人类单基因遗传病的判定及分析方法

人类单基因遗传病的判定及分析方法

作者：赵平

来源：《新课程·教育学术》2011年第10期

人类的遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。受一对等位基因控制的单基因遗传病目前在世界上已经发现的大约有6600多种，主要有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连锁隐性遗传病和Y染色体遗传病五种。（见下表）

临床上判定单基因遗传病的遗传方式时，常用系谱分析法。系谱是以先证者为线索，就某种性状或疾病追溯若干代家族成员的发生情况后绘制的图谱。根据绘制成的系谱图，应用遗传学的理论进行分析，以便确定所发现的疾病或特定性状是否有遗传因素。如为遗传病，则应确定其可能的遗传方式，预测各成员的基因型频率，并估计再发风险，这一过程称为系谱分析。系谱分析是遗传病诊断的一个非常重要的手段。通过系谱分析，可以明确某种病是否为遗传病。如果是遗传病，系谱分析有助于区分单基因病、多基因病和染色体病，以及其遗传方式，进而确定家系中每个成员的基因型，预测复发风险，指导婚育，降低遗传病发病率。我们先从一个家系中只有一种单基因遗传病的情况入手分析。

例：下列系谱符合哪种遗传方式？标出家庭各成员可能的基因型。

根据系谱图我们来分析：这个系谱共绘制了4代，可以看到每一代都有患者，据此判断是显性遗传，再看系谱中的患者，男性患者和女性患者都有，似乎是男性患者多，那我们再看有没有交叉遗传的现象：男性患者的治病基因只能从母亲传来，将来只能传给女儿。从系谱中看到不符合交叉遗传的现象，那么可以判断符合常染色体显性遗传，既然是常染色体显性遗传，和性别没有关系，在写基因型的时候就不用考虑性别，因此所有患者的基因型是：Aa（A为显性基因，a为隐形基因），其他健康成员的基因型为：aa。

根据系谱图来分析：这个系谱共绘制了3代，可以看到每一代都有患者，据此判断是显性遗传，再看系谱中的患者，男性患者和女性患者都有，而且女性患者多于男性患者，共6名患者，女性占了5名，和性别有关系，初步判定是X连锁现象遗传，那么到底是不是呢？再进一步分析：首先看有没有交叉遗传的现象，II2是男性患者，其治病基因是从其母亲I1传来的，再看II2将其治病基因只传给了他的女儿III1，III3，III5，符合交叉遗传现象，因此判断是X 连锁显性遗传。这样患者的基因型就与性别有关，男性患者的基因型是：XAY，女性患者的基因型为：XAXa，家庭中健康男性的基因型为XaY，健康女性的基因型为：XaXa。

根据系谱图来分析：这个系谱共绘制了4代，可以看到第一代和第三代没有患者，而第二代和第四代有患者，也就是隔代遗传，据此判断是隐性遗传，再看系谱中的患者，1名男性患者和1名女性患者，男女发病机会均等，初步判断为常染色体隐性遗传，然后要排除X连锁隐

性遗传，双亲无病时儿子可能患病，女儿不会发病是X连锁隐性遗传的一个特点，这个系谱不符合这个特点，因此判断为常染色体隐性遗传。患者的基因型为：aa。I1和I2因为生出了II5患者，所以其基因型为Aa，是携带者，III2和III3也因为生出了患者IV2，所以基因型也为Aa，也是携带者。从这个系谱中我们可以看到，如果III2和III3不是近亲婚配，那么其女儿成为患者的可能性为0。因此近亲婚配的危害是很大的，我们要积极宣传近亲婚配的危害，禁止近亲结婚，控制遗传病的发病率，提高我们国家的人口素质。

根据系谱图来分析：这个系谱共绘制了3代，可以看到第一代没有患者，第二代出现了患者，II2和II3这一对双亲都正常，他们的儿子III1是患者，II4和II5这一对双亲也都正常，他们的儿子III4也是患者，也就是出现了隔代遗传，判断为隐性遗传，再看这个系谱中只有男性患者，双亲无病时儿子可能患病，女儿不会发病，儿子的致病基因是从其携带者母亲传来的，符合交叉遗传现象，因此判断为X连锁隐性遗传，患者的基因型为：XaY，健康男性成员的基因型为：XAY，I1、II3和II4的基因型为XAXa，III2和III5有两种可能：XAXa，XAXA。

然后分析一个家系中同时存在两种单基因病的情况。当一个家系中同时存在两种单基因病时，分析其遗传规律，首先要确定控制这两种单基因病的基因是位于一对同源染色体上，还是位于非同源染色体上，据此可分两种情况。

1.两种单基因病的治病基因位于非同源染色体上

例如，一个家系中，父亲是短指症患者，母亲正常，婚后生了一个白化病患儿，他们要求再生一个孩子，试问生出正常孩子的可能性有多大？（已知短指症为常染色体显性遗传病，致病基因位于2号染色体上，白化病为常染色体隐性遗传病，治病基因位于11号染色体上）

由题意可知，这两种单基因病的致病基因位于非同源染色体上，遗传规律遵循自由组合定律，若要预测子女的发病情况，首先应确定父母的基因型。先分别写出两对等位基因的基因型，再组合在一起，由题意可知，父亲是短指症，母亲、孩子手指正常，说明父亲为杂合子，其基因型为Ss（S为短指基因，s为正常基因），母亲正常，其基因型为ss。还由题意可知，父母亲都不是白化病，婚后却生出了白化病患儿，说明父母亲都是白化病的携带者，所以父母亲的另一对等位基因的基因型为Dd（D为白化病基因，d为正常基因），经过组合，父亲的基因型为SsDd，母亲的基因型为ssDd。父母的基因型确定后，便可根据自由组合定律，预测出这对夫妇婚后可能生出哪些基因型和表现型的孩子，据此确定孩子的发病风险。

由上图可以看出这对夫妇再生一个孩子，同时患两种遗传病的可能性为1/8，仅白化的可能性为1/8，仅短指的可能性为3/8，生出正常孩子的可能性为3/8。

2.两种单基因病的致病基因位于一对同源染色体上

例如，现有一家系，父亲为红绿色盲，母亲正常，婚后生了3个孩子，其中一个女儿是红绿色盲，一个儿子是红绿色盲，另一个儿子患血友病A，试问他们再生孩子发病风险怎样？（红绿色盲和血友病A都是X连锁隐性遗传病，其致病基因都位于X染色体上，呈连锁关系，两基因之间互换率为10%）

还是两种疾病分开分析，然后综合在一起。先分析红绿色盲，父亲为红绿色盲，其基因型为XbY（B为正常基因，b为红绿色盲基因），一个儿子是红绿色盲，可知这个儿子的基因是由其母亲传来的，而母亲正常，因此母亲是治病基因的携带者，其基因型为XBXb。再分析血友病，父母亲都不是血友病，却生了一个血友病的儿子，可知其母亲是血友病的携带者，其基因型为XHXh（H为正常基因，h为血友病基因），父亲正常，因此其基因型为XHY，由父亲的基因型可知bH在一条X染色体上，Bh在另一条X染色体上。这样父亲的基因型为bH，母亲的基因型为BhbH，父母的基因型确定后，写出遗传图解，对于连锁与互换定律的遗传图解要把染色体也写上这样好分析。

然后我们来分析孩子的发病风险，因为是X连锁遗传病，因此在分析的时候要按照性别来分析，由遗传图解我们先分析如果所生孩子是女孩的情况，可以看到女儿患红绿色盲的可能性为

50%，正常的可能性为50%；再分析所生孩子是男孩的情况，可以看到儿子仅患血友病的可能性是45%，儿子仅患红绿色盲的可能性是45%，儿子既患红绿色盲又患血友病的可能性是5%，儿子正常的可能性是5%。由这个分析得出如果再生孩子，儿子只有5%的可能性正常，女儿有50%的可能性正常，儿子的发病风险要高。

总之，一个家系中不管是一种单基因遗传病还是两种单基因遗传病，都要遵循遗传规律来分析，结合系谱和遗传图解，分析起来并不是很困难的，重要的是掌握遗传规律。

（作者单位山西省运城市卫生学校）