多基因疾病..ppt

第第 五五 章章多基因疾病的遗传多基因疾病的遗传单基因遗传病单基因遗传病（single-gene disorder，monogenic disorder）：）：如果一种疾病的发生主要受如果一种疾病的发生主要受一对一对等位基因等位基因控制，这对基因称控制，这对基因称为为主基因主基因，其导致的疾病称为，其导致的疾病称为单基因遗传病单基因遗传病。它们的传递方式遵。它们的传递方式遵循循孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律。复杂性状（复杂疾病）复杂性状（复杂疾病）多基因遗传（多基因遗传（polygenic inheritance）：）：性状或疾病的遗传方式取决于性状或疾病的遗传方式取决于两个以上两个以上微效基因微效基因的的累加作用累加作用，环，环境因素对性状境因素对性状的表现程度产生较大影响，这类性状或疾病的遗传的表现程度产生较大影响，这类性状或疾病的遗传方式称为方式称为多基因遗传多基因遗传，这类性状或疾病称为多基因性状，又称为，这类性状或疾病称为多基因性状，又称为多因子遗传。它们的传递方式多因子遗传。它们的传递方式不受孟德尔遗传规律制约不受孟德尔遗传规律制约。l 微效基因（微效基因（minor gene）在在多多基基因因性性状状中中，每每一一对对控控制制基基因因对对遗遗传传性性状状或或遗遗传传病病形形成成的的作作用用是是微微小小的的，故故称称为为微微效效基基因因。基基因因之之间间无无显显性性和和隐隐性性的区别，而是的区别，而是共显性共显性。l累加效应（累加效应（additive effect）若干对基因作用积累之后，可以形成一个若干对基因作用积累之后，可以形成一个明显明显的表型效应，的表型效应，称为累加效应。这些基因称为累加基因（称为累加效应。这些基因称为累加基因（additive gene）。）。l主基因主基因（major gene）在多基因遗传中，微效基因所发挥的作用不是等同的，可在多基因遗传中，微效基因所发挥的作用不是等同的，可能存在一些起主要作用的主基因，该基因对可以帮助我们了解能存在一些起主要作用的主基因，该基因对可以帮助我们了解多基因疾病的发生、诊断、治疗和预防。多基因疾病的发生、诊断、治疗和预防。l多基因遗传受环境因子的影响多基因遗传受环境因子的影响常见的多基因疾病常见的多基因疾病l近视近视l高血压高血压l糖尿病糖尿病l精神分裂症精神分裂症l哮喘哮喘l无脑儿无脑儿品种少，发病率高。品种少，发病率高。第一节第一节 数量性状的多基因遗传数量性状的多基因遗传l质量性状（质量性状（qualitative character）相对性状之间差别显著，常表现为有或无的变异，中间没有相对性状之间差别显著，常表现为有或无的变异，中间没有过渡类型，过渡类型，变异在一个群体中的分布是变异在一个群体中的分布是不连续不连续的，这样的性状称的，这样的性状称为质量性状。为质量性状。遗传基础是遗传基础是一对一对等位基因。等位基因。120 cm 165 cm aa AA或Aa垂体性侏儒和正常人的身高垂体性侏儒和正常人的身高一、数量性状与质量性状一、数量性状与质量性状亲代亲代 极高个体极高个体 极矮个体极矮个体 AABB AABB子子1代代 中等身高中等身高 AABB子子2代代ABABABABABAABBAABBAABBAABBABAABBAABBAABBAABBABAABBAABBAABBAABBABAABBAABBAABBAABB二、数量性状的多基因遗传二、数量性状的多基因遗传AABBAABBAABBAABBAABBAABBAABBAABBAABB1 ：4 ：6 ：4 ：1P P AABBCCAABBCC AABBCC AABBCCF F1 1 AAAAB BBBC CCCTotal Total 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 1 6 15 20 15 6 1 1 6 15 20 15 6 1F F F F2 2 2 2 ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCC AABBCC AABBCC AABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCC AABBCC AABBCC AABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCCAABBCC AABBCC AABBCC AABBCCAABBCCAABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC2020151515156 66 61 11 1 0 1 2 3 4 5 60 1 2 3 4 5 6高高高高矮矮矮矮三、多基因遗传的特点三、多基因遗传的特点 1、两两个个极极端端变变异异的的个个体体杂杂交交后后，子子1代代都都是是中中间间类类型型，由由于于受受环环境因素的影响，子境因素的影响，子1代也有一定的变异范围。代也有一定的变异范围。2、两两个个中中间间类类型型的的子子1代代个个体体杂杂交交后后，子子2代代大大部部分分也也是是中中间间类类型型，多对基因的分离和自由组合及环境因素的影响，变异范围更广泛。多对基因的分离和自由组合及环境因素的影响，变异范围更广泛。3、在在一一个个随随机机杂杂交交的的群群体体中中，变变异异范范围围很很广广泛泛，但但是是大大多多数数个个体体接接近近于于中中间间类类型型，极极端端变变异异的的个个体体很很少少。变变异异的的产产生生受受多多基基因因遗遗传基础和环境因素的影响。传基础和环境因素的影响。伊斯特伊斯特(East,E.M.1910)对玉米穗长遗传的研究对玉米穗长遗传的研究回归现象：回归现象：数量性状在遗传过程中，子代将向人群的平均值靠拢。数量性状在遗传过程中，子代将向人群的平均值靠拢。多基因表型：肤色多基因表型：肤色多基因表型：体重多基因表型：体重世界上最肥胖的少年世界上最肥胖的少年381公斤公斤 多基因表型：身高多基因表型：身高第二节第二节 多基因病的遗传多基因病的遗传 l易患性（易患性（liability）：）：在多基因遗传病发生中，在多基因遗传病发生中，遗传因素和环境因素遗传因素和环境因素共同作用决定一个个共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性称为易患性。即个体患多基因遗传病的风险，体患某种遗传病的可能性称为易患性。即个体患多基因遗传病的风险，其变异在群体中呈正态分布。其变异在群体中呈正态分布。一、易患性与发病阈值一、易患性与发病阈值l易感性（易感性（susceptibility）：）：易感性特指由易感性特指由遗传因素遗传因素决定的患病风险，仅代表个体所含有的决定的患病风险，仅代表个体所含有的遗传因素。但在遗传因素。但在一定一定的环境条件下，易感性高低可代表易患性高的环境条件下，易感性高低可代表易患性高低。低。l发病阈值发病阈值（threshold）：）：当一个个体当一个个体易患性易患性高到一定限度就可能发病。这种由易患性高到一定限度就可能发病。这种由易患性所导致的多基因遗传病发病所导致的多基因遗传病发病最低限度最低限度称为发病阈值。在一定环称为发病阈值。在一定环境条件下，为患病所需的最低的致病基因数量。境条件下，为患病所需的最低的致病基因数量。健康者健康者患病者患病者 一个个体的易患性是难以（几乎不可能准确）测定，只能一个个体的易患性是难以（几乎不可能准确）测定，只能依靠其婚后所生子女的发病情况做出粗略估计。一个群体中的依靠其婚后所生子女的发病情况做出粗略估计。一个群体中的全部个体的易患性全部个体的易患性 变异就像数量性状变异就像数量性状 一样，呈现一样，呈现正态分正态分 布布，易患性很高或，易患性很高或 很低的个体都很少，很低的个体都很少，大多数人接近平均大多数人接近平均 值。值。患病率患病率u 多基因病的易患性阈值与平均值距离越多基因病的易患性阈值与平均值距离越近近，表明群体易患性，表明群体易患性高高阈阈 值值低低，则群体发病率也越，则群体发病率也越高高。u 反之，两者距离越反之，两者距离越远远，表明群体易患性，表明群体易患性低低阈值阈值高高，则群体发病率，则群体发病率 也越也越低低。易易患患性性的的平平均均值值和和阈阈值值距距离离与与患患病病率率关关系系 u由患病率可估计群体的阈值与易患性平均值之间的距离，用标准由患病率可估计群体的阈值与易患性平均值之间的距离，用标准差做为衡量单位。差做为衡量单位。正态分布曲线中正态分布曲线中 与与 关系关系 如：冠心病的群体患病率为如：冠心病的群体患病率为2.32.5%，其阈值与易患性平，其阈值与易患性平均值距离约均值距离约2;先天性畸形足的群体患病率仅为先天性畸形足的群体患病率仅为0.13，其阈值与易患性平，其阈值与易患性平均值距离约均值距离约3。二、遗传度及其估算二、遗传度及其估算 l遗传度（遗传度（heritability）又称为遗传率，是在多基因疾病形成过程中，又称为遗传率，是在多基因疾病形成过程中，遗传因素即致病基因遗传因素即致病基因的贡献大小。一般用百分率的贡献大小。一般用百分率(%)来表示。来表示。一一种种遗遗传传病病如如果果完完全全由由遗遗传传基基础础决决定定，其其遗遗传传率率就就是是100%；一一些些多多基基因因病病中中，遗遗传传度度可可高高达达70%-80%，其其环环境境因因素素作作用用小小；而而遗遗传度越低（传度越低（30-40%），则环境因素的作用越大。），则环境因素的作用越大。唇裂唇裂 遗传度遗传度76%精精神神分分裂裂症症遗遗传传度度 80%遗传度遗传度(h2)的估算的估算不作要求不作要求应用应用 Falconer (1965)公式计算遗传率公式计算遗传率应用应用 Holzinger(1929)公式计算遗传率公式计算遗传率u环境因素作用较明显，又称多因子遗传病环境因素作用较明显，又称多因子遗传病多基因病的遗传特点多基因病的遗传特点:u发病率较高，多为常见病。发病率大多超过发病率较高，多为常见病。发病率大多超过1/1000u 有明显家族倾向，但不符合单基因病的遗传方式，患者同胞发病率有明显家族倾向，但不符合单基因病的遗传方式，患者同胞发病率常远低于单基因病常远低于单基因病(1/2,1/4)，为，为1-10%u 近亲婚配时子女发病风险增高，但不如常染色体隐性遗传那样显著。近亲婚配时子女发病风险增高，但不如常染色体隐性遗传那样显著。这可能与多基因的累加作用有关这可能与多基因的累加作用有关u 有些多基因病的发病率有种族差异有些多基因病的发病率有种族差异u 患者双亲、同胞、子女亲缘系数相同，发病风险相同患者双亲、同胞、子女亲缘系数相同，发病风险相同u 随着亲属级别降低，发病风险迅速下降随着亲属级别降低，发病风险迅速下降三、多基因遗传病发病风险的估计三、多基因遗传病发病风险的估计疾病名称疾病名称 发病率发病率 日本日本 美国美国脊柱裂脊柱裂 0.003 0.002 0.003 0.002 无脑儿无脑儿 0.006 0.005 0.006 0.005唇裂唇裂腭裂腭裂 0.003 0.0013 0.003 0.0013 先天性畸形足先天性畸形足 0.014 0.055 0.014 0.055先天性髋关节脱位先天性髋关节脱位 0.01 0.007 0.01 0.007某些多基因遗传病（畸形）的种族差异某些多基因遗传病（畸形）的种族差异(一一)多基因遗传病的发病风险与遗传率密切相关多基因遗传病的发病风险与遗传率密切相关 群体发病率群体发病率0.1%-1%遗传率遗传率70%-80%一级亲属发病率一级亲属发病率(f)=群体发病率群体发病率(P)如如：精精神神分分裂裂症症的的群群体体发发病病率率1%，遗遗传传率率80%，则则患患者者一一级亲属发病率级亲属发病率=1%=10%此时可用此时可用Edward公式公式估计发病风险估计发病风险:Edward公式不适合的情况：公式不适合的情况：遗传率遗传率 80%or 1%or 0.1%需查表计算。需查表计算。例如，原发性高血压的群例如，原发性高血压的群体发病率约为体发病率约为6%，遗传，遗传度为度为62，患者一级亲属，患者一级亲属的发病率从图中可看出为的发病率从图中可看出为16%，如果按公式，如果按公式 f p，0.0624.5，这，这时该公式就不再适用。时该公式就不再适用。（二）多基因病有家族聚集倾向（二）多基因病有家族聚集倾向患者亲属患病率高于群体患病率；而且随着亲属级别降低，发病患者亲属患病率高于群体患病率；而且随着亲属级别降低，发病风险迅速下降，向群体患病率靠拢。风险迅速下降，向群体患病率靠拢。多基因遗传病中亲属级别和患病率之间的关系多基因遗传病中亲属级别和患病率之间的关系人群人群马马蹄内翻足蹄内翻足唇裂唇裂腭裂腭裂先天性先天性髋髋关关节节脱位（女）脱位（女）先天性幽先天性幽门门狭窄狭窄（男）（男）一般群体一般群体0.0010.0010.0020.005单单卵双生卵双生0.3（300）0.4（400）0.4（200）0.4（80）一一级亲级亲属属0.025（25）0.04（40）0.05（25）0.05（10）二二级亲级亲属属0.005（5）0.007（7）0.006（3）0.025（5）三三级亲级亲属属0.002（2）0.003（3）0.004（2）0.0075（1.5）（三）家属中多基因病患者成员越多，再发风险越高。（三）家属中多基因病患者成员越多，再发风险越高。如：生育了一个唇裂患儿，再次生育的发病风险为如：生育了一个唇裂患儿，再次生育的发病风险为4%；如生育了两；如生育了两个唇裂患儿，再次生育的发病风险为个唇裂患儿，再次生育的发病风险为10%。双亲患病数双亲患病数012一般群体发病一般群体发病率（率（%）遗传率遗传率（%）患者同胞数患者同胞数患者同胞数患者同胞数患者同胞数患者同胞数0120120121.01001714112434636567801614818284147525014849151521260.11000.141151626626364800.131041423606162500.11313971115多基因病再发风险估计（多基因病再发风险估计（Smith表格）表格）（四）（四）患者病情越重，亲属发病风险越高。患者病情越重，亲属发病风险越高。基基因因的的累累加加效效应应：因因为为病病情情严严重重的的患患者者必必定定带带有有更更多多的的易易患患基基因因，其其父父母母也也会会带带有有较较多多的的易易患患基基因因使使易易患患性性更更接接近近阈阈值值。所所以，再次生育时的再发风险也相应地增高。以，再次生育时的再发风险也相应地增高。单侧唇裂，同胞的发病风险为单侧唇裂，同胞的发病风险为2.46%单侧唇裂单侧唇裂+腭裂，同胞的发病风险为腭裂，同胞的发病风险为4%双侧唇裂双侧唇裂+腭裂，同胞的发病风险为腭裂，同胞的发病风险为5.6%（五）发病率有性别差异时，发病率低的性别患者的亲属发病风险高。（五）发病率有性别差异时，发病率低的性别患者的亲属发病风险高。Carter 效应效应 群群体体中中患患病病率率较较低低但但阈阈值值较较高高性性别别的的先先证证者者，其其亲亲属属再再发发风风险险相相对对增增高高；相相反反，群群体体中中发发病病率率相相对对较较高高但但阈阈值值较较低低的的先先证证者者，其其亲亲属属再再发发风风险险相对较低。相对较低。Carter 效应效应阈值阈值 先天性幽门狭窄先天性幽门狭窄 先先天天性性幽幽门门狭狭窄窄，患患病病率率0.5%，患患病病率率0.1%。患患者者的的儿儿子子患患病病率率5.5%，女女儿儿患患病病率率2.4%；患患者者的的儿儿子子患患病病率率19.4%，女女儿儿患患病病率率7.3%。一、名词解释一、名词解释多基因遗传多基因遗传 易患性易患性 遗传度遗传度 卡特效应卡特效应二、简答题二、简答题1、试比较数量性状与质量性状的区别。、试比较数量性状与质量性状的区别。2、多基因病有哪些遗传特点？、多基因病有哪些遗传特点？