多基因遗传与多基因遗传病

A’B’C’
ABC A’BC AB’C ABC’ A’B’C AB’C’ A’BC’ A’B’C’
AABBCC A’ABBCC AAB’BC C
A’ABBCC A’A’BBC A’AB’BC
C
C
AAB’BCC A’AB’BC AAB’B’C
C
C
AABBC’C A’ABBC’ AAB’BC’
C
C
A’AB’BC A’A’B’BC A’AB’B’
一般群体发病率、遗传率及患者一级亲属发病率的关系图解
（二）患病人数与发病风险：
• 一个家庭中患者数越多，患者亲属的发病 风险越高。
• 例如一对夫妇已有一个唇裂患儿，再次生 育的再发风险为4%；若生育两个患者，再 次生育的再发风险将增加2-3倍，即近于 10%。
一级亲属受累数目与发病风险
双亲患病数
由此得出遗传率为74.4%.
（二）Holgiger公式 根据遗传率越高的疾病，一卵双生的发病一致率 与二卵双生的发病一致率相差越大而建立。
CMZ — CDZ h2 ＝
100 — CDZ
CMZ：一卵双生子发病一致率； CDZ：二卵双生子发病一致率。
例如:对精神分裂症的调查表明,在25对一卵双生子中, 共同患病的有20对;在20对双卵双生子中,共同患病 的有2对。试问精神分裂症的遗传率为多少?
包括一些常见病和常见的先天畸形，每种 病的发病率均高于0.1%。
发病有家族聚集倾向，但不同于单基因遗 传，因为在系谱分析中，同胞的发病率大 约只有1%~10%。
发病有种族（或民族）差异，表明这类疾 病的遗传基础。
一些多基因病发病率的种族差异
病名
脊柱裂 无脑儿 唇裂±腭裂 先天性畸形足 先天性髋关节脱位
员
50 40
数 30
20
10
平 均 值
易患性 男性患者的一级亲属
例如：先天性幽门狭窄患者，男性发病率 是女性的5倍（男0.005，女0.001）。
男性患者，儿子发病风险为5.5%， 女儿风 险为2.4%；
女性患者，儿子发病风险为19.4%，女儿风 险为7.3%。
根据一般群体发病率1/1000,可以由X和ag值表查 得:Xg=3.090, ag=3.367
根 据 患 者 一 级 亲 属 发 病 率 3.3/100, 可 查 得 Xr=1.838
b=（Xg-Xr）/a=(3.0901.838)/3.367=0.372
h2=b/r =0.372/0.5=0.744
二、遗传率（heritability）：
在多基因遗传病中，易患性高低受遗传 因素和环境因素双重影响。其中，遗传 因素即致病基因所起作用的大小称为遗 传率。
遗传率在70%-80%，表明遗传因素起重 要作用；30%-40%表明环境因素起重要 作用。
广义遗传率（H）和狭义遗传率（h2）：
（一） 应用Falconer公式计算遗传率 根据一级亲属的发病率与遗传率有关而建立。
A’AB’BC’ A’A’B’B’
C
CC
AAB’BC’ A’AB’B’C
C’
’C
A’ABBC’ A’A’B’BC
C’
’C
A’AB’BC’ A’A’B’B’
C’
C’C
AABB’C’ A’ABBC’ A’AB’BC’
C
C
C
A’AB’BC’ A’A’BBC’ A’A’B’BC
C
C
’C
AAB’B’C’ A’AB’BC’ A’AB’B’C
’C’
’C’
C’C’
20
15 6
15 6
1
1
0’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’
子2代身高变异分布图（64人）
（二） 多基因遗传的特点
1. 两个极端变异的个体(纯种)婚配:子1代 都是中间类型，但也有一定程度的变异。
2. 两个中间类型的子1代婚配：变异范围更 加广泛，有时会出现极端变异个体。
0
群体发 遗传 病率% 率 %
1.0 100
患者同胞数 0 12
1 7 14
80 1 6 14
50 1 4 8
0.1 100 0.1 4 11
80 0.1 3 10
50 0.1 1 3
1 患者同胞数 0 12
11 24 34 8 18 28 4 9 15 5 16 26 4 14 23 139
2 患者同胞数 0 12
h2=b/r
h2为遗传率，b为亲属对患者的回归系数，r为亲缘系数。
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为患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患者易患性平均值之间的标 准差数。
例如，先天性房间隔缺损在一般群体的发病率为 1/1000 ， 在 患 者 一 级 亲 属 的 发 病 率 为 3.3%, 遗 传率计算如下:
C
C
CC
AAB’BC’ A’AB’BC’ AAB’B’C
C
C
’C
A’ABBC’ A’A’BBC’ A’AB’BC
C
C
’C
AA’BB’C A’A’B’BC A’AB’B’
C’
’C
C’C
AABBC’C A’AB’BC C
A’ABBC’ A’A’B’BC
C
C
AAB’BC’ A’AB’B’C
C
C
AABBC’C’ A’AB’BC’ C
一、多基因遗传假说 多基因遗传 （ polygenic inheritance）
：多基因性状或遗传病的形成受微效基因和 环境因素的双重影响，这种遗传方式称为多 基因遗传。 1909 年，瑞典遗传学家Nilsson-Ehle通 过对小麦籽粒颜色的遗传研究，提出多基因 假说。
小麦籽粒颜色的遗传学观察：
每对等位基因对该遗传性状的作用微小也 称为微效基因，多对微效基因累加起来可 以形成明显的表型效应，称为加性效应。
表型效应除了受微效基因影响外，也受环 境因素的作用。
二、多基因遗传的特点
（一）质量性状和数量性状
1. 质量性状（ qualitative trait）:相对 性状之间的差别明显，其变异在一个群体 中的分布是不连续的，可将变异的个体明 显区分为2-3群，没有中间类型，这类性 状称为质量性状。即全或无的性状。
暗红粒 × 白粒
F1 （粉红色） 为中间型，不能区别显、隐性
F2 则由红色到白色， 表现各种不同程度的类型。
按照他的解释，数量性状是许多彼此独立的基因 作用的结果，各基因对性状表现的效果较微小，但 其遗传方式仍然服从孟德尔遗传规律。
多基因假说
遗传性状或疾病受到两对或两对以上基因 控制。
这些基因之间彼此为共显性。
多基因遗传病由于涉及多种遗传基础及环境因 素，发病机制较复杂，在估计其发病风险时， 应该综合考虑以下几方面的因素。
（一）发病风险与该病的遗传率和一般群体发病 率的高低有密切关系
当群体发病率在0.1%-1%、遗传率在70%80%时，患者一级亲属的发病风险（qr）等于 一般群体发病率（ qg ）的平方根qr =√ qg
发病率 日本 0.003 0.006 0.0017 0.014 0.01
美国 0.002 0.005 0.001 0.055 0.007
三、多基因病的遗传特点
包括一些常见病和常见的先天畸形，每种病 的发病率均高于0.1%。
发病有家族聚集倾向，但不同于单基因遗传 ，因为在系谱分析中，同胞的发病率大约只 有1%~10%
CHale Waihona Puke C’CAAB’BC’ A’ABBC’ A’AB’BC’
C’
C’
C’
AA’B’B’C A’A’B’BC A’A’B’B’
’C
’C
C’C
AAB’B’C’ A’AB’BC’ A’AB’B’C
C’
C’
’C’
A’AB’BC’ A’A’BBC’ A’A’B’BC
C’
C’
’C’
A’AB’B’C A’A’B’BC A’A’B’B’
发病有种族（或民族）差异，表明这类疾病 的遗传基础。
近亲婚配时，子女的发病风险也增高，但不 如AR那样明显。
患者的双亲与同胞、子女的亲缘系数相同， 有相同的发病风险。
随亲属级别的降低，患者亲属发病风险迅速 降低。
一些多基因病患者不同级别亲属的发病风险对比
亲属级别 一般群体
唇裂 0.001
图1 AA和Aa
aa
图2 tt
Tt
TT
单基因性状
2.数量性状（quantitative trait ）：
多基因遗传的性状为数量性状。即性状变 异在群体中的分布是连续的（呈正态分布 ），不同个体间的差异只是量的差异，称 为数量性状。
• 如人的身高、动物体重、果实大小，产量 高低等。
80
70
第六章 多基因遗传和多基因遗传病
Polygenic inheritance and polygenetic disorder
概述
多基因遗传病（ polygenic disorder） ：由两对或两对以上等位基因决定并受环境 因素的影响的疾病。
包括一些常见病和常见的多发畸形。
第1节 多基因遗传
3. 在随机婚配的群体中：变异范围很广泛， 但大多数接近中间类型。
第二节 多基因遗传病
一、易患性与阈值
1. 易感性(susceptibility)：由遗传基础决定一个 个体患病的风险。
2. 易患性(liability)：由环境因素和遗传基础共同 作用并决定一个个体是否易患某种遗传病的 可能性。
3. 阈值(threshold)：由易患性决定的多基因病 的发病限度。在一定的环境条件下，阈值代 表患病所需的致病基因的最低数量