医学遗传学实验考试1

1． 请说明小鼠骨髓细胞染色体标本的制备过程，各步骤和所用试剂的作用，

以及染色体制备技术在医学中的用途。

答：小鼠骨髓细胞染色体标本的制备过程：

①前处理：在实验前24～36小时，按0.5ml/25g体重的剂量往小鼠腹腔内注射预温至37℃的10℅的酵母葡萄糖溶液。

②注射酵母液24～36小时后，往小白鼠的腹腔内注射秋水仙素（注射量按

8.4ug/1g体重计算），注射后10～12小时取材。

③取股骨：用颈椎脱臼法处死小鼠，立即用剪刀剪掉大腿上的皮肤和肌肉，暴露股骨及其两端相连的关节和膝关节。然后从肌骨两端关节头处剪下股骨，用卫生纸擦净股骨上残余的肌肉和血液。

④收集骨髓细胞：剪掉股骨两端膨大的关节头，暴露出骨髓腔，用吸有适量生理盐水的注射器从股骨一端插入注射针头，将骨髓冲入10ml刻度离心管内，可反复冲洗数次，直至股骨变白为止。此时离心管中的细胞悬液可达6～8ml，将离心管平衡后放入离心机以1000rpm/min离心8分钟。

⑤低渗处理:吸去上清夜，留沉淀物，加入6～ 8ml0.075mol/L氯化钾低渗液（低渗液需先置37℃水浴箱内预温），用吸管将细胞团吹打均匀，置37℃水浴箱内低渗处理15分钟。

⑥预固定：低渗处理完成后，立即加入1ml新配制的固定液，混匀后以1000rpm/min离心8分钟。

⑦固定：吸去上清夜，加入固定液6～8ml（甲醇∶冰乙酸＝3∶1），用吸管吹打混匀静置15分钟。然后以1000rpm/min离心8分钟，吸去上清夜。

⑧重复第7步骤。

⑨制备细胞悬液：吸弃上清夜后，视离心管底细胞沉淀量的多少而加入3～8滴固定液，用吸管轻轻吹打成细胞悬液。

⑩滴片：吸取细胞悬液滴到预冷的载波片上，每片滴2～3滴，然后立即对准玻片吹一口气，使细胞悬液散开，并迅速将玻片在酒精灯火焰上来回过几次以助染色体分散。

11染色：将制备好并晾干的染色体标本片放在染色架上，用吸管吸取Giemsa染液（用1ml原液加9mlpH6.8的PBS混合而成，现配现用）1～2ml滴到玻片上并使之铺展开，染色5～10分钟，用自来水轻轻冲去染液，晾干待镜检。

所用试剂的作用：

①10％酵母葡萄糖溶液：促进小鼠骨髓细胞有丝分裂，提高骨髓细胞有丝分裂指数，激活免疫系统。

②1mg/ml秋水仙素：骨髓细胞可用于直接进行染色体标本制备的原因在于其具有旺盛分裂的能力, 但是由于中期时相较整个细胞周期的时相相对极短, 所以骨髓细胞的分裂若未经中期阻断的话, 骨髓内正好位于分裂中期的细胞是不多的。为获得较多的中期分裂相, 实验中一般采用秋水仙素于处死小鼠前4 h 左右对小鼠进行中期阻断, 原理是秋水仙素可以抑制微管的聚合从而抑制纺锤体的形成, 将细胞阻断在有丝分裂中期。处于间期的细胞由于受药物的影响相对较弱, 常可持续运转到分裂期, 因而在药物持续存在的情况下中期细胞的数量会逐渐增加。

③0.85%生理盐水：冲洗骨髓腔获得骨髓细胞，提供细胞生长微环境。 ④0.05mol/L氯化钾低渗液：使细胞吸水膨胀破裂,核膜变脆，并有利于染色体分开。

⑤固定液（甲醇∶冰乙酸＝3∶1）:使酶失活，通过固定可使染色体形态清晰、分散良好。

染色体制备技术在医学中的用途：

①骨髓染色体标本制备通常用于白血病患者，特别是慢性或急性粒细胞性白血病，因为骨髓反映粒系统细胞增生情况，这些病人不宜用外周血。即使是淋巴细胞性白血病，也不主张用外周血，因为加PHA刺激外周血培养，只能获得正常淋巴细胞分裂相，并不能反映那些病理淋巴细胞的染色体改变。

② 动物骨髓细胞具有数量多且分裂旺盛的特点, 可以直接利用其进行染色体标本的制备, 这种方法具有方便快捷、不需体外培养和无菌操作, 并且可以真实地反映完整机体所受环境影响的优点, 常用于环境中致畸、致突变因素的检测和小型动物染色体的研究, 在临床上也常用于白血病、多发性骨髓瘤等恶性血液病的研究。

③ 随着染色体制备技术和观察方法的建立，人类医学细胞遗传学迅速发展。诸多染色体病的发现和七十年代显带技术及八十年代染色体高分辨技术的出现和在染色体病研究中的应用，加速了细胞遗传学的发展，并促使了细胞分子遗传学这一学科的形成和临床应用。染色体原位杂交技术及间期细胞遗传学的发展为人们研究染色体病提供了更为有效的手段。生物化学理论和研究手段的不断发展，使生化遗传学得以迅速成长。DNA双螺旋结构和阐明和基因检测手段的出现，奠定了现代医学分子遗传学的基础。七十年代开始出现和发展的分子生物学技术在医学遗传学研究中的应用，大大的加快了医学遗传学的发展步伐，使医学遗传学研究进入了一个崭新的时期，一大批遗传病的发病本质从基因水平得以阐明，基因诊断和产前基因诊断迅速发展并在临床上广泛推广应用，并为基因治疗奠定了基础。

④还可用于产前诊断（如羊水细胞染色体制备分析是目前确诊胎儿是否有染色体疾病的较为完全可靠及常用的检查方法），异常染色体的检出对患者的治疗、预后及优生、优育、优教都有重要的指导意义。

第二篇：医学遗传学 考试重点整理

单基因遗传病：简称单基因病，指由一对等位基因控制而发生的遗传性疾病，这对等位基因称为主基因。上下代传递遵循孟德尔遗传定律。分为核基因遗传和线粒体基因遗传。

常染色体显性（AD）遗传病：遗传病致病基因位于1-22号常染色体上，与正常基因组成杂合子导致个体发病，即致病基因决定的是显性性状。

常染色体完全显性遗传的特征

⑴ 由于致病基因位于常染色体上，因而致病基因的遗传与性别无关即男女患病的机会均等

⑵ 患者的双亲中必有一个为患者，致病基因由患病的亲代传来；双亲无病时，子女一般不会患病（除非发生新的基因突变）

⑶ 患者的同胞和后代有1/2的发病可能

⑷ 系谱中通常连续几代都可以看到患者，即存在连续传递的现象

一种遗传病的致病基因位于1～22号常染色体上，其遗传方式是隐性的，只有隐性致病基因的纯合子才会发病，称为常染色体隐性（AR）遗传病。

带有隐性致病基因的杂合子本身不发病，但可将隐性致病基因遗传给后代，称为携带者。

常染色体隐性遗传的遗传特征

⑴ 由于致病基因位于常染色体上，因而致病基因的遗传与性别无关，即男女患病的机会均等

⑵ 患者的双亲表型往往正常，但都是致病基因的携带者

⑶ 患者的同胞有1/4的发病风险，患者表型正常的同胞中有2/3的可能为携带者；患者的子女一般不发病，但肯定都是携带者

⑷ 系谱中患者的分布往往是散发的，通常看不到连续传递现象，有时在整个系谱中甚至只有先证者一个患者

⑸ 近亲婚配时，后代的发病风险比随机婚配明显增高。这是由于他们有共同的祖先，可能会携带某种共同的基因

由性染色体的基因所决定的性状在群体分布上存在着明显的性别差异。如果决定一种遗传病的致病基因位于X染色体上，带有致病基因的女性杂合子即可发病，称为X连锁显性（XD）遗传病

男性只有一条X染色体，其X染色体上的基因不是成对存在的，在Y染色体上缺少相对应的等位基因，故称为半合子，其X染色体上的基因都可表现出相应的性状或疾病。

男性的X染色体及其连锁的基因只能从母亲传来，又只能传递给女儿，不存在男性→男性的传递，这种传递方式称为交叉遗传。

X连锁显性遗传的遗传特征

⑴ 人群中女性患者数目约为男性患者的2倍，前者病情通常较轻

⑵ 患者双亲中一方患病；如果双亲无病，则来源于新生突变

⑶ 由于交叉遗传，男性患者的女儿全部都为患者，儿子全部正常；女性杂合子患者的子女中各有50%的可能性发病

⑷ 系谱中常可看到连续传递现象，这点与常染色体显性遗传一致

如果决定一种遗传病的致病基因位于X染色体上，且为隐性基因，即带有致病基因的女性杂合子不发病，称为X连锁隐性（XR）遗传病。（血友病A）

X连锁隐性遗传的遗传特征

⑴ 人群中男性患者远较女性患者多，在一些罕见的XR遗传病中，往往

只看到男性患者

⑵ 双亲无病时，儿子有1/2的可能发病，女儿则不会发病，表明致病基因是从母亲传来的；如果母亲不是携带者，则来源于新生突变

⑶ 由于交叉遗传，男性患者的兄弟、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等也有可能是患者；患者的外祖父也可能是患者，这种情况下，患者的舅父一般不发病

⑷ 系谱中常看到几代经过女性携带者传递、男性发病的现象；如果存在女性患者，其父亲一定是患者，母亲一定是携带者

不完全显性也称为半显性遗传，它是杂合子Aa的表型介于显性纯合子AA和隐性纯合子aa表型之间的一种遗传方式，即在杂合子Aa中显性基因A和隐性基因a的作用均得到一定程度的表现。

共显性是一对等位基因之间，没有显性和隐性的区别，在杂合子个体中两种基因的作用都完全表现出来。例如人类的ABO血型系统、MN血型系统和组织相容性抗原等都属于这种遗传方式。

带有显性致病基因的杂合子（Aa）在生命的早期，因致病基因并不表达或表达尚不足以引起明显的临床表现，只在达到一定的年龄后才表现出疾病，称为延迟显性。

表现度是在不同遗传背景和环境因素的影响下，相同基因型的个体在性状或疾病的表现程度上产生的差异。 例如常染色体显性遗传的成骨不全Ⅰ型，主要症状有多发性骨折、蓝色巩膜、传导性或混合性耳聋。由于表现度的不同，轻症患者只表现出蓝色巩膜；重症患者可表现出早发、频发的骨折，耳聋和牙本质发育不全等症状。在一个家庭中即可看到受累器官的差异及严重程度的不同，称为表现度不一致。

基因的多效性是一个基因可以决定或影响多个性状。

遗传异质性是一种遗传性状可以由多个不同的遗传改变所引起。遗传异质性又可分为基因座异质性和等位基因异质性。

一个个体来自双亲的某些同源染色体或等位基因存在着功能上的差异，因此当它们发生相同的改变时，所形成的表型却不同，这种现象称为遗传印记，也称基因组印记或亲代印记。

限性遗传是指位于常染色体上的基因，由于基因表达的性别限制，只在一种性别表现，而在另一种性别则完全不能表现。这主要是由于男女性在解剖学结构上的性别差异造成的，也可能受性激素分泌方面的差异限制。如女性的子宫阴道积水症，男性的前列腺癌等。

在多基因性状中，每一对控制基因的作用是微小的，故称为微效基因。 若干对基因作用积累之后，可以形成一个明显的表型效应，称为累加效应，所以这些基因也称累加基因，这些基因相互之间没有显隐性之分，也就是说是共显的。

多基因性状往往受环境因子的影响较大，因此这类性状或疾病也称为复杂性状或复杂疾病。

微效基因所发挥的作用并不是等同的，可能存在一些起主要作用的所谓主基因，也就是说各个基因的贡献率是不相同的。

在多基因遗传病中，遗传基础是由多基因构成的，它部分决定了个体发病的可能性。这种由遗传基础决定一个个体患病的风险称为易感性。由于环境对多基因遗传病产生较大影响，因此学术界将遗传因素和环境因素共同作用决定一

个个体患某种遗传病的可能性称为易患性。

在一定的环境条件下，易感性高低可代表易患性高低。当一个个体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最低限度称为发病阈值。阈值代表患病所必需的、最低的易患基因的数量。

遗传度（又称为遗传率）是在多基因疾病形成过程中，遗传因素的贡献大小。H=b/r（b为亲属易患性对先证者易患性的回归系数；r为亲属系数）

已知一般人群患病率：b=(Xg-Xr)/ag(Xg为一般群体易患性平均值与阈值之间的标准差数； Xr为先证者亲属易患性平均值与阈值之间的标准差数；ag为一般群体易患性平均值与一般群体中患者易患性平均值之间的标准差数)

在随机婚配的大群体中，在没有受到外在因素影响的情况下，显性性状并没有随着隐性性状的减少而增加，不同基因型的相对频率在一代代传递中保持稳定，这就是Hardy-Weinberg平衡定律。

近亲的程度可以用亲缘系数（r）来表示。亲缘系数有共同祖先的两个人，在某一基因座上带有相同基因的概率。按照等位基因的分离规律，每传一代得到其中一个等位基因的概率是1/2，双亲和子女之间的亲缘系数为1/2，同胞之间的亲缘系数也是1/2

近亲婚配中的2人，他们可能从共同祖先继承到同一基因，婚后又可能把同一基因传递到他们子女，这样，子女的这一对基因就是相同的。近亲婚配使子女得到这样一对相同基因的概率，称为近婚系数（F）。一级亲属间的近婚系数就是F=1/4。二级亲属近婚系数F=1/8。三级亲属的近婚系数F=1/16。

适合度（f）是一定环境条件下，某一基因型个体能够生存并能将基因传给后代的相对能力。

选择反映了环境因素对特定表型或基因型的作用，它可以是正性选择，也可以是负性选择。实际上对特定缺陷的表型往往由于生育力下降，呈现负性选择。选择系数(s)指在选择作用下适合度降低的程度，用s表示。s反映了某一基因型在群体中不利于存在的程度，因此s=1-f。

对于某些常染色体隐性遗传病，杂合子比正常纯合子具有更高的适合度，称之为“杂合子优势”

突变是遗传物质发生的改变，这种变化的频率称为突变率，用每代每个配子中每个基因座的突变数量来表示。由突变引起的群体基因频率改变十分缓慢。

常染色体显性疾病 μ=sp 或 μ=1/2I（1-f）

常染色体隐性疾病 μ=sq2 或 μ=I（1-f） （不适合杂合子优势） X-连锁隐性疾病 μ=1/3sq 或 μ=1/3I（1-f）

μ：每代每个基因的突变率

p和q：基因频率

s：选择系数

f：适合度=1-s

I：人群中该性状的频率（发生率）

遗传负荷是由群体中导致适合度下降的所有有害基因构成，遗传负荷主要有突变负荷和分离负荷，受近亲婚配和环境因素的影响。

人类染色体：

1.染色体命名的一般规则：每一染色体都以着丝粒为界标，分成短臂（p）

和长臂（q）。区和带的序号均从着丝粒为起点，沿着每一染色体臂分别向长臂、短臂的末端依次编号为1区、2区、??，以及1带、2带??。界标所在的带属于此界标以远的区，并作为该区的第1带。被着丝粒一分为二的带，分别归属于长臂和短臂，分别标记为长臂的1区1带和短臂的1区1带。

描述一特定带时需要写明以下4个内容：

① 染色体序号；

② 臂的符号；

③ 区的序号；

④ 带的序号。

例如：1p31表示第1号染色体，短臂，3区，1带。

2.染色体的形态：在有丝分裂中期的染色体的形态是最典型的，可以在光学显微镜下观察，常用于染色体研究和临床上染色体病的诊断。

每一中期染色体都具有两条染色单体，互称为姐妹染色单体，它们各含有一条DNA双螺旋链。两条单体之间由着丝粒相连接，着丝粒将染色体划分为短臂（p）和长臂（q）两部分。

染色体上的着丝粒位置是恒定不变的，根据染色体着丝粒的位置可将染色体分为4种类型：

① 中着丝粒染色体，着丝粒位于或靠近染色体中央。若将染色体全长分为8等份，则着丝粒位于染色体纵轴的1/2～5/8之间，着丝粒将染色体分为长短相近的两个臂；

② 亚中着丝粒染色体，着丝粒位于染色体纵轴的5/8～7/8之间，着丝粒将染色体分为长短不同的两个臂；

③ 近端着丝粒染色体，着丝粒靠近一端，位于染色体纵轴的7/8～末端之间，短臂很短；

④ 端着丝粒染色体，着丝粒位于染色体的末端，没有短臂。

人类染色体只有前三种类型，即中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体三种。

3染色体显带：显带染色体是染色体标本经过一定程序处理，并用特定染料染色，使染色体沿其长轴显现明暗或深浅相间的横行带纹，称为染色体带，这种使染色体显带的方法，称为显带技术。它能显示染色体本身更细微的结构，有助于准确地识别每一条染色体及诊断染色体异常疾病。显带技术主要有G带分析、C带分析、Q带分析、R带分析、T带分析、N带分析和高分辩染色体技术等。

4.染色体核型：一个体细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像就称为核型。将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特征的分析，确定其是否与正常核型完全一致，称为核型分析。

5.染色体数目异常：以人二倍体数目为标准，体细胞的染色体数目（整组或整条）的增加或减少，称为染色体数目畸变。包括整倍体改变和非整倍体改变两种形式。

6染色体结构畸变： 染色体结构畸变的发生受多种因素的影响，如物理因素、化学因素、生物因素和遗传因素等。在这些因素的作用下，首先是染色体发生断裂，然后是断裂片段的重接。断裂的片段如果在原来的位置上重新接合，称为愈合或重合，即染色体恢复正常，不引起遗传效应。如果染色体断裂后未在原位重接，也就是断裂片段移动位置与其他片段相接或者丢失，则可引起染色

体结构畸变又称染色体重排。

无论数目畸变，还是结构畸变，其实质是涉及染色体或染色体节段上基因群的增减或位置的转移，使遗传物质发生了改变，结果都可以导致染色体异常综合征，或染色体病。

7.染色体病：染色体数目或结构异常引起的疾病称为染色体病。

8.与染色体数目异常相关的疾病：单体综合征、三体综合症、21三体综合症、罗伯逊易位（平衡易位）、Turner综合征

染色体畸变可发生在细胞周期的任何一个阶段。与染色体结构畸变相关的疾病：猫叫综合征、

线粒体遗传：

1.线粒体DNA的特点：线粒体DNA（mtDNA）是独立于细胞核染色体外的又一基因组，被称为人类第25号染色体，遗传特点表现为非孟德尔遗传方式，又称核外遗传。mtDNA分子量小，结构简单，进化速度快，无组织特异性，具有特殊的结构特征、遗传特征和重要功能，而且在细胞中含量丰富（几乎每个人体细胞中都含有数以百计的线粒体，一个线粒体内有 2～10个拷贝的DNA），易于纯化，是研究基因结构和表达、调控的良好模型，在人类学、发育生物学、分子生物学、临床医学、法医学等领域受到广泛的重视，并取得令人瞩目的成就。

2.线粒体遗传的母系遗传：在精卵结合时，卵母细胞拥有上百万拷贝的mtDNA，而精子中只有很少的线粒体，受精时几乎不进入受精卵，因此，受精卵中的线粒体DNA几乎全都来自于卵子，来源于精子的mtDNA对表型无明显作用，这种双亲信息的不等量表现决定了线粒体遗传病的传递方式不符合孟德尔遗传，而是表现为母系遗传，即母亲将mtDNA传递给她的儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代

3. 遗传瓶颈效应：异质性在亲子代之间的传递非常复杂，人类的每个卵细胞中大约有10万个mtDNA，但只有随机的一小部分（2～200个）可以进入成熟的卵细胞传给子代，这种卵细胞形成期mtDNA数量剧减的过程称“遗传瓶颈效应”。 瓶颈效应限制了其下传的mtDNA的数量及种类，造成子代个体间明显的异质性差异，甚至同卵双生子也可表现为不同的异质性水平。

4.异质性：在克隆和测序的研究中发现一些个体同时存在两种或两种以上类型的mtDNA，称为异质性。

1同一个体不同组织、同一组织不同细胞、同一细胞甚至同一一般表现为：○

线粒体内有不同的mtDNA拷贝；② 同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNA。

5.阈值效应：能引起特定组织器官功能障碍的突变mtDNA的最少数量称阈值。在特定组织中，突变型mtDNA积累到一定程度，超过阈值时，能量的产生就会急剧地降到正常的细胞、组织和器官的功能最低需求量以下，引起某些器官或组织功能异常，其能量缺损程度与突变型mtDNA所占的比例大致相当。

6.线粒体遗传具有半自主性

7.高频突变：mtDNA突变率比nDNA高10～20倍，其原因有以下几点：

①mtDNA中基因排列非常紧凑，任何mtDNA的突变都可能会影响到其基因组内的某一重要功能区域；

②mtDNA是裸露的分子，不与组蛋白结合，缺乏组蛋白的保护；

③mtDNA位于线粒体内膜附近，直接暴露于呼吸链代谢产生的超氧粒子和电子传递产生的羟自由基中，极易受氧化损伤。如：mtDNA链上的脱氧鸟苷（dG）可转化成羟基脱氧鸟苷（8-OH-dG），导致mtDNA点突变或缺失；

④mtDNA复制频率较高，复制时不对称。亲代H链被替换下来后，长时间处于单链状态，直至子代L链合成，而单链DNA可自发脱氨基，导致点突变；

⑤缺乏有效的DNA损伤修复能力。

确定一个mtDNA是否为致病性突变，有以下几个标准：

1突变发生于高度保守的序列或发生突变的位点有明显的功能重要性； ○

②该突变可引起呼吸链缺损；

③正常人群中未发现该mtDNA突变类型，在来自不同家系但有类似表型的患者中发现相同的突变；

④有异质性存在，而且异质性程度与疾病严重程度正相关。

8.线粒体遗传的特点：高频突变、母系遗传、分配的随机性、阈值效应

免疫遗传学：

ABO血型系统：ABO血型系统是正常人血清中已知惟一存在天然抗体的血型系统。除红细胞外，许多其他组织细胞中（如淋巴细胞、血小板、内皮细胞和上皮细胞等）也存在该系统的抗原，因此红细胞外的ABO系统又称为组织血型抗原，它是输血和器官移植中重要的血型系统。此外，80%的汉族个体的体液中（脑脊液除外）也存在ABO抗原物质，为分泌型ABO抗原

Rh血型系统：19xx年Landsteiner和Wiener发现，以恒河猴红细胞免疫家兔，家兔的抗血清能够凝集约85%的白种人红细胞。由此可将人群划分为Rh阳性（凝集者）和Rh阴性（不凝集者）两大类。与此相关的血型系统称为Rh血型系统。

HLA: 人类白细胞抗原又称为主要组织相容性抗原（MHA），它分布在所有有核细胞表面，由于这类抗原首先在白细胞上发现，所以被称为白细胞抗原，这类抗原决定着机体的组织相容性，对排斥应答起着决定性作用。编码这类抗原的基因群称为主要组织相容性复合体，在人类称为HLA复合体，或称HLA系统。该领域的研究发展十分迅速，为许多疾病特别是自身免疫性疾病、肿瘤、感染性疾病的预防、诊断和治疗提供帮助。

HLA复合体是人类中最复杂、最富有多态性的遗传系统。HLA复合体位于6p21.31，全长3600kb，已经确定地基因位点有224个，其中128个为功能型基因，具有表达产物。HLA复合体具有以下几个特点：

① 是免疫功能相关基因最集中、最多的一个区域，128个功能性基因中39.8%具有免疫功能；

② 是基因密度最高的一个区域，平均每16kb就有一个基因；

③ 是最富有多态性的一个区域，因此也是一个理想的遗传标记区域，但高度多态性为在器官移植中选择合适的供体带来了困难；

④ 是与疾病关联最为密切的一个区域。

连锁不平衡：HLA 不同基因座位的各等位基因在人群中以一定的频率出现。在某一群体中，不同座位上某两个等位基因出现在同一条单元型上的频率与预期的随机频率之间存在明显差异的现象，称连锁不平衡

自身免疫性疾病（AID）是由于正常免疫耐受功能受损导致免疫细胞及其成分对自身组织结构和功能的破坏，并出现一定临床表现的一类疾病

免疫应答：是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。这个过程是免疫系统各部分生理功能的综合体现，包括了抗原递呈、淋巴细胞活化、免疫分子形成及免疫效应发生等一系列的生理反应。免疫活性细胞（T淋巴细胞，B淋巴细胞）识别抗原，产生应答（活化、增殖、分化等）并将抗原破坏和/或清除的全过程称为免疫应答。

固有免疫应答：亦称固有免疫、天然免疫或非特异性免疫，是指机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能，构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。 参与固有免疫的细胞如单核-巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞、NK细胞和NKT细胞。

适应性免疫应答：是指体内抗原特异性T/B淋巴细胞接受抗原刺激后，自身活化、增殖、分化为效应细胞，产生一系列生物学效应的全过程。 肿瘤属于体细胞遗传病，是细胞异常增殖所形成的细胞群。肿瘤形成后可在原位继续生长，也可转移并进入其他组织器官，而侵袭到其他部位的肿瘤恶性程度更高。

Bloom综合症临床表现：身材矮小，慢性感染，免疫功能缺陷，日光敏感性面部红斑和轻度颜面部畸形，多在30岁前发生各种肿瘤和白血病。染色体不稳定或基因组不稳定性是BS患者细胞遗传学的显著特征，主要表现在：①体外培养的BS细胞株的染色体易发生断裂并易形成结构畸变，体内BS细胞如颊粘膜细胞在分裂间期常可见细胞内出现多个微核结构。②BS细胞的染色体易位发生在染色体的同源序列之剑，从而出现频发的姐妹染色单体交换现象。③不但在编码序列之间，而且在非编码序列之间也同样存在BS体细胞的断裂性突变。④培养的BS细胞中常见四射体结构，尤其常见于短期培养的BS淋巴细胞中，但在正常人的细胞中却罕见。

着色性干皮病是一种罕见的，致死性AR遗传病，发生率为1/250000.XP的主要临床特点为早发的起源于皮肤上皮鳞状细胞或基底细胞的皮肤癌，此外还包括性发育不良，生长迟缓，伴智力低下的神经异常，小头和神经性耳聋。XP患者皮肤有许多色素斑点，常是皮肤癌的发生部位；此外也易患一些其他肿瘤，包括恶性黑色素瘤，肉瘤等。他们对光极其敏感，皮肤、眼和舌部易受损；有神经系统异常且学习能力差。XP患者很少能活过20岁。

视网膜母细胞瘤是婴儿视网膜发生的恶性肿瘤，发病率约1/20000个活婴，大约40%的视网膜母细胞瘤是遗传性的，子代通过生殖细胞遗传一个突变的RB1基因。如果在一个视网膜细胞中发生一次体细胞突变，剩下的一个正常等位基因失活则可产生肿瘤。患病的幼童大多双眼均受累，家族性视网膜母细胞瘤往往表现为显性遗传和外显不全。另有60%的视网膜母细胞瘤是散发性的，这些病例的视网膜母细胞往往一个细胞中的两个RB1等位基因因体细胞突变而

失活，由于这种情况的发生比较稀有，所以往往发病时只表现为单侧肿瘤，而且比家族性的发病年龄要晚。

乳腺癌：乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，据资料统计，发病率占全身各种恶性肿瘤的7-10%。它的发病常与遗传有关，以及40—60岁之间、绝经期前后的妇女发病率较高。仅约1-2%的乳腺患者是男性。通常发生在乳房腺上皮组织的恶性肿瘤。是一种严重影响妇女身心健康甚至危及生命的最常见的恶性肿瘤之一，男性乳腺癌罕见。主要症状表现为：乳腺肿块、乳腺疼痛、乳头溢液、乳头改变、皮肤改变、腋窝淋巴结肿大。

现代医学证明乳腺癌有家族史，也称家族性癌，临床已证实，乳腺癌患者女性家庭中有外祖母或母亲、姐妹等患乳腺癌，这符合常染色体显性遗传，是一种部位特异性遗传类型，其家属成员感性的肿瘤是乳腺癌。这里提醒患有乳腺增生或纤维瘤的患者，应该警觉并积极治疗，防止患乳腺癌，以及遗传给本人，再遗传给子女的恶性循环现象发生，因为乳腺癌高危家族中易患基因突变。

乳腺癌是乳房腺上皮细胞在多种致癌因子作用下，发生了基因突变，致使细胞增生失控。由于癌细胞的生物行为发生了改变，呈现出无序、无限制的恶性增生。它的组织学表现形式是大量的幼稚化的癌细胞无限增殖和无序状地拥挤成团，挤压并侵蚀破坏周围的正常组织，破坏乳房的正常组织结构。

Rous肉瘤病毒：属于致癌RNA病毒的引起肉瘤的病毒之总称。在体内引起非上皮性实体肿瘤（肉瘤），而在细胞培养系中转化为成纤维细胞。自劳斯于19xx年从鸡的可移植性肿瘤（劳斯肉瘤）中分离到病原病毒以来，在禽类中所分离到的许多肉瘤病毒均称劳斯肉瘤病毒，或称为禽类肉瘤病毒。在小鼠中从小鼠白血病病毒的材料里以各种方式所分离到的病毒，都称为小鼠肉瘤病毒。除此之外还分离到猫肉瘤病毒。

癌基因：是一类影响正常细胞生长和发育的基因。又称转化基因，它们一旦活化便能促使人或动物的正常细胞发生癌变。

病毒癌基因：存在于病毒（大多是逆转录病毒）基因组中能使靶细胞发生恶性转化的基因。它不编码病毒结构成分，对病毒无复制作用，但是当受到外界的条件激活时可产生诱导肿瘤发生的作用

原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。 肿瘤细胞中存在着显形作用的癌基因，在正常细胞中有与之同源的正常基因,被称为原癌基因

细胞癌基因：存在于正常的细胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因，当其受到某些条件激活时，结构和表达发生异常，能使细胞发生恶性转化。

细胞癌基因对细胞的生长、分化和功能活动是至关紧要的。正常的细胞癌基因并不致癌，只是当它们异常表达或其表达产物异常时才会导致细胞的恶性转

化，迄今发现的细胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”，而且是高度保守的。

原癌基因的激活：

1． 调节突变——生长因子基因被激活——表达或分泌的增加

2． 结构突变——生长因子受体，信号传导蛋白被激活——持续的细胞增殖信号

3． 易位，反转录病毒插入——核内癌基因被激活——过量表达

4． 基因扩增——核内癌基因被激活——过量表达

P53基因：是一类细胞周期的调控因子，使细胞维持在静止期甚至自杀作用。P53的功能形式为一个四聚体，基因座上的两个等位基因均参与编码四聚体中的亚基，一个P53等位基因的突变可导致整个P53活性丧失，表现为“显性失活”的特征。

二次突变假说：认为遗传性视网膜母细胞瘤家族连续传递时，已经携带了一个生殖细胞系的突变，这时若在体细胞（如视网膜细胞）内再发生一次体细胞突变，即产生肿瘤，这种事件较易发生，所以发病年龄较早。而散发性的是由于一个细胞内的两次体细胞突变而产生的，发病率较低或不易发生，所以发病年龄较晚。

点突变：原癌基因中由于单个碱基突变而改变编码蛋白的功能，或使基因激活并出现功能变异。是癌的早期变化，具有明显的使动作用。

八．遗传病诊断

系谱分析是了解遗传病的一个常用的方法。其基本程序是先对某家族各成员出现的某种遗传病的情况进行详细的调查，再以特定的符号和格式绘制成反映家族各成员相互关系和发生情况的图解，然后根据孟德尔定律对各成员的表现型和基因型进行分析。

细胞遗传学检查：染色体检查或核型分析，是辅助诊断和对染色体病确诊的主要方法。利用高分辨染色体显带技术，可以更准确的发现和确定更多的染色体数目和结构异常，并发现新的微小畸变综合症，把疾病相关基因确定在一个较小的范围内。

生化检查：是遗传病诊断的重要辅助手段，主要是对由于基因突变所引起的酶和蛋白质的定量和定性分析，对单基因病和先天性代谢病进行诊断，包括一般的临床生化检验和针对遗传病的特意检查。

Southern印迹杂交技术是分子生物学领域中最常用的具体方法之一。其基本原理是：具有一定同源性的两条核酸单链在一定的条件下，可按碱基互补的原则形成双链，此杂交过程是高度特异的。由于核酸分子的高度特异性及检测方法的灵敏性，综合凝胶电泳和核酸内切限制酶分析的结果，便可绘制出DNA分子的限制图谱。但为了进一步构建出DNA分子的遗传图，或进行目的基因序列的测定以满足基因克隆的特殊要求，还必须掌握DNA分子中基因编码区的大小和位置。有关这类数据资料可应用Southern印迹杂交技术获得。

Southern印迹杂交技术包括两个主要过程：一是将待测定核酸分子通过一定的方法转移并结合到一定的固相支持物（硝酸纤维素膜或尼龙膜）上，即印迹；二是固定于膜上的核酸同位素标记的探针在一定的温度和离子强度下退火，即分子杂交过程。

Northern印迹杂交。这是一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。DNA印迹技术由Southern于19xx年创建，称为Southern印迹技术，RNA印迹技术正好与DNA相对应，故被称为Northern印迹杂交。Northern 印迹杂交的RNA吸印与Southern印迹杂交的DNA吸印方法类似，只是在进样前用甲基氢氧化银、乙二醛或甲醛使RNA变性，而不用NaOH，因为它会水解RNA的2'-羟基基团。

Western免疫印迹，是将蛋白质转移到膜上，然后利用抗体进行检测。 与Southern或Northern杂交方法类似，但Western Blot采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针”是抗体，“显色”用标记的二抗。经过PAGE分离的蛋白质样品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，固相载体以非共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反应，再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的表达。

印迹技术的核心过程可以简单描述为将待检测的生物大分子经电泳等方法分离后转移并固定在膜（如：硝酸纤维素膜、PVDF膜、尼龙膜）上，然后用特异性识别物质（如探针）去识别，最后经显色反应（同位素放射自显影、荧光、化学发光等）在膜上显示出结果------印迹。

PCR技术：聚合酶链式反应，其英文是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病病的诊断或任何有DNA,RNA的地方．

FISH技术：FISH技术是一种重要的非放射性原位杂交技术。它的基本原理是: 将DNA(或RNA)探针用特殊的核苷酸分子标记,然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上,再用与荧光素分子偶联的单克隆抗体与探针分子特异性结合来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析. FISH具有安全、快速、灵敏度高、探针能长期保存、能同时显示多种颜色等优点,不但能显示中期分裂相,还能显示于间期核.同时在荧光原位杂交基础上又发展了多彩色荧光原位杂交技术和染色质纤维荧光原位杂交技术.

限制性片段长度多态性(RFLP) 技术的原理是检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大小。因此凡是可以引起酶切位点变异的

突变如点突变（新产生和去除酶切位点）和 一段DNA的重新组织（如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化）等均可导致RFLP的产生。

斑点杂交:是指将待测的DNA变性后点加在硝酸纤维素膜（或尼龙膜,NC膜）上，用已标记的探针进行杂交，洗膜(除去未接合的探针)，放射自显影，判断是否有杂交及其杂交强度，主要用于基因缺失或拷贝数改变的检测。

PCR-ASO为等位基因特异性寡核苷酸杂交法(ASO)的简称，是基于核酸杂交的一种方法。根据已知基因突变位点的碱基序列，设计和制备野生型或突变型基因序列互补的两种探针，分别与被检测者样品中的DNA分子进行杂交，根据样品与两种探针杂交信号的强弱，确定是否存在基因突变，判断被检者是突变基因的纯合子或杂合体。

DNA芯片：DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。

基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断。

出生前诊断对象：①夫妇之一有染色体畸变，特别是平衡易位携带者，或者夫妇染色体正常但生育过染色体病患儿的孕妇。②35岁以上的孕妇。③夫妇之一有开放神经管畸形或生育过这种患儿的孕妇。④夫妇之一有先天性代谢缺陷，或生育过这种患儿的孕妇。⑤X连锁遗传病致病基因携带者孕妇。⑥有习惯性流产史的孕妇。⑦羊水过多的孕妇。⑧夫妇之一有致畸因素接触史的孕妇。⑨有遗传病家族史，又是近亲结婚的孕妇。

出生前诊断方法：

1． B超

2． 羊膜穿刺

3． 绒毛取样法

4． 脐带穿刺术

5． 胎儿镜检查

6． 分离孕妇外周血中的胎儿细胞

7． 植入前诊断

基因治疗：运用重组DNA技术，将具有正常基因及其表达所需的序列导入到病变细胞或体细胞中，以替代或补偿缺陷基因的功能，或抑制基因的过度表达，从而达到治疗的目的。

一般策略：

1。基因修正：通过特定的方法对突变的DNA进行原位修复

2．基因替代：去除整个变异基因，用有功能的正常基因取代之

3．基因增强：将目的基因导入病变细胞或其他细胞

4．基因抑制或基因失火：导入外源基因去干扰，抑制有害基因的表达 一般方法：

1． 物理方法

2． 化学法

3． 膜融合法

4． 受体载体转移法

5． 同源重组法

6． 病毒介导转移法

逆转录病毒介导法

将外源基因替换病毒基因组的反式元件，通过顺式元件的调控序列和感染成分重组病毒载体，然后注射到MII期的卵母细胞，体外受精和筛选。即将目的基因重组到逆转录病毒载体上，制成高浓度的病毒颗粒，人为感染着床前或着床后的胚胎，也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的，通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。

基因治疗的安全性问题：病毒在体内回复突变或复制与活化、生殖细胞被侵染、癌基因被激活、抑癌基因被抑制以及免疫反应等。

十 杂谈

1、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化，基因组印记和DNA编辑、基因沉默、核仁显性和休眠转座子激活等。

2、DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。

在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5＇端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活。

DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基嘌呤（N6-mA）及7－甲基鸟嘌呤（7-mG）

3、染色质重塑DNA 复制、转录、修复、重组在染色质水平发生, 这些过程中, 染色质重塑可导致核小体位置和结构的变化, 引起染色质变化。

4、基因组印记越来越多的研究显示一个个体来自双亲的某些同源染色体或等位基因存在着功能上的差异，因此当它们发生相同的改变时，所形成的表型却不同，这种现象称为遗传印记或基因组印记或亲代印记。

5、重组DNA是一种人工合成的脱氧核糖核酸。它是把一般不同时出现的DNA

序列组合到一起而产生的。从遺傳工程的观点来看重組DNA是把相关的DNA添加到已有生物的基因組中，比如细菌的质粒中，其目的是为了改变或者添加特别是的特性，比如免疫。重組DNA与遺傳重組不是一回事。它不是重组细胞内或者染色体上已经存在的基因组，而完全是通过外部工程达到的。重组蛋白质是从重組DNA合成出来的蛋白质。

1） 工具酶

①限制性内切酶（RE）是其中最重要的工具酶之一。它是一类核酸水解酶，能识别和切割双链DNA分子中的特定核苷酸序列。

②DNA聚合酶

③DNA连接酶（DNA ligase）催化双链DNA一端的3′-OH与另一双链DNA5′端的磷酸根形成3′，5′－磷酸二酯键，使具有相同粘末端或平端的DNA末端连接起来。连接酶主要有两种：T4噬菌体DNA连接酶和大肠杆菌DNA连接酶，重组DNA技术中常用前者。

2） 载体

运载体一般为质粒，是细菌中染色体以外的DNA。但它不是正常的成分，即没有质粒也完全可以正常生长。质粒是环状的DNA，能自主复制，有若干内切酶切口和某些抗生素的抗药性基因。可以作为转基因的载体。

6、同源重组指发生在非姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。

十一、生化遗传病

分子病：是由遗传基因突变或获得性基因突变是蛋白质的分子结构或合成的量异常直接引起机体功能障碍的一类疾病。包括血红蛋白病、血浆蛋白病、受体病、膜转运蛋白病、结构蛋白缺陷病、免疫球蛋白缺陷病。

镰状细胞贫血：是由B基因缺陷所引起的一种疾病，呈常染色体隐性遗传。在HbS中，由于带负电的极性亲水谷氨酸被不带电的非极性疏水缬氨酸所代替，致使血红蛋白的溶解度下降。在氧张力低的毛细血管区，HbS形成管状凝胶结构(如棒状结构)，导致红细胞扭曲成镰刀状(即镰变)。这种僵硬的镰状红细胞不能通过毛细血管，加上HbS的凝胶化使血液的黏滞度增大，阻塞毛细血管,引起局部组织器官缺血缺氧，产生脾肿大、胸腹疼痛(又叫做“镰形细胞痛性危象”)等临床表现。

a地中海贫血区综合征

地中海贫血患者由于某种或某些珠蛋白链合成速率降低，造成一些肽链缺乏，另一些肽链相对过多，出现肽链数量的不平衡，导致溶血性贫血，称为地中海贫血。A珠蛋白链合成减缺的称为a地中海贫血。

苯丙酮尿症

是一种严重的常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病，因病人尿中排泄大量的苯丙酮酸而得名。，由于染色体基因突变导致肝脏中苯丙氨酸羟化酶(PAH)缺陷从而引起苯丙氨酸(PA)代谢障碍所致，引起中枢神经系统的损伤。神经系统异常体征不多见，可有脑小畸形，肌张力增高，步态异常，腱反射亢进，手部细微震颤，肢体重复动作等。由于黑色素缺乏，患儿常表现为头发黄、皮肤和虹膜色浅。患儿尿液中常有令人不快的鼠尿味。同时，患儿易合并有湿疹、呕吐、腹泻等。

恶性苯丙酮尿症

苯丙酮尿症是由于肝中苯丙氨酸轻化酶或其辅酶四氢生物蝶呤缺陷引起的先天性代谢性疾病，属常染色体隐性遗传病。四氢生物蝶呤缺乏所致者又称恶性苯丙酮尿症，其临床表现变异较大，容易误诊。

半乳糖血症

半乳糖血症是人类的一种基因型遗传代谢缺陷病，是由于缺乏１－磷酸半乳糖尿苷酰转移酶，导致婴儿不能代谢奶汁中乳糖分解生成的半乳糖。致使血和尿中半乳糖增多的一种遗传性疾病。属于常染色隐性遗传，致病基因定位于9p13

个体对药物的特异性

临床医生在使用某些药物时，必须遵循因人而异的用药原则。因为在群体中，不同个体对某一药物可能产生不同的反应，甚至可能出现严重的不良副作用，这种现象称为个体对药物的特应性。特应性产生的原因相当部分取决于个体的遗传背景。

蚕豆病红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）有遗传缺陷者在食用青鲜蚕豆或接触蚕豆花粉后皆会发生急性溶血性贫血症——蚕豆病。

巴氏小体

在哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外，其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体，此即为巴氏小体。又称X小体，通常位于间期核膜边缘。研究表明，巴氏小体就是性染色体异固缩（细胞分裂周期中与大部分染色质不同步的螺旋化现象）的结果。体育运动会上的性别鉴定主要采用巴氏小体方法。