产前诊断的医学遗传学基础
basis of medical Genetics for
prenantal diagnosis
复旦大学上海医学院 左 伋绪论
前言
医学遗传学的基本概念
遗传病
医学遗传学课程在医学教育中的地位前言
人的健康与疾病涉及到“环境与遗传”
前言
由环境因素直接导致的疾病前言
由遗传因素直接导致的疾病前言
由遗传因素直接导致的疾病前言
由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病前言
一般而言，遗传因素参与引起的疾病称为遗传病（ genetic disease）
以遗传病作为研究对象的学科称为医学遗传学
（ medical genetics）
医学遗传学的基本概念
人类遗传学 （ human genetics）
医学遗传学的基本概念
人类遗传学（ human genetics）
人类遗传学主要从人种和人类发展史的角度来已研究人的遗传性状，例如人体形态的测量以及人种的特征，同时广泛地研究形态结构、生理功能上的变异，例如毛发的颜色、耳的形状等。在临床上，
这些变异并不干扰或破坏正常的生命活动，其临床意义不大。
医学遗传学的基本概念
医学遗传学（ medical genetics）
是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系（包括诊断、治疗和预防）的一门综合性学科。
医学遗传学的基本概念
医学遗传学（ medical genetics）
医学遗传学的基本概念
临床遗传学（ clinical genetics）
侧重于遗传病的预防、诊断和治疗的领域。
医学遗传学的基本概念
临床遗传学
（ clinical genetics）
医学遗传学的基本概念
遗传医学（ genetic medicine）
在许多场合等同与临床遗传学。随着人类基因组研究的深入及其在临床上的应用，又出现了基因组医学（ genomic medicine），它侧重于疾病的分子（基因）诊断、分子（基因）治疗和分子（基因）预防（预测）。
遗传病
一、什么是遗传病？
按经典的概念，遗传病是其发生需要有一定的遗传基础，并通过这种遗传基础、按一定方式传于后代发育形成的疾病。而在现代医学中，遗传病的概念有所扩大，
遗传因素不仅仅是一些疾病的病因，也与环境因素一起在疾病的发生、发展及转归中起关键性作用。因此在了解医学遗传学时，既要把握经典的遗传病概念，也要对遗传病的新进展有所认识。
遗传病
二、遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性人类朊蛋白疾病
人类朊蛋白疾病（ human prion diseases）
遗传性、传染性疾病遗传病
三、人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
单基因病是疾病的发生是由“单”基因的突变所致。又包括 AD,AR,XD,XR
单基因病不多见，但由于其遗传性，危害很大表 一些常染色体显性遗传病举例疾病中文名称 疾病英文名称 OMIM 染色体定位家族性高胆固醇血症 familial hypercholesterolemia 143890 19p13.2
遗传性出血性毛细血管扩张 hemorrhagic telangiectasia 187300 9q34.1
遗传性球形红细胞症 elliptocytosis 130500 1p36.2-p34
急性间歇性卟淋症 porphyria,acute intermittent 176000 11q23.3
迟发性成骨发育不全症 osteogenesis imperfecta,type I 166200 17q21.31-q22
成年多囊肾病 polycystic kidney disease,adult 173900 16p13.3-p13.12
-珠蛋白生成障碍性贫血 alpha-thalassemias 141800 16pter-p13.3
短指（趾）症 A1型 brachydactyly,type A1 112500 2q35-q36
特发性肥大性主动脉瓣下狭窄 supravalvular aortic stenosis 185500 7q11.2
遗传性巨血小板病，肾炎和耳聋 Fechtner syndrome 153640 22q11.2
Noonan综合征 Noonan syndrome 1 163950 12q24.1
神经纤维瘤 neurofibromatosis,type I 162200 17q11.2
结节性脑硬化 tuberous sclerosis 191100 16p13.3,9q34
多发性家族性结肠息肉症 adenomatous polyposis of the colon 175100 5q21-q22
Peutz-Jeghers综合征 Peutz-Jeghers syndrome 175200 19p13.3
Von Willebrand病 Von Willebrand disease 193400 12p13.3
肌强直性营养不良 dystrophia myotonica 1 160900 19q13.2-q13.3
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
多基因病是有一定家族史、但没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征的一类疾病，如先天性畸形及若干人类常见病（高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年痴呆、癫痫、精神分裂症、类风湿关节炎、智能发育障碍等）。环境因素在这类疾病的发生中起不同程度的作用。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因结构或数量的变化，因此其对个体的危害往往大于单基因病和多基因病，其中最常见的染色体异常为 Down综合征。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
单基因病、多基因病和染色体病的遗传异常发生在人体所有细胞包括生殖细胞（精子和卵子）
的 DNA中，并能传递给下一代，而体细胞遗传病（ somatic cell genetic disorder）只在特异的体细胞中发生，体细胞基因突变是此类疾病发生的基础。这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、
自身免疫缺陷病以及衰老等。在经典的遗传病中，并不包括这一类疾病。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
线粒体是细胞内的一个重要细胞器，是除细胞核之外惟一含有 DNA的细胞器，具有自己的蛋白质翻译系统和遗传密码。线粒体遗传病就是由线粒体 DNA缺陷引起的疾病，包括 Leber遗传性视神经病等。
一些 mtDNA突变相关的疾病突变 相关基因 表型
nt-3243 tRNALeu(UUR) MELAS,PEO,NIDDM/耳聋
nt-3256 tRNALeu(UUR) PEO
nt-3271 tRNALeu(UUR) MELAS
nt-3303 tRNALeu(UUR) 心肌病
nt-3260 tRNALeu(UUR) 心肌病 /肌病
nt-4269 tRNAIle 心肌病
nt-5730 tRNAAsn 肌病 (PEO)
nt-8344 tRNALys MERRF
nt-8356 tRNALys MERRF/MELAS
nt-15990 tRNAPro 肌病
nt-8993 A6 NARP/LEIGH
nt-11778 ND4 LHON
nt-4160 ND1 LHON
nt-3460 ND1 LHON
nt-7444 COX1 LHON
nt-14484 ND6 LHON
nt-15257 Cyt6 LHON
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
遗传病患者（与非遗传病患者一样）在向医师主诉自己的病症时，只能说明其某些感觉上异常，而不能告诉医生自己什么基因有什么异常。因此，需要医师正确地区分患者所患疾病是不是一种遗传病。但这并不是一件轻而易举的事情，它不仅需要医师具有丰富的临床经验、全面的遗传学知识，还需要足够的实验室技术（包括分子诊断）来辅助诊断。近年来，计算机软件被开发用于遗传病的诊断，为医师确定患者所患疾病是否具有遗传性提供了有力的手段，从而使遗传病患者及亲属能得到有效的医学处理。
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
再发风险率（ recurrence risk）是遗传病在临床医学中常遇到的问题之一。所谓再发风险率，
是病人所患的遗传性疾病在家系亲属中再发生的风险率。
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
这里的负荷是指遗传病在群体中的严重程度，
通常用发生率来表示。发生率越高，群体中的遗传有害性越高，人类需要的对应措施越多，
也可以说是负荷也越大。
遗传性疾病的群体发生率疾 病 发生率（ %） 疾 病 发 生 率（ %）
单基因缺陷 多基因遗传病常显遗传病 0.14 先天性疾病 2.3
常隐遗传病 0.17 其他疾病 2.4
X连锁遗传病 0.05 小计 4.7
小计 0.36 尚未归类遗传病 0.12
染色体缺陷 0.19 总计 5.37
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
１．遗传性疾病的产前诊断问题。这包括：①产前诊断技术上的安全性；②产前诊断实施后对患病胎儿的医学措施的“合法性”、“合理性”、“可靠性”、“安全性”
等等。
２．遗传病的症状前诊断问题。这涉及：①是否有有效的医学措施使症状前患者免受“未来”疾病的困扰；②个人隐私问题。
３．基因诊断和基因治疗问题。这包括：①基因诊断、基因治疗在技术上的安全性问题；②诊断及治疗措施的
“合法性”、“合理性”等问题；③基因治疗措施对人类基因组的安全控制问题等等。
遗传病
五、遗传病的研究策略
（一）单基因病的研究
（二）多基因病的研究
（三）染色体病的研究医学遗传学课程在医学教育中的地位
基础医学与临床医学之间的桥梁课程
理论性、实验性、实习性课程
The End
basis of medical Genetics for
prenantal diagnosis
复旦大学上海医学院 左 伋绪论
前言
医学遗传学的基本概念
遗传病
医学遗传学课程在医学教育中的地位前言
人的健康与疾病涉及到“环境与遗传”
前言
由环境因素直接导致的疾病前言
由遗传因素直接导致的疾病前言
由遗传因素直接导致的疾病前言
由环境因素和遗传因素交互作用导致的疾病前言
一般而言，遗传因素参与引起的疾病称为遗传病（ genetic disease）
以遗传病作为研究对象的学科称为医学遗传学
（ medical genetics）
医学遗传学的基本概念
人类遗传学 （ human genetics）
医学遗传学的基本概念
人类遗传学（ human genetics）
人类遗传学主要从人种和人类发展史的角度来已研究人的遗传性状，例如人体形态的测量以及人种的特征，同时广泛地研究形态结构、生理功能上的变异，例如毛发的颜色、耳的形状等。在临床上，
这些变异并不干扰或破坏正常的生命活动，其临床意义不大。
医学遗传学的基本概念
医学遗传学（ medical genetics）
是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系（包括诊断、治疗和预防）的一门综合性学科。
医学遗传学的基本概念
医学遗传学（ medical genetics）
医学遗传学的基本概念
临床遗传学（ clinical genetics）
侧重于遗传病的预防、诊断和治疗的领域。
医学遗传学的基本概念
临床遗传学
（ clinical genetics）
医学遗传学的基本概念
遗传医学（ genetic medicine）
在许多场合等同与临床遗传学。随着人类基因组研究的深入及其在临床上的应用，又出现了基因组医学（ genomic medicine），它侧重于疾病的分子（基因）诊断、分子（基因）治疗和分子（基因）预防（预测）。
遗传病
一、什么是遗传病？
按经典的概念，遗传病是其发生需要有一定的遗传基础，并通过这种遗传基础、按一定方式传于后代发育形成的疾病。而在现代医学中，遗传病的概念有所扩大，
遗传因素不仅仅是一些疾病的病因，也与环境因素一起在疾病的发生、发展及转归中起关键性作用。因此在了解医学遗传学时，既要把握经典的遗传病概念，也要对遗传病的新进展有所认识。
遗传病
二、遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性遗传病
遗传病的特点
（一）遗传病的传播方式
（二）遗传病的数量分布
（三）遗传病的先天性
（四）遗传病的家族性
（五）遗传病的传染性人类朊蛋白疾病
人类朊蛋白疾病（ human prion diseases）
遗传性、传染性疾病遗传病
三、人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
单基因病是疾病的发生是由“单”基因的突变所致。又包括 AD,AR,XD,XR
单基因病不多见，但由于其遗传性，危害很大表 一些常染色体显性遗传病举例疾病中文名称 疾病英文名称 OMIM 染色体定位家族性高胆固醇血症 familial hypercholesterolemia 143890 19p13.2
遗传性出血性毛细血管扩张 hemorrhagic telangiectasia 187300 9q34.1
遗传性球形红细胞症 elliptocytosis 130500 1p36.2-p34
急性间歇性卟淋症 porphyria,acute intermittent 176000 11q23.3
迟发性成骨发育不全症 osteogenesis imperfecta,type I 166200 17q21.31-q22
成年多囊肾病 polycystic kidney disease,adult 173900 16p13.3-p13.12
-珠蛋白生成障碍性贫血 alpha-thalassemias 141800 16pter-p13.3
短指（趾）症 A1型 brachydactyly,type A1 112500 2q35-q36
特发性肥大性主动脉瓣下狭窄 supravalvular aortic stenosis 185500 7q11.2
遗传性巨血小板病，肾炎和耳聋 Fechtner syndrome 153640 22q11.2
Noonan综合征 Noonan syndrome 1 163950 12q24.1
神经纤维瘤 neurofibromatosis,type I 162200 17q11.2
结节性脑硬化 tuberous sclerosis 191100 16p13.3,9q34
多发性家族性结肠息肉症 adenomatous polyposis of the colon 175100 5q21-q22
Peutz-Jeghers综合征 Peutz-Jeghers syndrome 175200 19p13.3
Von Willebrand病 Von Willebrand disease 193400 12p13.3
肌强直性营养不良 dystrophia myotonica 1 160900 19q13.2-q13.3
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
多基因病是有一定家族史、但没有单基因性状遗传中所见到的系谱特征的一类疾病，如先天性畸形及若干人类常见病（高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年痴呆、癫痫、精神分裂症、类风湿关节炎、智能发育障碍等）。环境因素在这类疾病的发生中起不同程度的作用。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因结构或数量的变化，因此其对个体的危害往往大于单基因病和多基因病，其中最常见的染色体异常为 Down综合征。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
单基因病、多基因病和染色体病的遗传异常发生在人体所有细胞包括生殖细胞（精子和卵子）
的 DNA中，并能传递给下一代，而体细胞遗传病（ somatic cell genetic disorder）只在特异的体细胞中发生，体细胞基因突变是此类疾病发生的基础。这类疾病包括恶性肿瘤、白血病、
自身免疫缺陷病以及衰老等。在经典的遗传病中，并不包括这一类疾病。
遗传病
人类遗传病的分类
（一）单基因病
（二）多基因病
（三）染色体病
（四）体细胞遗传病
（五）线粒体遗传病
线粒体是细胞内的一个重要细胞器，是除细胞核之外惟一含有 DNA的细胞器，具有自己的蛋白质翻译系统和遗传密码。线粒体遗传病就是由线粒体 DNA缺陷引起的疾病，包括 Leber遗传性视神经病等。
一些 mtDNA突变相关的疾病突变 相关基因 表型
nt-3243 tRNALeu(UUR) MELAS,PEO,NIDDM/耳聋
nt-3256 tRNALeu(UUR) PEO
nt-3271 tRNALeu(UUR) MELAS
nt-3303 tRNALeu(UUR) 心肌病
nt-3260 tRNALeu(UUR) 心肌病 /肌病
nt-4269 tRNAIle 心肌病
nt-5730 tRNAAsn 肌病 (PEO)
nt-8344 tRNALys MERRF
nt-8356 tRNALys MERRF/MELAS
nt-15990 tRNAPro 肌病
nt-8993 A6 NARP/LEIGH
nt-11778 ND4 LHON
nt-4160 ND1 LHON
nt-3460 ND1 LHON
nt-7444 COX1 LHON
nt-14484 ND6 LHON
nt-15257 Cyt6 LHON
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
遗传病患者（与非遗传病患者一样）在向医师主诉自己的病症时，只能说明其某些感觉上异常，而不能告诉医生自己什么基因有什么异常。因此，需要医师正确地区分患者所患疾病是不是一种遗传病。但这并不是一件轻而易举的事情，它不仅需要医师具有丰富的临床经验、全面的遗传学知识，还需要足够的实验室技术（包括分子诊断）来辅助诊断。近年来，计算机软件被开发用于遗传病的诊断，为医师确定患者所患疾病是否具有遗传性提供了有力的手段，从而使遗传病患者及亲属能得到有效的医学处理。
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
再发风险率（ recurrence risk）是遗传病在临床医学中常遇到的问题之一。所谓再发风险率，
是病人所患的遗传性疾病在家系亲属中再发生的风险率。
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
这里的负荷是指遗传病在群体中的严重程度，
通常用发生率来表示。发生率越高，群体中的遗传有害性越高，人类需要的对应措施越多，
也可以说是负荷也越大。
遗传性疾病的群体发生率疾 病 发生率（ %） 疾 病 发 生 率（ %）
单基因缺陷 多基因遗传病常显遗传病 0.14 先天性疾病 2.3
常隐遗传病 0.17 其他疾病 2.4
X连锁遗传病 0.05 小计 4.7
小计 0.36 尚未归类遗传病 0.12
染色体缺陷 0.19 总计 5.37
遗传病
四、遗传病在临床实践中的一些问题
（一）医生如何确定患者所患疾病是否有遗传性
（二）再发风险率
（三）遗传性疾病的群体负荷
（四）遗传病与医学伦理
１．遗传性疾病的产前诊断问题。这包括：①产前诊断技术上的安全性；②产前诊断实施后对患病胎儿的医学措施的“合法性”、“合理性”、“可靠性”、“安全性”
等等。
２．遗传病的症状前诊断问题。这涉及：①是否有有效的医学措施使症状前患者免受“未来”疾病的困扰；②个人隐私问题。
３．基因诊断和基因治疗问题。这包括：①基因诊断、基因治疗在技术上的安全性问题；②诊断及治疗措施的
“合法性”、“合理性”等问题；③基因治疗措施对人类基因组的安全控制问题等等。
遗传病
五、遗传病的研究策略
（一）单基因病的研究
（二）多基因病的研究
（三）染色体病的研究医学遗传学课程在医学教育中的地位
基础医学与临床医学之间的桥梁课程
理论性、实验性、实习性课程
The End
