復(fù)旦大學(xué)基因診斷與基金治療教案03基因診斷的基本原理

1、第三章 基因診斷的未來發(fā)展基因診斷的基本原理基因診斷是通過檢測患者體內(nèi)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平的變化而作出或輔助臨床診斷的技術(shù)，其原理是以DNA和RNA或蛋白質(zhì)為研究材料，應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，通過檢查基因的結(jié)構(gòu)或表達(dá)來診斷疾病。1. 基因的動態(tài)變化1.1 基因表達(dá)在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的動態(tài)變化 cell damage- stress cell protection- early response genesgene productsdelayed response genes cell deterioration- 1.1 表達(dá)增加 細(xì)胞缺血、缺氧、缺葡萄糖損傷（grp、hsp、HIF-1 ）

2、 細(xì)胞出血性損傷（HO） 細(xì)胞癌變（癌基因的表達(dá)：小細(xì)胞肺癌C-myc擴(kuò)增表達(dá)2076倍； 成膠質(zhì)細(xì)胞瘤C-erbB擴(kuò)增表達(dá)50倍；視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤N-myc擴(kuò) 增表達(dá)140250倍）1.2 表達(dá)減少腫瘤抑制基因（RB、Tp53、MTS1或p16、MTS2或p15、CIP1或 p21、KIP1、 WT1、NF1、APC、MCC、DCC、PTPG、RARA） -珠蛋白生成障礙性貧血（珠蛋白基因缺失或部分缺失而使珠蛋白合成減少）1.3 病原微生物感染分子診斷技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、特異性高、敏感性強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅可以對感染性疾病的病原體進(jìn)行定性，而且可以定量。主要采用PCR結(jié)合ELISA的方法，以降低特異

3、性差及PCR污染帶來的誤診問題。目前可以開展分子診斷的感染性疾病病原體主要有結(jié)核桿菌（引起結(jié)核?。?、幽門螺桿菌（與消化性潰瘍、胃癌的發(fā)生密切有關(guān)）、乙型肝炎病毒（引起乙型病毒性肝炎）、丙型肝炎病毒（引起丙型病毒性肝炎）、庚型肝炎病毒（引起庚型病毒性肝炎）、人乳頭瘤病毒（主要引起尖銳性濕疣等，其中某些型別可能與宮頸癌的發(fā)生密切有關(guān)）、漢坦病毒（引起流行性出血熱）、類風(fēng)濕因子（用于輔助診斷類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎）、C反應(yīng)蛋白（為肺炎球菌的C多糖物質(zhì)，在急性炎癥時增加，主要用于輔助診斷活動性風(fēng)濕熱等）、淋球菌（引起淋病，其中性病淋巴肉芽腫亞種主要引起化膿性淋巴結(jié)炎和慢性淋巴肉芽腫）、沙眼衣原體（引起沙眼）、

4、梅毒螺旋體（引起梅毒）、生殖器支原體（引起泌尿生殖系感染與不育）、單純皰疹病毒（其中HSV-2主要引起原發(fā)性生殖器皰疹）、人類嗜T細(xì)胞病毒（可引起T細(xì)胞白血?。?、EB病毒（可能與兒童惡性淋巴瘤、鼻咽癌的發(fā)生有密切關(guān)系）、巨細(xì)胞病毒（孕婦早期子宮內(nèi)感染可引起死胎、早產(chǎn)和先天畸形）、水痘-帶狀皰疹病毒（可引起水痘、帶狀皰疹，孕婦患水痘可引起胎兒畸形、流產(chǎn)和死胎）、卡氏肺囊蟲（主要引起AIDS的繼發(fā)感染）、嗜肺軍團(tuán)菌（引起呼吸道感染）、腺病毒（引起呼吸道、眼結(jié)膜或胃腸感染）、伯氏疏螺旋體（引起萊姆病）、陰道毛滴蟲（引起滴蟲性陰道炎）、瘧原蟲（引起瘧疾）、HIV（引起AIDS）。2. 基因的靜態(tài)變化2

5、.1 靜態(tài)突變 點(diǎn)突變：同義突變、無義突變、錯義突變、終止密碼突變 堿基的置換 顛換：嘌呤換嘧啶；嘧啶換嘌呤； 轉(zhuǎn)換：嘌呤換嘌呤；嘧啶換嘧啶 移碼突變：移碼 堿基對的缺失：ORF縮短或延長； 堿基對的插入：ORF縮短或延長 片段突變：缺失、重復(fù)、重排2.2 動態(tài)突變 三核苷酸重復(fù)擴(kuò)增TRED1型疾病的臨床及遺傳學(xué)特征特征HDDRPLASBMASCA1SCA2MJDSCA6SCA7發(fā)病年齡1060y10703050305026510602465170遺傳方式ADADX連鎖ADADADADAD染色體定位4p16.312p13.31Xq11-q126p2312q24.114q24.3-q3119p1

6、33p21.1-p12重復(fù)類型CAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAG基因HDDRPLAARSCA1SCA2MJDCACNLIA4SCA7重復(fù)定位編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺編碼區(qū)，多聚谷氨酰胺正常范圍935723123063915291440617718異常范圍4012149754072418135376882213038200早發(fā)現(xiàn)象有有無有有有有有父母來源父母父母父母父母父=母父=母父母父母蛋白huntingtinAtrophin-1雄激素受體ataxin-1ataxi

7、n-2ataxin-31A電壓依賴性鈣通道亞單位ataxin-7突變效應(yīng)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)，細(xì)胞骨架神經(jīng)元毒性運(yùn)動神經(jīng)元毒性細(xì)胞降解成分的核內(nèi)聚集不明不明不明不明注：HD：Huntington舞蹈??； DRPLA：齒狀核、蒼白球、丘腦下體萎縮；SBMA：脊髓肌萎縮；SCA：脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)；MJD：Machado-Joseph病TRED2型疾病的臨床及遺傳學(xué)特征特征FRAXAFRAXEDMFriedreich 共濟(jì)失調(diào)發(fā)病年齡出生時出生時1050140遺傳方式X連鎖X連鎖ADAR染色體定位Xq27.3Xq2819q13.2-q13.39q13-q21.1重復(fù)類型CCGCCGCTGGAA基因FMR-1(FRAXA)FRAXEDMPKFRDA重復(fù)定位5非編碼區(qū)不明3非編碼區(qū)內(nèi)含子正常范圍650625537722異常范圍200400020020002001200早發(fā)現(xiàn)象有不明有無父母來源母源不明父=母母父蛋白FMR1(FMRP)不明強(qiáng)直性肌萎縮蛋白激酶(DMPK)frataxin突變效應(yīng)突觸蛋白翻譯的調(diào)節(jié)異常不明一種蛋白與DMPK RNA上CUG的不恰當(dāng)結(jié)合核編碼的線粒體蛋白對鐵