基因診斷的名詞解釋_分類_舉例_的基本原理
基因診斷的名詞解釋
基因診斷可分為基因直接診斷和基因間接診斷。核酸分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。 基因診斷技術(shù)它的基本原理是互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。限制性核酸內(nèi)切酶是基因工程和基因診斷重要的一類工具酶。它們的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為從基因組中分離目的基因提供了必要的手段。
基因診斷的分類
基因診斷可分為兩類：
基因直接診斷
直接檢查致病基因本身的異常。它通常使用基因本身或緊鄰的DNA序列作為探針，或通過PCR擴(kuò)增產(chǎn)物，以探查基因無突變、缺失等異常及其性質(zhì)，這稱為直接基因診斷，它適用已知基因異常的疾病;
基因間接診斷
當(dāng)致病基因雖然已知但其異常尚屬未知時(shí)，或致病基因本身尚屬未知時(shí)，也可以通過對(duì)受檢者及其家系進(jìn)行連鎖分析，以推斷前者是否獲得了帶有致病基因的染色體。連鎖分析是基于緊密連鎖的基因或遺傳標(biāo)記通常一起傳給子代，因而考察相鄰DNA是否傳遞給了子代，可以間接地判斷致病基因是否傳遞給子代。連鎖分析多使用基因組中廣泛存在的各種DNA多態(tài)性位，特別是基因突變部位或緊鄰的多態(tài)性位點(diǎn)作為標(biāo)記。RFLP、VNTR、SSCP、AMP-FLP等技術(shù)均可用于連鎖分析。
遺傳病的基因診斷舉例
1.基因缺失型遺傳的診斷(1)α地貧的基因診斷：α地貧主要是由于基因缺失引起的，缺失的基因可以由1-4個(gè)。正常基因組用BamHⅠ切割，可以得到一個(gè)14kb的片段，而缺失一個(gè)α基因時(shí)切點(diǎn)向5’端移位，得到一條10kb的片段。因此，當(dāng)用α基因探針與基因組DNA進(jìn)行Southern雜交時(shí)(圖13-8)，在α地貧2可見一條14kb和一條10kb的帶，在正常人可見一條雙份的14kb的帶，而在α地貧1則見一條單拷貝的14kb帶，血紅蛋白H病時(shí)只有一條10kb的帶的，而在Barts水腫胎時(shí)，則無任何雜交帶。
一種較簡便的方法是直接用α探針進(jìn)行斑點(diǎn)雜交，自顯影后根據(jù)斑點(diǎn)深淺的不同也可以對(duì)α地貧作出診斷。更為簡單的方法是PCR診斷，即在α基因缺失范圍內(nèi)設(shè)計(jì)一對(duì)引物，然后PCR擴(kuò)增胎兒的DNA，如為Barts 水腫胎，則無擴(kuò)增產(chǎn)物，電泳后無任何帶紋，從而可建議進(jìn)行人工流產(chǎn)，但此法不能診斷其它類型的地貧(除非另設(shè)計(jì)引物用作PCR)。
(2)DMD/BMD的缺失型診斷：DMD/BMD是一種Ⅹ連鎖隱性遺傳的神經(jīng)肌肉系統(tǒng)受累的致死性遺傳病(參閱第四章)。DMD/BMD有70%左右為缺失型。此基因很大，缺失可發(fā)生在不同部位，因此應(yīng)盡可能采用多對(duì)引物作PCR擴(kuò)增(多重PCR)來檢測。如擴(kuò)增產(chǎn)物電泳后發(fā)現(xiàn)有帶紋的缺失，即可作出診斷并對(duì)缺失定位(圖13-9)，在進(jìn)行產(chǎn)前診斷時(shí)，一般可先通過檢測家系中有關(guān)成員，即確定先證者的缺失區(qū)，然后有針對(duì)性地作PCR擴(kuò)增，包括缺失部分的兩端，以判斷胎兒或有關(guān)患兒是否也獲得了相同的基因缺失，但非缺失型不能用此法查出。
2.點(diǎn)突變型遺傳病的基因診斷2(1)鐮形細(xì)胞性貧血的基因診斷：已知突變基因是編碼β珠蛋白鏈的第6位密碼子由GAG變?yōu)镚TG，從而使纈氨酸取代了甘氨酸，因此可用如下方法進(jìn)行診斷。
1)RFLP診斷：已知限制酶MstⅡ切割的識(shí)別順序是CCTNAGG，它能切割正常β鏈中CCTGAGG序列，但不能切割突變了的CCTGTGG(A→T)。這樣，由于突變消除了一個(gè)切點(diǎn)，使內(nèi)切酶長度片段發(fā)生了改變，通過電泳，就可以區(qū)別正常的βA和βS。
2)ASO探針診斷：由于突變部位和性質(zhì)已完全明了，也可以合成寡核苷酸探針，用32P標(biāo)化來進(jìn)行診斷。此時(shí)需要合成兩種探針，一種與正常βA基因序列完全一致，能與之穩(wěn)定地雜交;另一種與突變基因序列一致，能與βS基因穩(wěn)定雜交，但不能與正常的βA基因雜交。根據(jù)雜交結(jié)果，就可以把發(fā)生了突變的βS基因檢測出來。
PCR技術(shù)問世以來，ASO診斷又有新的改進(jìn)，即先PCR擴(kuò)增長約110bp的基因片段，然后再與ASO探針雜交。這樣可減少目的基因DNA用量，并降低與基因組DNA雜交時(shí)的非特異性信號(hào)。
3.基因異常不明的遺傳病的診斷 成年型多囊腎病(adult polycystic kidney disease,APKD)是一種常染色體顯性遺傳病，發(fā)病率高，約1000人中有1名致病基因的攜帶者，起病較晚，多在30歲以后，主要為腎和肝中出現(xiàn)多發(fā)性囊腫，臨床表現(xiàn)為腰疼、蛋白尿、血尿、高血壓、腎盂腎炎、腎結(jié)石等，最終可導(dǎo)致腎功能衰竭和尿毒癥。本病基因定位在16p13，與α珠蛋白基因3’端相鄰，但致病基因尚未克隆，基因產(chǎn)物的生化性質(zhì)和疾病發(fā)病機(jī)理也尚未闡明。因此，只能用連鎖分析來進(jìn)行基因的發(fā)病前診斷和產(chǎn)前診斷。由于通過家系分析，已證實(shí)APKD的致病基因與α珠蛋白基因3’端附近的一段小衛(wèi)星DNA序列即3’HVR(3’ hypervariable region)緊密連鎖，而后者在人群中具有高度多態(tài)性，因此可以通過RFLP連鎖分析進(jìn)行診斷。