遗传学-2010-13-基因诊断

第七章第七章 基因诊断基因诊断第一节第一节 基因基因- -定位定位- -突变检测突变检测第二节第二节 基因诊断基因诊断第七章第七章 基因诊断基因诊断病例病例 小英是一位小英是一位2222岁的充满青春活力的少女，今年要大学岁的充满青春活力的少女，今年要大学毕业了。由于全球金融危机，要获得一份理想的工作不容毕业了。由于全球金融危机，要获得一份理想的工作不容易，因此决定考研。平时喜欢睡懒觉的她制定了一个学习易，因此决定考研。平时喜欢睡懒觉的她制定了一个学习计划，即每天计划，即每天6 6点起床学习英语，为了能按时起床，将闹点起床学习英语，为了能按时起床，将闹钟设定在钟设定在6 6点。不幸的是在第一次被闹钟惊醒后发生了晕点。不幸的是在第一次被闹钟惊醒后发生了晕厥，其后又发生了多次类似的晕厥。同时，小英发现周围厥，其后又发生了多次类似的晕厥。同时，小英发现周围的同学也在努力学习，准备考研，因此心理压力增加，多的同学也在努力学习，准备考研，因此心理压力增加，多次因为精神紧张而发生晕厥。次因为精神紧张而发生晕厥。第一节第一节 基因基因- -定位定位- -突变检测突变检测 由于晕厥的事情发生得越来越频繁，因此小英到地区医由于晕厥的事情发生得越来越频繁，因此小英到地区医院看病。在对导医的护士陈述了自己的症状后，小英被介绍院看病。在对导医的护士陈述了自己的症状后，小英被介绍到心内科就诊。在做静息到心内科就诊。在做静息ECGECG检查时发现多形性室性心动过检查时发现多形性室性心动过速，窦性心律时速，窦性心律时QTcQTc为为0.60s0.60s。医生建议小英避免声音刺激，医生建议小英避免声音刺激，并每日服用倍它乐克并每日服用倍它乐克50mg/50mg/日，其后晕厥发作明显减少。小日，其后晕厥发作明显减少。小英将病情告诉了父母。父母非常担心，因为小英的二舅在英将病情告诉了父母。父母非常担心，因为小英的二舅在3535岁那年发生了猝死，但死因不明。岁那年发生了猝死，但死因不明。第七章第七章 基因诊断基因诊断 小英父母决定带小英到西安交通大学医学院的第一附属小英父母决定带小英到西安交通大学医学院的第一附属医院就诊。医生通过对小英家系（图医院就诊。医生通过对小英家系（图1 1）调查发现小英二姨）调查发现小英二姨母母QTcQTc达到达到0.63s0.63s，反复发作性晕厥反复发作性晕厥4040余年，无明显诱因及规余年，无明显诱因及规律，律，5656岁猝死。小英母亲的岁猝死。小英母亲的QTcQTc 为为0.45s0.45s，父亲的父亲的QTcQTc为为0.47s,0.47s,但其患有高血压病但其患有高血压病5 5年。小英、其父亲和兄弟年。小英、其父亲和兄弟ECGECG多导多导联的联的T T波形态呈表浅双峰，第二峰位于波形态呈表浅双峰，第二峰位于T T波的顶部，在某些胸波的顶部，在某些胸导联上导联上T T波顶部呈平台状（图波顶部呈平台状（图2 2）。而小英的母亲和有晕厥史）。而小英的母亲和有晕厥史的姨妈的姨妈ECGECG多导联可见明显的多导联可见明显的u u波，未见明显的双峰波，未见明显的双峰T T波（图波（图3 3）。）。 第七章第七章 基因诊断基因诊断小英家的系谱图（小英家的系谱图（II-6II-6于家系调查后猝死。）于家系调查后猝死。） 第七章第七章 基因诊断基因诊断小英小英的心电图：的心电图： T T波呈现闭表浅双峰，第二峰位于波呈现闭表浅双峰，第二峰位于T T波的顶部波的顶部 第七章第七章 基因诊断基因诊断 小英母亲小英母亲的心电图：的心电图： ECGECG多导联可见明显多导联可见明显的的U U波，未见明显的双峰波，未见明显的双峰T T波波 第七章第七章 基因诊断基因诊断遗传病研究范例遗传病研究范例-先天性长先天性长QTQT综合征（综合征（long QT syndrome, LQTSlong QT syndrome, LQTS） 病因：病因： 心肌细胞膜离子通道功能障碍心肌细胞膜离子通道功能障碍 临床表现临床表现 QTQT间期延长间期延长 ST-TST-T易变易变 室性心动过速（室性心动过速（ventricular tachycardia, VTventricular tachycardia, VT） 尖端扭转性室性心动过速（尖端扭转性室性心动过速（TorsadeTorsade de points, de points, TdPTdP） 发作性晕厥发作性晕厥 心脏性猝死心脏性猝死(sudden cardiac death, SCD)(sudden cardiac death, SCD)第七章第七章 基因诊断基因诊断 临床诊断标准临床诊断标准 评分：评分：1 1分，分，LQTSLQTS的诊断可能性小；的诊断可能性小；2 23 3分，分，LQTSLQTS的诊断为临界型；的诊断为临界型；4 4分，分， LQTSLQTS的诊断可能性大。的诊断可能性大。 记分ECG标准*AQTc*480ms3460470ms2450ms（男）1BTdP*2CT波交替1DT波切迹（3个导联以上）1E静息心率低于正常2个百分位数0.5临床表现A晕厥：体力或紧张引起2非体力或紧张引起1B先天性耳聋0.5家族史A家族成员中有肯定的LQTS#1B直系亲属中有30岁的心脏性猝死0.5第七章第七章 基因诊断基因诊断你认为在本病例中需要掌握哪些遗传学的知识？你认为在本病例中需要掌握哪些遗传学的知识？ 你你已经掌握的分子生物学知识可以解决本病例中的哪些问题？已经掌握的分子生物学知识可以解决本病例中的哪些问题？你还想要了解哪些技术与方法？你还想要了解哪些技术与方法？第七章第七章 基因诊断基因诊断系谱分析系谱分析 ABCD第七章第七章 基因诊断基因诊断小英小英LQTSLQTS的遗传方式？的遗传方式？ 第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记遗传标记限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性 （restriction fragment restriction fragment length polymorphism length polymorphism， RFLPRFLP）第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记遗传标记短串联重复（短串联重复（short tandem repeat, STRshort tandem repeat, STR）第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记遗传标记单核苷酸多态性单核苷酸多态性 （single nucleotide polymorphism, SNPsingle nucleotide polymorphism, SNP）第七章第七章 基因诊断基因诊断 概念：概念： RFLPRFLP与与SNPSNP的关系的关系 polymorphismpolymorphism 一个等位基因如果它在成分中出现的频率，一个等位基因如果它在成分中出现的频率，即被定义为多态性。即被定义为多态性。 HaplotypeHaplotype（单体型）单体型） is the particular combination of is the particular combination of alleles in a defined region of some chromosome, in effect the alleles in a defined region of some chromosome, in effect the genotype in miniature. Originally used to described genotype in miniature. Originally used to described combina-combina-tionstions of MHC alleles, it now may be used to describe of MHC alleles, it now may be used to describe parti-parti-cularcular combinations of combinations of RFLPsRFLPs. . 第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记制图遗传标记制图1 1第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记制图遗传标记制图2 2第七章第七章 基因诊断基因诊断基因组学基因组学 遗传标记与连锁分析遗传标记与连锁分析第七章第七章 基因诊断基因诊断如何应用遗传标记分析小英家系的致病基因？如何应用遗传标记分析小英家系的致病基因？文献复习文献复习第七章第七章 基因诊断基因诊断如何应用遗传标记分析小英家系的致病基因？如何应用遗传标记分析小英家系的致病基因？文献复习文献复习第七章第七章 基因诊断基因诊断遗传标记的选择遗传标记的选择9 9个个STRSTR位点的核心序列和长度位点的核心序列和长度位 点标 记类 型长度范围D7S1824GATA32C12tetra169-170D7S2439AFMa212xa9di195-211D7S483AFMb286xd5di166-188D3S1768GATA8B05tetra186-206D3S1298AFM220yb8di194-220D3S3521AFM345YG5di267-287D11S2362ATA33B03tri225-226D11S1318AFM218xe1di123-145D11S4146AFMb072we5di195-211第七章第七章 基因诊断基因诊断6 6个个STRSTR位点等位片段检出数目位点等位片段检出数目 家系1 家系2 家系3 家系4 家系5D7S1824 2 2 3 2D7S2439 2 2 2 2D7S483 2 2 3 5D3S1767 2 D3S1298 2 D3S3521 2 应用应用CyrillicCyrillic软件包行连锁分析软件包行连锁分析第七章第七章 基因诊断基因诊断 只有患者（只有患者（III1III1）和疑似患者（和疑似患者（II1 II1 和和 III3III3）均具有均具有D7S1824-1D7S1824-1、D7S2439-1D7S2439-1和和D7S483-2D7S483-2构成的单体型，与构成的单体型，与HERGHERG（LQT2LQT2）基因连锁。基因连锁。第七章第七章 基因诊断基因诊断第七章第七章 基因诊断基因诊断 NovembreNovembre小组在小组在研究中得到的遗传地研究中得到的遗传地图，根据图，根据13871387个样本个样本的基因组信息确定出的基因组信息确定出他们在图中的坐标位他们在图中的坐标位置。不同字母缩写代置。不同字母缩写代表研究对象自称的出表研究对象自称的出生国家。从中可以看生国家。从中可以看出，遗传地图与地理出，遗传地图与地理地图的相似度。地图的相似度。 小英的可能致病基因小英的可能致病基因HERGHERG的结构的结构第七章第七章 基因诊断基因诊断研究方法研究方法 PCRPCR 第七章第七章 基因诊断基因诊断研究方法研究方法 SSCPSSCP 第七章第七章 基因诊断基因诊断研究方法研究方法 测序测序 在在KCNH2KCNH2基因基因mRNAmRNA的的1619-16371619-1637处存在处存在1919个碱基的缺失个碱基的缺失( (CCGTACTCTGAGTAGCGATCCGTACTCTGAGTAGCGAT) )并并存在存在L564L SNPL564L SNP； 根据该突变的效应将其命名为根据该突变的效应将其命名为L539fs/47 L539fs/47 ； 为为GeneBankGeneBank注册的注册的KCNH2KCNH2基因第基因第3 3例大片段缺失突变（注册号：例大片段缺失突变（注册号：AY520838 AY520838 ）。）。第七章第七章 基因诊断基因诊断研究方法研究方法 重叠法重叠法 第七章第七章 基因诊断基因诊断研究方法研究方法 载体法载体法 第七章第七章 基因诊断基因诊断