第18章遗传疾病的诊断-FudanUniversity

第十八章遗传病的诊断遗传病诊断是一项复杂的工作，需要多学科的密切配合。

遗传病的诊断包括常规诊断和特殊诊断。

常规诊断指与一般疾病相同的诊断方法，特殊诊断是指采用遗传学方法，包括染色体检查，家系分析等，是遗传病确诊的关键。

目前，临床上遗传病诊断包括：临症诊断、症状前诊断（presymptomatic diagnosis）、出生前诊断和植入前诊断。

第一节临症诊断临症诊断（symptomatic diagnosis）是根据患者的各种临床表现进行分析，确诊并判断遗传方式，是遗传病诊断的主要内容。

一、病史、症状和体征（一）病史遗传病大多有家族聚集倾向，因此病史的采集非常重要。

在采集病史时要准确、详尽。

另外还要收集病人的家族史、婚姻史和生育史等相关信息。

遗传病史的采集比其他疾病更重要，因为遗传病的家族聚集性和其传递的规律性决定了病史采集可能会获得更有用的信息，对后续的分析工作可能会有很大的帮助。

病史采集的关键是材料的真实性和完整性。

病史采集，主要是通过采集对象的描述和有关个体的病案查询工作来完成。

实践中还应注意不同个体描述是否可以相互印证，以确定资料的可信度。

对于发病原因、过程、时间、地点、治疗情况等也应详细记录。

（二）症状与体症遗传病除了具有其他疾病相同的体征外，还有特异性征候群，这些都为初步诊断提供线索。

大多遗传病在婴儿和儿童期有相应的体征和症状，如Down综合征患儿的特殊面容和智力低下等，当然还需要通过染色体检查进一步确诊。

二、家系分析根据对患者及家族成员发病情况的调查结果绘制系谱，确定单基因病或多基因病，遗传方式等。

系谱分析时应注意：系谱的完整性和准确性；单基因遗传病的分析非常有用，常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病，X连锁显性遗传病，X连锁隐性遗传病，Y连锁遗传病。

单基因遗传分析中要注意外显不全，延迟显性，显、隐性的相对性，新的突变产生，遗传印记，动态突变，以及遗传异质性等问题，避免判断上的错误和发病风险的错误估计。

线粒体遗传病通过母系遗传，主要特点是晚发，进行性。

多基因病是一大类常见的疾病，有家族聚集倾向，但不遵循孟德尔分离规律。

以往被认为是多基因病的一些疾病，一部分被证明是遗传异质性所致，即受单个主基因决定，如癫痫，先天性心脏病和先天性巨结肠等。

三、细胞遗传学检查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。

随着显带技术的应用，特别是高分辨染色体显带技术的发展，能够更准确地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征。

利用染色体显带技术，可以对许多疾病在染色体水平找到原发性改变，如肿瘤，发育缺陷、心血管疾病等，把疾病相关基因确定在一个较小的范围内。

染色体原位杂交是应用标记的DNA片段（探针）与玻片标本上的细胞、染色体，以及间期的DNA或RNA杂交，研究核酸片段的位置、相互关系的技术。

一般用生物素、地高辛等标记探针，原位杂交后，用荧光染料标记的生物素亲和蛋白、抗亲和蛋白的抗体进行免疫检测和杂交信号放大，使探针杂交的区域发出荧光，这种原位杂交称荧光原位杂交（FISH），灵敏度高，特异性强，可以检测染色体微小结构异常，也可应用在基因定位和基因制图等领域。

另外还有双色FISH、多色FISH和染色体涂染等方法，大大提高了染色体畸变的检出率和准确性。

染色体检查标本主要有外周血，羊水中胎儿脱落细胞和胎儿的脐带血，病人的骨髓、胸腹水、手术切除的病理组织，培养细胞等。

染色体检查适应症包括：明显智力发育不全者；生长迟缓或伴有其他先天畸形者；夫妻之一有染色体异常，如平衡异位，嵌合体等；家族中已有染色体异常或先天畸形的个体；多发性流产妇女及其丈夫；原发性闭经和女性不育症；无精子症和不育的男性；两性畸形者；疑为先天愚型的患儿及其父母；原因不明的智力低下并伴有大耳、大睾丸和多动症者；35岁以上的高龄孕妇。

四、生化检查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异检查。

目前已知的多种遗传性代谢病中，大多数为酶缺陷。

可由于基因突变、基因缺失、基因表达异常或翻译后加工修饰缺陷所致。

目前临床主要对酶活性和代谢产物进行检测，以血液和尿液为主要检材，有的可以制成滤纸片和通过显色反应进行检测，随着对遗传病发病机理认识的深入和检测方法的改进，检测将更加简便、快捷。

第二节出生前诊断出生前诊断或称产前诊断（prenatal diagnosis）是采用羊膜穿刺术或绒毛取样等技术，对羊水、羊水细胞和绒毛进行遗传学检验，对胎儿的染色体、基因进行分析诊断，是预防遗传病患儿出生的有效手段，越来越广泛的被应用。

一、出生前诊断对象根据遗传病的危害程度和发病率，可将出生前诊断的对象排列如下：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夫妇之一有开放性神经管畸形，或生育过这种畸形患儿的孕妇；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，又系近亲结婚的孕妇。

但应当注意，已出现先兆流产、妊娠时间过长、有出血倾向者的孕妇不宜做产前诊断。

二、出生前诊断的方法（一）B超B超是一种安全无创的检测方法，能够详细检查胎儿的外部形态和内部结构，使许多遗传性疾病得到早期诊断。

可以诊断的疾病有，神经管缺陷、脑积水、无脑畸形；唇裂、腭裂，颈部淋巴管肿瘤；先天性心脏病，支气管、肺发育异常、胸腔积液；其他的异常，如先天性单侧肾缺如，先天性幽门狭窄、先天性巨结肠等。

（二）羊膜穿刺羊膜穿刺是在B超的监视下，用消毒的注射器抽取胎儿羊水（图18-1）。

可以对抽取的羊水及其中的胎儿脱落细胞进行细胞培养，分析染色体，以及生化和基因的检测。

如羊水中甲胎蛋白浓度过高时，提示胎儿可能有无脑、开放性脊柱裂、脊髓脊膜膨出和脑积水等异常。

羊膜穿刺一般在妊娠16～20周进行，流产的风险相对较小。

（三）绒毛取样法绒毛取样一般在妊娠7～9周进行，是妊娠早期诊断方法。

也是在B超监视下，用特制的取样器，从阴道经宫颈进入子宫，沿子宫壁到达取样部位，用内管吸取绒毛（图18-2）。

绒毛取样的优点是检查时间早，需要作出选择性流产时，给孕妇带来的损伤和痛苦较小。

缺点是经子宫颈取样标本容易被污染，胎儿和母体感染和操作不便，引起流产的风险是羊膜穿刺的两倍。

羊膜穿刺法和绒毛取样可用来诊断染色体病，遗传代谢病，胎儿性别鉴定，所有可用胚胎或胎儿DNA检测的疾病，另外，开放性神经管缺陷只能采用羊膜穿刺术诊断。

（四）脐带穿刺术脐带穿刺术是在B超的监视下，用细针经腹壁、子宫进入胎儿脐带抽取胎儿血液。

本方法取样最好在妊娠18周，常用于因错过绒毛取样或羊膜穿刺最佳时机或羊水检查失败的补救措施，还可以检测胎儿的血液系统疾病，先天性免疫缺陷，某些单基因病。

（五）胎儿镜检查又称羊膜腔镜或宫腔镜检查，它可在进入羊膜腔后，直接观察胎儿的外形、性别和发育状况，是否有畸形，还可以同时抽取羊水或胎血进行检查，或进行宫内治疗。

因此，理论上这是一种最理想的方法。

但由于操作困难，容易引起多种并发症，目前还不能被广泛采用。

胎儿镜检查的最佳时间是妊娠18～20周，可以诊断大疱性表皮松懈症及某些皮肤病。

（六）分离孕妇外周血中的胎儿细胞目前用于出生前诊断材料的获得对于胎儿和母体都是创伤性的，存在流产和感染等风险。

从20世纪90年代末，开始探索一种无创伤性的出生前诊断方法。

利用妊娠期少量胎儿细胞可以通过胎盘进入母体血液中，采用流式细胞仪分离技术，磁激活细胞分选技术，免疫磁珠法，显微操作分选法，分离胎儿细胞。

用这些方法富集的胎儿细胞很少，需要用高灵敏的技术方法进行下一步分析检测，目前常用的方法是PCR。

（七）植入前诊断随着人工受精，试管婴儿和胚胎移植技术的开展，以及单个细胞基因诊断技术的应用，目前正探索在胚胎植入前诊断（pre-implantation diagnosisi）。

在受精后6天胚胎着床前，通过显微操作技术取出一个细胞，应用PCR，FISH等技术进行特定基因和染色体畸变的检测，将人类的遗传缺陷掌控在最早阶段，这是遗传病产前诊断的重大突破。

第三节基因诊断利用分子生物学的技术，检测体内DNA或RNA结构或表达水平变化，从而对疾病做出诊断的方法，称为基因诊断（gene diagnosis），通常又称为分子诊断（molecular diagnosis）。

基因诊断始于1978年，应用限制性酶切长度多态性（RFLP）技术检测胎儿镰状细胞贫血症。

基因诊断技术已逐步从实验研究进入临床应用，不仅适用于遗传性疾病，而且已扩展到一些感染性疾病、肿瘤的诊断。

基因诊断具有如下特点：以特定基因为目标，检测基因的变化，特异性性强；采用分子杂交技术和PCR技术具有信号放大作用，用微量样品即可进行诊断，灵敏度高；在疾病尚无出现临床表现前，胎儿出生前的产前诊断，以及特定人群的筛查等，应用广泛；检测样品获得便利，不受个体发育阶段性和基因表达组织特异性的限制。

需要说明的是，由于基因突变的类型多种多样，除了缺失、倒位、点突变、动态突变可以进行基因的检测外，大多数基因突变的分析复杂而繁琐，有一定的难度。

一、基因诊断的主要技术方法基因诊断主要采用核酸分子杂交、PCR和DNA序列测定等技术。

（一）核酸分子杂交核酸杂交技术是在基因诊断中，用于检测样品中是否存在相应的基因以及相应基因表达状态等等。

其中Southern印迹法主要用于基因组DNA的分析，Northern印迹法用于检测样品中RNA的种类和含量。

1. 斑点印迹杂交把待检测的核酸样品点在NC膜上，变性后与标记的探针进行结合反应，经过显色和显影后检测杂交信号的强度，与对照样品比较后确定所测核酸量的高低。

根据NC膜上所点核酸样品的种类不同，分为DNA dot blotting和RNA dot blotting。

点样方式如采用狭缝点样器点样，得到的线状杂交信号，称狭线印迹法。

2. 原位杂交把组织或细胞样品经过适当处理，用探针与核酸进行杂交。

这种方法不需要提取核酸，可以确定被检核酸在组织或细胞，以及中期染色体中的定位，具有重要的生物学和病理学意义。

3. PCR-ASO ASO为等位基因特异性寡核苷酸杂交法（allele-specific oligonucleotide，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，设计和制备与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体或杂合体（图18-3）。