伴性遗传病
2009-02-22 07:39
三、
伴性遗传病
位于性染色体上的致病基因引起的疾病称为伴性遗传病(sex-linked inheritable disease)。此病分为X伴性遗传病和Y伴性遗传病两大类。
(一)X伴性显性遗传病(X-linked dominant inheritable disease)
本病是由位于X染色体上的显性致病基因所引起的疾病。其特点是:
①不管男女,只要存在致病基因就会发病,但因女子有两条X染色体,故女子的发病率约为男子的两倍。因为没有一条正常染色体的掩盖作用,男子发病时,往往重于女子。
②病人的双亲中必有一人患同样的病(基因突变除外)。
③可以连续几代遗传,但患者的正常女子不会有致病基因再传给后代。
④男病人将此病传给女儿,不传给儿子,女病人(杂合体)将此病传给半数的儿子和女儿。
1.遗传性肾炎(hereditary nephritis)儿时多仅为无症状蛋白尿或反复发作的血尿(有些病例可为肉眼血尿),较少有高血压。但病情持续缓慢地进展,男性到青壮年期常死于慢性肾功能衰竭;女性病情较轻,可达到正常寿限,但偶尔也有个别患者发展到尿毒症者。
有的患者有神经性耳聋;有的患者眼异常,如白内障、近视或锥形晶体、锥形角膜、眼球震颤和球形晶体等。致病基因位于Xq21.3~q24。不过遗传性肾炎存在遗传异质性,即也有常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传。
2.假肥大型肌营养不良症(pseudohypertrophic muscular dystrophy) 1岁后开始表现出临床症状。患儿在开始站立和行走时发生困难,首先受影响的是盆带肌,随后累及肩带肌。患儿动作笨拙,易跌,走路蹒跚,登楼梯和蹲下后起立困难,不能象同龄孩子一样跑、跳。随着病变的发展,患儿因背部伸肌无力,使其站立时脊柱前凸;由于臀中肌无力,导致行走时骨盆向两侧上下摆动,呈特殊的鸭行步态。患儿从仰卧位起立时需先翻转为俯卧,再以双手支持地面和下肢缓慢地站立,称为Gower症。由于肩胛带和前锯肌的萎缩和无力,双臂前撑时即可出现肩胛骨突起,呈“翼状肩”。绝大部分患儿伴随有假性肌肥大,以腓肠肌最为显著,三角肌、舌肌也有肥大改变,腱反射减弱或消失。常累及心脏而致心脏扩大、心动过缓,有时因心力衰竭而突然死亡。病变呈进行性加重,一般到10岁时已不能行走,大多患者最终卧床不起,并发痉挛、褥疮、肺炎,20岁前后死亡。常伴智力低下,部分患者脑电图异常,表明有器质性障碍。
常见的X伴性显性遗传病还有:深褐色齿、牙珐琅质发育不良,钟摆型眼球震颤,口、面、指综合症,脂肪瘤,脊髓空洞症,棘状毛囊角质化,抗维生素D佝偻病等。
(二) X伴性隐性遗传病(X-linked recessive inheritable disease)
这类遗传性疾病是由位于X染色体上的隐性致病基因引起的,女子的两条X染色体上必须都有致病的等位基因才会发病。但男子因为只有一条X染色体,Y染色体很小,没有同X染色体相对应的等位基因。因此,这类遗传病对男子来说,只要X染色体上存在有致病基因就会发病。X伴性隐性遗传病的特点是:
①患病的男子远多于女子,甚至在有些病中很难发现女患者,这是因为两条带有隐性致病基因的染色体碰在一起的机会很少所致。
②患病的男子与正常的女子结婚,一般不会再生有此病的子女,但女儿都是致病基因的携带者;患病的男子若与一个致病基因携带者女子结婚,可生出半数患有此病的儿子和女儿;患病的女子与正常的男子结婚,所生儿子全有病,女儿为致病基因携带者。
③患病的男子双亲都无病时,其致病基因肯定是从携带者的母亲遗传而来的,若女子患此病时,其父亲肯定是有病的,而其母亲可有病也可无病。
④患病女子在近亲结婚的后代中比非近亲结婚的后代中要多。
1.血友病(hemophilia)该症是一种先天性出血性疾病,它是由于X染色体上的隐性致病基因导致血液中缺乏一种凝血因子——抗血友病球蛋白或血浆凝血活素因子引起的。患者常常自发性出血或某处破裂流血不止,尤以关节腔、肌肉、皮下粘膜及泌尿系统最易出血,此病患者最后会因流血过多而死亡。因此,血友病是一种致死性的遗传病。男性患者一般很少能活过20岁,所以女性为致病基因纯合体的机会极少。致病基因定位于Xq 28。
血友病最著名的一个例子是英国“皇家病”。维多利亚女王是一个血友病基因携带者,她的一个儿子利
澳波德死于血友病,女儿普林赛斯、比阿丽斯也同样是血友病基因的携带者。普林赛斯的儿子中有两个患血友病,一个女儿埃娜女王也是血友病基因携带者,她也生了两个患血友病的儿子。
2.葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症(glucose-6-phos-phate dehydrogenase deficienly)该症属伴X不完全显性遗传,男女致病基因携带者体内细胞中G6PD的活性尽管极低(女性杂合体稍高),身体却无异常表现。但是,这种病如果食入蚕豆、蚕豆花粉或服用包括阿斯匹林、乙酰苯胺,对氨基苯磺酰胺和其他磺胺药,及数种抗微生物剂,伯氨喹、奎尼丁和几种其他的抗疟药以及蒂等药物时,其大量的红细胞就会突然遭到破坏而出现严重贫血,不仅运动能力急剧下降,而且身体健康也深受影响。致病基因定位于Xq28。
3.无汗性外胚叶发育不良症(ectodermal dysplasia I)由于小汗腺缺陷,因此无汗或极少汗,不能适应热的环境,常有发热。头发细短而干枯,常稀疏或脱落,眉毛稀少或缺如,尤以外侧更为明显。此外,胡须、腋毛、阴毛、汗毛都稀少或缺如。乳牙或恒牙缺少或发育不良,常呈锥形、长而扭曲形,伴有牙龈萎缩。除汗腺外,皮脂腺、乳腺、泪腺、唾液腺和鼻粘膜腺都可缺少或发育不良,引起相应症状。如皮肤干燥、口眼鼻干燥、慢性鼻炎、无乳房等。
患者智力正常,但身材矮小,面容特殊:高宽额、颧骨高而宽、下半脸狭小、塌鼻梁、鼻尖小而上翘、鼻孔大而显著、厚嘴唇,尤以上唇突出,眼周、口周有放射沟纹。致病基因位于Xq12.2~q13.1。有的属隐性遗传。
常见的X伴性隐性遗传病还有色盲、家族性遗传性视神经萎缩、眼白化病、无眼畸形、先天性夜盲症、血管瘤病、致死性肉芽肿、睾丸女性化综合症、先天性丙种球蛋白缺乏症、水脑、眼-脑-肾综合症等。据统计现在已发现这类遗传性疾病达200多种。
(三) Y伴性遗传病(Y-linked inheritable disease)
这类遗传病的致病基因位于Y染色体上,X染色体上没有与之相对应的基因,所以这些基因只能随Y染色体传递,由父传子,子传孙,如此世代相传。因此,被称为“全男性遗传”。
1.蹼趾男人 据报道,美国的斯柯菲尔德家庭的14个男人在其第2~3趾间都长有一个蹼状的联系物(如同鸭子脚上的蹼),而患者的11个女儿没有一个有此性状,这些女子结婚后子女也没有带此性状的,因而认为蹼趾是Y伴性遗传。但是蹼趾这个症状也有男女都有的,只是男患者多于女患者。因此,有人认为蹼趾的遗传性尚不能完全肯定为Y伴性遗传。
2.长毛耳男人 这是目前学者们公认的Y伴性遗传症状。患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印第安人中发现的较多,高加利索人,澳大利亚土人、日本人、尼日利亚人中也有少数发现。
到目前为止,仅发现Y伴性遗传病10余种,这主要是因为Y染色体很小,其上的基因有限的原故。这类遗传病没有显、隐性的区别,只要Y染色体上有致病基因的男子,就会发病。
四、限性和从性遗传病
(一)限性遗传病(sex limited inheritable disease)
这类遗传病的致病基因并不存在于性染色体上,但却只有一种性别的人发病,所以叫做限性遗传病。如子宫癌和前列腺癌都与遗传有关,前者只存在于女子中,而后者只有男子才发病。但他们的遗传并不是由性染色体上的基因决定的,而是由位于常染色体上的基因控制。尽管表现症状有性别区别,但遗传却与双亲都有关系。
(二)从性遗传病(sex influential inheritable disease)
这类遗传病也是常染色体遗传病的一种,只是在一种性别发病率较高,在另一种性别发病率较低,甚至很少见,这种现象叫做从性遗传。如秃顶就是从性遗传病的典型代表,男子的秃顶率明显高于女子,表面看来,由于男子发病率的显著升高,易被认为是X伴性隐性遗传病,进一步观察就会发现秃顶男人约有半数的儿子和极少数的女儿也表现秃顶,不呈现交叉遗传或隔代发病的现象,因而不是X伴性隐性遗传。再如,女性患有较多的疾病有:甲状腺肿瘤、胆石症、风湿性关节炎、心脏二尖瓣狭窄、周期性偏头痛、三叉神经痛等;男性患有较多的疾病有:腹股沟疝、先天性幽门狭窄、胃和十二指肠溃疡、膀胱癌、内耳性晕症、哮喘、畸形足等,都属于从性遗传病的范畴。
第三节 多基因遗传病
多基因遗传病(polygenic inheritable disease)是指与多个基因有关的遗传病。控制这类遗传病的多个基因之间不存在显、隐性的关系,每个致病基因对疾病的形成都有一定的累加作用,并且易受环境因素的影响。因此,多基因病是由多个微效致病基因的累积作用和环境因素共同作用的结果。
一、多基因遗传病的特点
由于多基因病在人群中的发病率较低(1/1000以上),加之受多个微效基因和环境因素的共同作用,因此这类遗传性疾病的遗传规律相当复杂,目前多数尚未研究清楚。但都有如下共同特点:
①这类病有家族聚集现象,但患者同胞中的发病率远低于1/2~1/4,且患者的双亲和子代的发病率与同胞相同。因此,不符合常染色体显、隐性遗传。
②遗传度在60%以上的多基因病中,病人的第一级亲属(指有1/2的基因相同的亲属,如双亲与子女以及兄弟姐妹之间,即为一级亲属)的发病率接近于群体发病率的平方根。例如唇裂,人群发病率为
1.7/1000,其遗传度76%,患者一级亲属发病率4%,近于0.0017的平方根。
③随着亲属级别的降低,患者亲属发病风险率明显下降。又如唇裂在一级亲属中发病率为4%,二级亲属(叔、伯、舅、姨)中约0.7%,三级亲属(堂兄弟姐妹、姑、姨表兄弟姐妹等)仅为0.3%。
④亲属发病率与家族中已有的患者人数和患者病变的程度有关,家族病例数越多,病变越严重,亲属发病率就越高。
⑤近亲结婚所生子女的发病率比非近亲结婚所生子女的发病率高50~100%。
⑥有些多基因病有性别的差异和种族的差异。如先天性幽门狭窄,男子为女子的5倍;先天性髋脱臼,日本人发病率是美国人的10倍。
二、常见多基因遗传病
(一)糖尿病(diabetes mellitus)
糖尿病依照发病年龄分为幼年型和成年型两种形式。前者的临床表现清瘦,易发生酮症,可用胰岛素控制病情;后者常在中年后发病,患者肥胖,很少发生酮症。糖尿病的典型症状可概括为“三多一少”即多尿、多饮、多食和体重减轻,常伴有软弱、乏力等症状。儿童患者多影响生长发育,心、脑、肾血管病变是糖尿病的主要合并症和致死原因,神经病变也是常见的合并症。前者遗传度为75%。
(二)先天性髋脱臼
先天性髋脱臼即是下肢稍受牵拉,股骨头即从髋臼中脱落出的一种遗传病。此病的遗传因素包括家族性的关节松弛症,在6%正常的上学孩子中,有这种轻型的关节松弛症及髋臼发育不全,后者可能本身便是多基因遗传的,遗传达70%。但有些患者也不排除受环境因素的影响。如婴孩臀部在子宫内的位置及“包裹孩子因素”(即出生后,婴儿后肢被包裹时的位置),对这种疾病的发生也起到一定作用。
(三)动脉粥样硬化症
由于受累动脉不同,临床症状各异。对机体的主要影响是动脉狭窄,使有关组织缺血缺氧。主动脉受累,本身常无明显症状,而由合并症引发。如由主动脉病、主动脉瓣关闭不全、主动脉末端血栓形成而产生的相应症。冠状动脉粥样硬化是诱发冠心病的主要原因,主要表现为心绞痛、心律失常和心肌梗塞。
(四)无脑儿
本症指无脑,而且无头顶、无脑膜的畸形儿。在颅底有紫红色、形状不定的血管肿瘤块,前额窝短缩,眼突出呈“蛙脸状”,多为致死。
(五)原发性高血压(primary hypertension)
关于该病的遗传,目前学者认为,大多数的病例是多基因遗传的,但少数病例不能排除是单基因突变造成的。该症的表现是动脉血压增高,安静状态下舒张压超过12kPa①,收缩压青年人超过18.7kPa,40岁以上超过20.1kPa。其病因可能是由高级神经活动紊乱引起小动脉痉挛的结果。
(六)原发性癫痫(primary epilepsy)
该病属多基因遗传,有明显的家族性病史。患者无原发病史,多有3/s波峰型的脑电图(EEG),5~15岁之间发病频率最高,患者大都在30岁以前有发病史。发病无先兆时间或很短,1~2min间即可发作,抽搐时间不到5min,且是全身性的。
(七)精神分裂症(schizophrenia)
该症属多基因遗传,有家族倾向,若双亲之一是患者,其子女的风险率为15%~50%;若双亲均为患者,其子女的35%~75%会发病。该病的主要特征是精神活动贫乏(感情淡漠、意志减退),思维、情感、意志、行为间不协调,精神活动与外界环境统一性遭破坏,伴有逃避现实的幻觉和幻想,多在16~40岁之间发病。
某些常见多基因遗传病的发病情况见表7-1。
常见多基因遗传病除下表所列举的以外,还有肺结核、重症肌无力、躁狂抑郁精神病、痛风、萎缩性
鼻炎、家族性角膜变性、低度及中度近视、牛皮癣、子宫颈癌、类风湿性关节炎、斜视、克汀病和局部缺血性心脏病等。
三、遗传与癌症和心血管病
癌症和心血管病是当今威胁人类健康和生命的两大恶魔,每年全世界数以千百万计的无辜者被夺去了生命。为了早日战胜两大恶魔,无数的科学家在为之奋斗,但到目前为止,仍然未能找到征服这两种顽症的有效方法。这主要是导致癌症和心血管病的原因相当复杂,其中遗传也是一个重要因素。
(一)癌症的遗传基础
医学遗传学家和肿瘤学家利用双生子法和对家谱的研究表明,人类的某些癌症是有一定遗传基础的,到目前为止已发现致癌基因20多种。如表现为常染色体单基因显性遗传的癌症有视网膜母细胞瘤、结肠瘤、纤维软疣、血管瘤、多发性脂瘤、多发性神经纤维瘤等;表现为常染色体隐性遗传的有着色性干皮病、某些威尔姆斯瘤、范可尼氏全血细胞减少等;表现为多基因遗传特点的有乳腺癌、胃癌、肺癌、前列腺癌、子宫颈癌;还有极少数癌症表现为X伴性遗传或由染色体畸变所引起。
值得指出的是,直接由遗传决定的癌症为数不多,大部分癌症只是间接地与遗传有关,还有些癌症可能完全由环境因素决定的。尽管现在发现了不少的癌症有家族聚集的倾向,但它们的遗传方式目前尚不太清楚,既便是上述提到的癌症其遗传特点有的还存有争议,但某些癌症确有遗传基础。
近几年,遗传学者研究发现,癌症不仅有一定的遗传基础,而且80%~90%的癌症都不同程度地与各种环境因素有关,这给癌症的预防和早期发现提供了乐观前景,因为不少癌症肯定可以通过对一半因素及生活习惯的控制而得到预防。例如,在西方国家,约有30%的癌症死亡者归因于抽烟;印度有人习惯于咀嚼烟,以至口腔癌为当地最常见的癌症之一。除烟叶之外,能够致癌的因素还有很多,如物理方面的电离辐射,特别是紫外线和X射线,可引起皮肤癌、骨肉瘤、肺癌、白血病等类癌症;化学方面的如煤焦油、沥青、粗蜡油、杂酚油、蒽油、亚硝胺、食物添加剂、农药等都有不同程度的致癌作用;生物方面致癌作用最强的是病毒,在600余种病毒中约有1/4的具致肿瘤作用,已知与病毒有关的癌症就有鼻咽癌、白血病、乳腺癌、宫颈癌等。另外还有黄曲霉素、杂色曲霉毒素、灰黄霉素、白地霉等也具有致癌作用。由此看来,癌症的发生既有遗传的原因,也有环境的因素,但前者可能比后者更为重要。
(二)心血管病的遗传基础
据研究结果表明,心血管病确实有遗传性,一是由于一个突变的基因引起,二是由于染色体的畸变引起。但多数可能是遗传提供了一个易感染的基础,在受到环境因素作用时而触发心血管病。凡没有这类易感染遗传素质的人,既便是受到容易触发心血管病的环境刺激,也不会发病或发病率很低。
由于心血管病的种类繁多,遗传因素和环境因素对每一种心血管病的致病作用亦不尽相同。例如,冠状动脉硬化,其遗传因素占主导地位,这类家族聚集现象明显,同卵双生比异卵双生的一致性(即患病与不患病的共同性)要高得多。这种遗传素质对胆固醇、糖的代谢状况,性格、血压,甚至冠状动脉的解剖特点等均有影响,从而使有遗传家族史的成员易于患病。但环境因素也起一定的作用,如饮食习惯、进食量及食物成分、精神状态、劳累程度、工作性质,及是否参加运动,以至烟、酒嗜好等都对发病有一定的影响。原发性高血压也与冠状动脉硬化有相似的发病机理。
据研究表明,有2%的先天性心脏病是由一个突变基因造成的,约有4%是染色体畸变引起的,其余的94%是多因子遗传的,即遗传和环境互相作用的结果。多数先天性心脏病患者的家庭遗传一般可分为两种情况,一种是怀孕的母亲如果没有受到不利环境因素影响,孩子不会发生先天性的心脏病。但如果接触到更多的环境触发物,孩子发育的心脏就处于危险中,子女将出现心脏畸形。
另一种是怀孕的母亲不仅受到有害环境因素影响时有更大的发病机会,而且即使没有从环境中受到不利的影响,也可以自发地产生心脏发育异常,这种家庭被称为高危家庭,此类家庭的一级亲属中多数有先天性心脏损害,对这种心脏病患者的婚姻生育应当给予更多的医疗照顾和指导。不管什么异常素质的家庭,怀孕母亲早期的胚胎生活环境对胎儿的正常发育是致关重要的,如果怀孕母亲早期感染风疹病毒、嗜烟、放射性接触以及应用致畸药物等,对没有遗传缺陷的夫妇,其孩子也可能会患先天性心脏病。
四、遗传病的预防
到目前为止,大部分遗传病还不能进行很有效的治疗,患者一旦出现就要痛苦终生,同时也给患者的家庭和整个人类社会造成心理上和经济上的负担。因此,采取各种行之有效的措施,预防遗传病的发生和致病遗传物质在人群体中的流行就显的更为重要。根据遗传病多具有先天性、终生性和遗传性的特点,除了要避免近亲结婚,进行产前诊断、禁止有些遗传病人结婚和生育外,还应从如下几方面进行预防。
(一)大力宣传、普及遗传病的知识
目前在我国,人们普遍缺乏遗传和遗传病的基本理论知识,特别是在农村这种现象更为严重。而在我国农民又占大多数,宣传和普及遗传病知识的任务就更加艰巨。要想尽快的普及遗传病的知识,首先要从教育学生入手,其次在群众中广为宣传,使大家懂得一些遗传和遗传病的基本知识,尤其是青年男女在确定自己的婚姻大事时,都能从遗传学的角度加以考虑,这样就一定能够降低遗传病的发病率,使我国的人口质量不断提高。
(二)尽量减少致变剂的接触
由于导致遗传病发生的异常物质既可以是从双亲遗传而来的,也可能是自身遗传物质新突变的结果,而遗传物质的突变多与环境因素的影响有关。例如,电离辐射、“三废”和许多化学物质都可不同程度的造成遗传物质的改变,进而引起遗传异常。遗传学上把凡能诱发遗传物质改变的物质称之为致变剂,按其作用的不同,致变剂又可分为诱变剂和染色体断裂剂。
诱变剂是能导致基因突变的一类物质。日常生活中经常接触到的这类物质有用于熏鱼、熏肉的着色剂亚硝酸盐;生产洗衣粉、洗头粉的乙烯亚胺类;农药除草剂2、4滴;杀虫剂砷类等。
染色体断裂剂是能够诱发染色体畸变的一类物质。如咖啡因、可可碱、烷化剂(氮芥、环磷酰胺)、抗生素(丝裂霉素C、放线菌素D、柔毛霉素)、镇静剂(氯丙嗪、眠尔通)、核酸类化合物(阿糖胞苷、5-氧尿嘧啶)、抗叶酸剂(氨甲喋呤)等。
此外如酒精、尼古丁等也是重要的致变剂,尤其对生殖细胞的影响更为严重,引起精子或卵子的质量下降。因此,吸烟、酗酒不仅危害本人,而且还会殃及子女。
(三)检出携带者
在人群中,虽然有些人表型正常,却具有致病基因或易位染色体,能传递疾病给自己的子女,这种人遗传学上称之为携带者。检出这类携带者对遗传病的预防具有积极的意义。例如,许多隐性遗传病的发病率不高,但杂合体在人群中的比例却相当高,若能及时检出隐性致病基因携带者,就能行之有效的进行遗传咨询,婚姻、生育指导和产前诊断,这将会降低遗传病的发病率。
(四)发病前的预防
有一些遗传性疾病要在特定的条件下才能发病,比如6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症患者在服用了抗疟药、解热止痛剂或进食蚕豆等之后才发生溶血。对这类遗传病,如果能在症状出现之前,尽早检出,禁止患者服用上述药和不吃蚕豆等就可能避免此类遗传病的发生。
对某些有遗传病家族史的孕妇(包括丈夫)在孩子出生前采取一定的预防措施具有积极的意义。例如,给临产前的孕妇服少量苯巴比妥,可防止新生儿高胆红素血症;给怀孕后期的母亲服用维生素B2,可防止隐性遗传型癫痫;对苯丙酮尿症或高苯丙氨酸血症的孕妇实行低苯丙氨酸饮食,可明显降低小头畸形、先天性心脏病、子宫内发育迟滞和智能发育不全患儿的出生率。
值得提出的是在医学科学较为发达的今天,已经有许多遗传性疾病,不再是不治之症,通过采用表型外科治疗,分子疗法,药物改变代谢,去掉过多底物,补充缺乏产物,维生素替补辅酶,酶合成诱导,酶修饰和取代,DNA替换等方法,消除或减轻了许多遗传病患者的痛苦。随着医学科学和遗传学的进一步发展,更多的遗传性疾病将会被征服,遗传工程将在这方面显示出它的威力。
复习思考题
1.名词解释
遗传病、染色体病、单基因病、多基因病、伴性遗传病、限性遗传病、从性遗传病
2.常染色体显性遗传病有何遗传特点?
3.常染色体隐性遗传病有何遗传特点?
4.伴X显性和伴X隐性遗传病各有何遗传特点?
5.试述多基因遗传病的遗传特点。
6.为什么在运动员选材时,要注意对预选者家族遗传病史的调查?
7.掌握遗传性疾病的发病规律,有何实践意义?
伴性遗传病
2009-02-22 07:39
三、
伴性遗传病
位于性染色体上的致病基因引起的疾病称为伴性遗传病(sex-linked inheritable disease)。此病分为X伴性遗传病和Y伴性遗传病两大类。
(一)X伴性显性遗传病(X-linked dominant inheritable disease)
本病是由位于X染色体上的显性致病基因所引起的疾病。其特点是:
①不管男女,只要存在致病基因就会发病,但因女子有两条X染色体,故女子的发病率约为男子的两倍。因为没有一条正常染色体的掩盖作用,男子发病时,往往重于女子。
②病人的双亲中必有一人患同样的病(基因突变除外)。
③可以连续几代遗传,但患者的正常女子不会有致病基因再传给后代。
④男病人将此病传给女儿,不传给儿子,女病人(杂合体)将此病传给半数的儿子和女儿。
1.遗传性肾炎(hereditary nephritis)儿时多仅为无症状蛋白尿或反复发作的血尿(有些病例可为肉眼血尿),较少有高血压。但病情持续缓慢地进展,男性到青壮年期常死于慢性肾功能衰竭;女性病情较轻,可达到正常寿限,但偶尔也有个别患者发展到尿毒症者。
有的患者有神经性耳聋;有的患者眼异常,如白内障、近视或锥形晶体、锥形角膜、眼球震颤和球形晶体等。致病基因位于Xq21.3~q24。不过遗传性肾炎存在遗传异质性,即也有常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传。
2.假肥大型肌营养不良症(pseudohypertrophic muscular dystrophy) 1岁后开始表现出临床症状。患儿在开始站立和行走时发生困难,首先受影响的是盆带肌,随后累及肩带肌。患儿动作笨拙,易跌,走路蹒跚,登楼梯和蹲下后起立困难,不能象同龄孩子一样跑、跳。随着病变的发展,患儿因背部伸肌无力,使其站立时脊柱前凸;由于臀中肌无力,导致行走时骨盆向两侧上下摆动,呈特殊的鸭行步态。患儿从仰卧位起立时需先翻转为俯卧,再以双手支持地面和下肢缓慢地站立,称为Gower症。由于肩胛带和前锯肌的萎缩和无力,双臂前撑时即可出现肩胛骨突起,呈“翼状肩”。绝大部分患儿伴随有假性肌肥大,以腓肠肌最为显著,三角肌、舌肌也有肥大改变,腱反射减弱或消失。常累及心脏而致心脏扩大、心动过缓,有时因心力衰竭而突然死亡。病变呈进行性加重,一般到10岁时已不能行走,大多患者最终卧床不起,并发痉挛、褥疮、肺炎,20岁前后死亡。常伴智力低下,部分患者脑电图异常,表明有器质性障碍。
常见的X伴性显性遗传病还有:深褐色齿、牙珐琅质发育不良,钟摆型眼球震颤,口、面、指综合症,脂肪瘤,脊髓空洞症,棘状毛囊角质化,抗维生素D佝偻病等。
(二) X伴性隐性遗传病(X-linked recessive inheritable disease)
这类遗传性疾病是由位于X染色体上的隐性致病基因引起的,女子的两条X染色体上必须都有致病的等位基因才会发病。但男子因为只有一条X染色体,Y染色体很小,没有同X染色体相对应的等位基因。因此,这类遗传病对男子来说,只要X染色体上存在有致病基因就会发病。X伴性隐性遗传病的特点是:
①患病的男子远多于女子,甚至在有些病中很难发现女患者,这是因为两条带有隐性致病基因的染色体碰在一起的机会很少所致。
②患病的男子与正常的女子结婚,一般不会再生有此病的子女,但女儿都是致病基因的携带者;患病的男子若与一个致病基因携带者女子结婚,可生出半数患有此病的儿子和女儿;患病的女子与正常的男子结婚,所生儿子全有病,女儿为致病基因携带者。
③患病的男子双亲都无病时,其致病基因肯定是从携带者的母亲遗传而来的,若女子患此病时,其父亲肯定是有病的,而其母亲可有病也可无病。
④患病女子在近亲结婚的后代中比非近亲结婚的后代中要多。
1.血友病(hemophilia)该症是一种先天性出血性疾病,它是由于X染色体上的隐性致病基因导致血液中缺乏一种凝血因子——抗血友病球蛋白或血浆凝血活素因子引起的。患者常常自发性出血或某处破裂流血不止,尤以关节腔、肌肉、皮下粘膜及泌尿系统最易出血,此病患者最后会因流血过多而死亡。因此,血友病是一种致死性的遗传病。男性患者一般很少能活过20岁,所以女性为致病基因纯合体的机会极少。致病基因定位于Xq 28。
血友病最著名的一个例子是英国“皇家病”。维多利亚女王是一个血友病基因携带者,她的一个儿子利
澳波德死于血友病,女儿普林赛斯、比阿丽斯也同样是血友病基因的携带者。普林赛斯的儿子中有两个患血友病,一个女儿埃娜女王也是血友病基因携带者,她也生了两个患血友病的儿子。
2.葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症(glucose-6-phos-phate dehydrogenase deficienly)该症属伴X不完全显性遗传,男女致病基因携带者体内细胞中G6PD的活性尽管极低(女性杂合体稍高),身体却无异常表现。但是,这种病如果食入蚕豆、蚕豆花粉或服用包括阿斯匹林、乙酰苯胺,对氨基苯磺酰胺和其他磺胺药,及数种抗微生物剂,伯氨喹、奎尼丁和几种其他的抗疟药以及蒂等药物时,其大量的红细胞就会突然遭到破坏而出现严重贫血,不仅运动能力急剧下降,而且身体健康也深受影响。致病基因定位于Xq28。
3.无汗性外胚叶发育不良症(ectodermal dysplasia I)由于小汗腺缺陷,因此无汗或极少汗,不能适应热的环境,常有发热。头发细短而干枯,常稀疏或脱落,眉毛稀少或缺如,尤以外侧更为明显。此外,胡须、腋毛、阴毛、汗毛都稀少或缺如。乳牙或恒牙缺少或发育不良,常呈锥形、长而扭曲形,伴有牙龈萎缩。除汗腺外,皮脂腺、乳腺、泪腺、唾液腺和鼻粘膜腺都可缺少或发育不良,引起相应症状。如皮肤干燥、口眼鼻干燥、慢性鼻炎、无乳房等。
患者智力正常,但身材矮小,面容特殊:高宽额、颧骨高而宽、下半脸狭小、塌鼻梁、鼻尖小而上翘、鼻孔大而显著、厚嘴唇,尤以上唇突出,眼周、口周有放射沟纹。致病基因位于Xq12.2~q13.1。有的属隐性遗传。
常见的X伴性隐性遗传病还有色盲、家族性遗传性视神经萎缩、眼白化病、无眼畸形、先天性夜盲症、血管瘤病、致死性肉芽肿、睾丸女性化综合症、先天性丙种球蛋白缺乏症、水脑、眼-脑-肾综合症等。据统计现在已发现这类遗传性疾病达200多种。
(三) Y伴性遗传病(Y-linked inheritable disease)
这类遗传病的致病基因位于Y染色体上,X染色体上没有与之相对应的基因,所以这些基因只能随Y染色体传递,由父传子,子传孙,如此世代相传。因此,被称为“全男性遗传”。
1.蹼趾男人 据报道,美国的斯柯菲尔德家庭的14个男人在其第2~3趾间都长有一个蹼状的联系物(如同鸭子脚上的蹼),而患者的11个女儿没有一个有此性状,这些女子结婚后子女也没有带此性状的,因而认为蹼趾是Y伴性遗传。但是蹼趾这个症状也有男女都有的,只是男患者多于女患者。因此,有人认为蹼趾的遗传性尚不能完全肯定为Y伴性遗传。
2.长毛耳男人 这是目前学者们公认的Y伴性遗传症状。患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印第安人中发现的较多,高加利索人,澳大利亚土人、日本人、尼日利亚人中也有少数发现。
到目前为止,仅发现Y伴性遗传病10余种,这主要是因为Y染色体很小,其上的基因有限的原故。这类遗传病没有显、隐性的区别,只要Y染色体上有致病基因的男子,就会发病。
四、限性和从性遗传病
(一)限性遗传病(sex limited inheritable disease)
这类遗传病的致病基因并不存在于性染色体上,但却只有一种性别的人发病,所以叫做限性遗传病。如子宫癌和前列腺癌都与遗传有关,前者只存在于女子中,而后者只有男子才发病。但他们的遗传并不是由性染色体上的基因决定的,而是由位于常染色体上的基因控制。尽管表现症状有性别区别,但遗传却与双亲都有关系。
(二)从性遗传病(sex influential inheritable disease)
这类遗传病也是常染色体遗传病的一种,只是在一种性别发病率较高,在另一种性别发病率较低,甚至很少见,这种现象叫做从性遗传。如秃顶就是从性遗传病的典型代表,男子的秃顶率明显高于女子,表面看来,由于男子发病率的显著升高,易被认为是X伴性隐性遗传病,进一步观察就会发现秃顶男人约有半数的儿子和极少数的女儿也表现秃顶,不呈现交叉遗传或隔代发病的现象,因而不是X伴性隐性遗传。再如,女性患有较多的疾病有:甲状腺肿瘤、胆石症、风湿性关节炎、心脏二尖瓣狭窄、周期性偏头痛、三叉神经痛等;男性患有较多的疾病有:腹股沟疝、先天性幽门狭窄、胃和十二指肠溃疡、膀胱癌、内耳性晕症、哮喘、畸形足等,都属于从性遗传病的范畴。
第三节 多基因遗传病
多基因遗传病(polygenic inheritable disease)是指与多个基因有关的遗传病。控制这类遗传病的多个基因之间不存在显、隐性的关系,每个致病基因对疾病的形成都有一定的累加作用,并且易受环境因素的影响。因此,多基因病是由多个微效致病基因的累积作用和环境因素共同作用的结果。
一、多基因遗传病的特点
由于多基因病在人群中的发病率较低(1/1000以上),加之受多个微效基因和环境因素的共同作用,因此这类遗传性疾病的遗传规律相当复杂,目前多数尚未研究清楚。但都有如下共同特点:
①这类病有家族聚集现象,但患者同胞中的发病率远低于1/2~1/4,且患者的双亲和子代的发病率与同胞相同。因此,不符合常染色体显、隐性遗传。
②遗传度在60%以上的多基因病中,病人的第一级亲属(指有1/2的基因相同的亲属,如双亲与子女以及兄弟姐妹之间,即为一级亲属)的发病率接近于群体发病率的平方根。例如唇裂,人群发病率为
1.7/1000,其遗传度76%,患者一级亲属发病率4%,近于0.0017的平方根。
③随着亲属级别的降低,患者亲属发病风险率明显下降。又如唇裂在一级亲属中发病率为4%,二级亲属(叔、伯、舅、姨)中约0.7%,三级亲属(堂兄弟姐妹、姑、姨表兄弟姐妹等)仅为0.3%。
④亲属发病率与家族中已有的患者人数和患者病变的程度有关,家族病例数越多,病变越严重,亲属发病率就越高。
⑤近亲结婚所生子女的发病率比非近亲结婚所生子女的发病率高50~100%。
⑥有些多基因病有性别的差异和种族的差异。如先天性幽门狭窄,男子为女子的5倍;先天性髋脱臼,日本人发病率是美国人的10倍。
二、常见多基因遗传病
(一)糖尿病(diabetes mellitus)
糖尿病依照发病年龄分为幼年型和成年型两种形式。前者的临床表现清瘦,易发生酮症,可用胰岛素控制病情;后者常在中年后发病,患者肥胖,很少发生酮症。糖尿病的典型症状可概括为“三多一少”即多尿、多饮、多食和体重减轻,常伴有软弱、乏力等症状。儿童患者多影响生长发育,心、脑、肾血管病变是糖尿病的主要合并症和致死原因,神经病变也是常见的合并症。前者遗传度为75%。
(二)先天性髋脱臼
先天性髋脱臼即是下肢稍受牵拉,股骨头即从髋臼中脱落出的一种遗传病。此病的遗传因素包括家族性的关节松弛症,在6%正常的上学孩子中,有这种轻型的关节松弛症及髋臼发育不全,后者可能本身便是多基因遗传的,遗传达70%。但有些患者也不排除受环境因素的影响。如婴孩臀部在子宫内的位置及“包裹孩子因素”(即出生后,婴儿后肢被包裹时的位置),对这种疾病的发生也起到一定作用。
(三)动脉粥样硬化症
由于受累动脉不同,临床症状各异。对机体的主要影响是动脉狭窄,使有关组织缺血缺氧。主动脉受累,本身常无明显症状,而由合并症引发。如由主动脉病、主动脉瓣关闭不全、主动脉末端血栓形成而产生的相应症。冠状动脉粥样硬化是诱发冠心病的主要原因,主要表现为心绞痛、心律失常和心肌梗塞。
(四)无脑儿
本症指无脑,而且无头顶、无脑膜的畸形儿。在颅底有紫红色、形状不定的血管肿瘤块,前额窝短缩,眼突出呈“蛙脸状”,多为致死。
(五)原发性高血压(primary hypertension)
关于该病的遗传,目前学者认为,大多数的病例是多基因遗传的,但少数病例不能排除是单基因突变造成的。该症的表现是动脉血压增高,安静状态下舒张压超过12kPa①,收缩压青年人超过18.7kPa,40岁以上超过20.1kPa。其病因可能是由高级神经活动紊乱引起小动脉痉挛的结果。
(六)原发性癫痫(primary epilepsy)
该病属多基因遗传,有明显的家族性病史。患者无原发病史,多有3/s波峰型的脑电图(EEG),5~15岁之间发病频率最高,患者大都在30岁以前有发病史。发病无先兆时间或很短,1~2min间即可发作,抽搐时间不到5min,且是全身性的。
(七)精神分裂症(schizophrenia)
该症属多基因遗传,有家族倾向,若双亲之一是患者,其子女的风险率为15%~50%;若双亲均为患者,其子女的35%~75%会发病。该病的主要特征是精神活动贫乏(感情淡漠、意志减退),思维、情感、意志、行为间不协调,精神活动与外界环境统一性遭破坏,伴有逃避现实的幻觉和幻想,多在16~40岁之间发病。
某些常见多基因遗传病的发病情况见表7-1。
常见多基因遗传病除下表所列举的以外,还有肺结核、重症肌无力、躁狂抑郁精神病、痛风、萎缩性
鼻炎、家族性角膜变性、低度及中度近视、牛皮癣、子宫颈癌、类风湿性关节炎、斜视、克汀病和局部缺血性心脏病等。
三、遗传与癌症和心血管病
癌症和心血管病是当今威胁人类健康和生命的两大恶魔,每年全世界数以千百万计的无辜者被夺去了生命。为了早日战胜两大恶魔,无数的科学家在为之奋斗,但到目前为止,仍然未能找到征服这两种顽症的有效方法。这主要是导致癌症和心血管病的原因相当复杂,其中遗传也是一个重要因素。
(一)癌症的遗传基础
医学遗传学家和肿瘤学家利用双生子法和对家谱的研究表明,人类的某些癌症是有一定遗传基础的,到目前为止已发现致癌基因20多种。如表现为常染色体单基因显性遗传的癌症有视网膜母细胞瘤、结肠瘤、纤维软疣、血管瘤、多发性脂瘤、多发性神经纤维瘤等;表现为常染色体隐性遗传的有着色性干皮病、某些威尔姆斯瘤、范可尼氏全血细胞减少等;表现为多基因遗传特点的有乳腺癌、胃癌、肺癌、前列腺癌、子宫颈癌;还有极少数癌症表现为X伴性遗传或由染色体畸变所引起。
值得指出的是,直接由遗传决定的癌症为数不多,大部分癌症只是间接地与遗传有关,还有些癌症可能完全由环境因素决定的。尽管现在发现了不少的癌症有家族聚集的倾向,但它们的遗传方式目前尚不太清楚,既便是上述提到的癌症其遗传特点有的还存有争议,但某些癌症确有遗传基础。
近几年,遗传学者研究发现,癌症不仅有一定的遗传基础,而且80%~90%的癌症都不同程度地与各种环境因素有关,这给癌症的预防和早期发现提供了乐观前景,因为不少癌症肯定可以通过对一半因素及生活习惯的控制而得到预防。例如,在西方国家,约有30%的癌症死亡者归因于抽烟;印度有人习惯于咀嚼烟,以至口腔癌为当地最常见的癌症之一。除烟叶之外,能够致癌的因素还有很多,如物理方面的电离辐射,特别是紫外线和X射线,可引起皮肤癌、骨肉瘤、肺癌、白血病等类癌症;化学方面的如煤焦油、沥青、粗蜡油、杂酚油、蒽油、亚硝胺、食物添加剂、农药等都有不同程度的致癌作用;生物方面致癌作用最强的是病毒,在600余种病毒中约有1/4的具致肿瘤作用,已知与病毒有关的癌症就有鼻咽癌、白血病、乳腺癌、宫颈癌等。另外还有黄曲霉素、杂色曲霉毒素、灰黄霉素、白地霉等也具有致癌作用。由此看来,癌症的发生既有遗传的原因,也有环境的因素,但前者可能比后者更为重要。
(二)心血管病的遗传基础
据研究结果表明,心血管病确实有遗传性,一是由于一个突变的基因引起,二是由于染色体的畸变引起。但多数可能是遗传提供了一个易感染的基础,在受到环境因素作用时而触发心血管病。凡没有这类易感染遗传素质的人,既便是受到容易触发心血管病的环境刺激,也不会发病或发病率很低。
由于心血管病的种类繁多,遗传因素和环境因素对每一种心血管病的致病作用亦不尽相同。例如,冠状动脉硬化,其遗传因素占主导地位,这类家族聚集现象明显,同卵双生比异卵双生的一致性(即患病与不患病的共同性)要高得多。这种遗传素质对胆固醇、糖的代谢状况,性格、血压,甚至冠状动脉的解剖特点等均有影响,从而使有遗传家族史的成员易于患病。但环境因素也起一定的作用,如饮食习惯、进食量及食物成分、精神状态、劳累程度、工作性质,及是否参加运动,以至烟、酒嗜好等都对发病有一定的影响。原发性高血压也与冠状动脉硬化有相似的发病机理。
据研究表明,有2%的先天性心脏病是由一个突变基因造成的,约有4%是染色体畸变引起的,其余的94%是多因子遗传的,即遗传和环境互相作用的结果。多数先天性心脏病患者的家庭遗传一般可分为两种情况,一种是怀孕的母亲如果没有受到不利环境因素影响,孩子不会发生先天性的心脏病。但如果接触到更多的环境触发物,孩子发育的心脏就处于危险中,子女将出现心脏畸形。
另一种是怀孕的母亲不仅受到有害环境因素影响时有更大的发病机会,而且即使没有从环境中受到不利的影响,也可以自发地产生心脏发育异常,这种家庭被称为高危家庭,此类家庭的一级亲属中多数有先天性心脏损害,对这种心脏病患者的婚姻生育应当给予更多的医疗照顾和指导。不管什么异常素质的家庭,怀孕母亲早期的胚胎生活环境对胎儿的正常发育是致关重要的,如果怀孕母亲早期感染风疹病毒、嗜烟、放射性接触以及应用致畸药物等,对没有遗传缺陷的夫妇,其孩子也可能会患先天性心脏病。
四、遗传病的预防
到目前为止,大部分遗传病还不能进行很有效的治疗,患者一旦出现就要痛苦终生,同时也给患者的家庭和整个人类社会造成心理上和经济上的负担。因此,采取各种行之有效的措施,预防遗传病的发生和致病遗传物质在人群体中的流行就显的更为重要。根据遗传病多具有先天性、终生性和遗传性的特点,除了要避免近亲结婚,进行产前诊断、禁止有些遗传病人结婚和生育外,还应从如下几方面进行预防。
(一)大力宣传、普及遗传病的知识
目前在我国,人们普遍缺乏遗传和遗传病的基本理论知识,特别是在农村这种现象更为严重。而在我国农民又占大多数,宣传和普及遗传病知识的任务就更加艰巨。要想尽快的普及遗传病的知识,首先要从教育学生入手,其次在群众中广为宣传,使大家懂得一些遗传和遗传病的基本知识,尤其是青年男女在确定自己的婚姻大事时,都能从遗传学的角度加以考虑,这样就一定能够降低遗传病的发病率,使我国的人口质量不断提高。
(二)尽量减少致变剂的接触
由于导致遗传病发生的异常物质既可以是从双亲遗传而来的,也可能是自身遗传物质新突变的结果,而遗传物质的突变多与环境因素的影响有关。例如,电离辐射、“三废”和许多化学物质都可不同程度的造成遗传物质的改变,进而引起遗传异常。遗传学上把凡能诱发遗传物质改变的物质称之为致变剂,按其作用的不同,致变剂又可分为诱变剂和染色体断裂剂。
诱变剂是能导致基因突变的一类物质。日常生活中经常接触到的这类物质有用于熏鱼、熏肉的着色剂亚硝酸盐;生产洗衣粉、洗头粉的乙烯亚胺类;农药除草剂2、4滴;杀虫剂砷类等。
染色体断裂剂是能够诱发染色体畸变的一类物质。如咖啡因、可可碱、烷化剂(氮芥、环磷酰胺)、抗生素(丝裂霉素C、放线菌素D、柔毛霉素)、镇静剂(氯丙嗪、眠尔通)、核酸类化合物(阿糖胞苷、5-氧尿嘧啶)、抗叶酸剂(氨甲喋呤)等。
此外如酒精、尼古丁等也是重要的致变剂,尤其对生殖细胞的影响更为严重,引起精子或卵子的质量下降。因此,吸烟、酗酒不仅危害本人,而且还会殃及子女。
(三)检出携带者
在人群中,虽然有些人表型正常,却具有致病基因或易位染色体,能传递疾病给自己的子女,这种人遗传学上称之为携带者。检出这类携带者对遗传病的预防具有积极的意义。例如,许多隐性遗传病的发病率不高,但杂合体在人群中的比例却相当高,若能及时检出隐性致病基因携带者,就能行之有效的进行遗传咨询,婚姻、生育指导和产前诊断,这将会降低遗传病的发病率。
(四)发病前的预防
有一些遗传性疾病要在特定的条件下才能发病,比如6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症患者在服用了抗疟药、解热止痛剂或进食蚕豆等之后才发生溶血。对这类遗传病,如果能在症状出现之前,尽早检出,禁止患者服用上述药和不吃蚕豆等就可能避免此类遗传病的发生。
对某些有遗传病家族史的孕妇(包括丈夫)在孩子出生前采取一定的预防措施具有积极的意义。例如,给临产前的孕妇服少量苯巴比妥,可防止新生儿高胆红素血症;给怀孕后期的母亲服用维生素B2,可防止隐性遗传型癫痫;对苯丙酮尿症或高苯丙氨酸血症的孕妇实行低苯丙氨酸饮食,可明显降低小头畸形、先天性心脏病、子宫内发育迟滞和智能发育不全患儿的出生率。
值得提出的是在医学科学较为发达的今天,已经有许多遗传性疾病,不再是不治之症,通过采用表型外科治疗,分子疗法,药物改变代谢,去掉过多底物,补充缺乏产物,维生素替补辅酶,酶合成诱导,酶修饰和取代,DNA替换等方法,消除或减轻了许多遗传病患者的痛苦。随着医学科学和遗传学的进一步发展,更多的遗传性疾病将会被征服,遗传工程将在这方面显示出它的威力。
复习思考题
1.名词解释
遗传病、染色体病、单基因病、多基因病、伴性遗传病、限性遗传病、从性遗传病
2.常染色体显性遗传病有何遗传特点?
3.常染色体隐性遗传病有何遗传特点?
4.伴X显性和伴X隐性遗传病各有何遗传特点?
5.试述多基因遗传病的遗传特点。
6.为什么在运动员选材时,要注意对预选者家族遗传病史的调查?
7.掌握遗传性疾病的发病规律,有何实践意义?