长酶22：5-3 凝血素TAX3 4去饱和酶,DHA,(22：6-3)前列腺环素,-,亚麻酸的主要生理功能3,是维持大脑和神经系统所必需的因子，机体缺乏,-,亚麻酸，则大脑、视网膜等神经系统将发生异常障碍，因此,-,亚麻酸又被称为神经系统的必需脂肪酸；,具有抗血栓和降血脂作用；,能预防癌变和抑制肿瘤细胞转移；,抑制病态性病症；,长期食用能延长生命期。,亚麻酸的生物资源,-亚麻酸,生物资源,紫苏是现有已知植物中-亚麻酸含量最高的物种,含油量在45%-50%,-亚麻酸含量在60%左右,胡麻,又称为油用亚麻,胡麻籽含有35%以上,-亚麻酸含量在50%以上。,接骨木果实含油量为25%以上,-亚麻酸含量在39%左右。,狼籽草种子、马齿苋种子、紫草籽、黑加仑、紫花苜蓿、乌桕、亚麻乔、大麻子等也含有较多的-亚麻酸,