第九章-基因诊断PPT参考课件.ppt

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1、第九章第九章 基因诊断基因诊断1 1 第一节第一节基因诊断的概念基因诊断的概念及常用技术及常用技术2 2 基因诊断基因诊断利用分子生物学技术，利用分子生物学技术，从从 DNA/RNA水平检测基因的存在水平检测基因的存在,分析基因的结构变异和表达状态，分析基因的结构变异和表达状态，从而对疾病作出诊断。从而对疾病作出诊断。一、基本概念一、基本概念3 3二、基因诊断常用方法二、基因诊断常用方法核酸分子杂交核酸分子杂交PCRPCRDNADNA序列测定序列测定 DNADNA芯片技术芯片技术4 4(一一)核酸杂交核酸杂交基本原理基本原理-核酸变性和复性理论核酸变性和复性理论 即双链的核酸分子在某些理化因素

2、作用下双链即双链的核酸分子在某些理化因素作用下双链即双链的核酸分子在某些理化因素作用下双链即双链的核酸分子在某些理化因素作用下双链解开，而在条件恢复后又可依碱基配对规律形解开，而在条件恢复后又可依碱基配对规律形解开，而在条件恢复后又可依碱基配对规律形解开，而在条件恢复后又可依碱基配对规律形成双链结构。因此应用已知碱基序列的单链核成双链结构。因此应用已知碱基序列的单链核成双链结构。因此应用已知碱基序列的单链核成双链结构。因此应用已知碱基序列的单链核苷酸片段作为探针，就可检测样本中是否存在苷酸片段作为探针，就可检测样本中是否存在苷酸片段作为探针，就可检测样本中是否存在苷酸片段作为探针，就可检测样本

3、中是否存在与其互补的同源核苷酸序列。与其互补的同源核苷酸序列。与其互补的同源核苷酸序列。与其互补的同源核苷酸序列。5 5probeprobe6 6核酸杂交的关键要素核酸杂交的关键要素probe DNAprobe DNAtarget DNAtarget DNAsignal detectionsignal detection7 7核酸杂交方法分类核酸杂交方法分类按作用环境大致分为固相杂交和液相杂交按作用环境大致分为固相杂交和液相杂交两种类型。两种类型。固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固固相杂交是将参加反应的

4、一条核酸链先固定在固体支持物上，一条反应核酸游离在溶液中。体支持物上，一条反应核酸游离在溶液中。体支持物上，一条反应核酸游离在溶液中。体支持物上，一条反应核酸游离在溶液中。液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液中。中。中。中。8 8固相杂交分类固相杂交分类Southern 印记杂交Northern 印记杂交斑点杂交原位杂交9 9Southern blot是最经典的基因分析方法，不但能检出特异是最经典的基因分析方法，不但能检出特异的的DNADNA片段，而且能进行定量和

5、测定分子片段，而且能进行定量和测定分子量，可用于基因的酶切图谱分析、基因突变量，可用于基因的酶切图谱分析、基因突变分析等。分析等。1010Northern杂交用于用于RNARNA的检测，能对组织细胞中总的检测，能对组织细胞中总RNARNA或或mRNAmRNA进行定性和定量分析。进行定性和定量分析。1111斑点杂交（斑点杂交（Dot blotDot blot）可用基因组中特定基因及其表达的定性及定可用基因组中特定基因及其表达的定性及定量分析，方法简单、快速灵敏、样品用量量分析，方法简单、快速灵敏、样品用量少；其缺点是不能鉴定所测基因的分子量，少；其缺点是不能鉴定所测基因的分子量，特异性不高，有一

6、定比例的假阳性。特异性不高，有一定比例的假阳性。1212原位杂交原位杂交（Colony in situ hybridizationColony in situ hybridization）可查明染色体中特定基因的位置，用于染色体疾可查明染色体中特定基因的位置，用于染色体疾可查明染色体中特定基因的位置，用于染色体疾可查明染色体中特定基因的位置，用于染色体疾病的诊断；原位杂交的结果是显示有关核酸序病的诊断；原位杂交的结果是显示有关核酸序病的诊断；原位杂交的结果是显示有关核酸序病的诊断；原位杂交的结果是显示有关核酸序列的空间位置情况，因此可检出含核酸序列的列的空间位置情况，因此可检出含核酸序列的列的

7、空间位置情况，因此可检出含核酸序列的列的空间位置情况，因此可检出含核酸序列的具体细胞，细胞的具体定位，数目和类型，可具体细胞，细胞的具体定位，数目和类型，可具体细胞，细胞的具体定位，数目和类型，可具体细胞，细胞的具体定位，数目和类型，可检出基因和基因产物的亚细胞定位。检出基因和基因产物的亚细胞定位。检出基因和基因产物的亚细胞定位。检出基因和基因产物的亚细胞定位。1313（二）利用（二）利用PCR及结合其他技术进行及结合其他技术进行基因诊断基因诊断直接采用直接采用PCRPCR进行基因诊断进行基因诊断采用采用PCRPCR产物的限制性片段长度多态性分析（产物的限制性片段长度多态性分析（PCR-PCR

8、-RFLPsRFLPs）进行基因诊断）进行基因诊断采用采用PCRPCR结合等位基因特异性寡核苷酸探针结合等位基因特异性寡核苷酸探针（ASOASO）斑点杂交进行基因诊断）斑点杂交进行基因诊断 *通过通过PCRPCR产物的反相点杂交产物的反相点杂交(RBD)(RBD)进行基因诊断进行基因诊断采用采用PCRPCR产物的单链构象多态性产物的单链构象多态性(SSCP)(SSCP)分析进行基分析进行基因诊断因诊断采用采用PCRPCR技术对靶核酸进行定量分析技术对靶核酸进行定量分析1414寡核苷酸杂交分析寡核苷酸杂交分析SNP和等位基因特和等位基因特异寡核苷酸杂交异寡核苷酸杂交（ASO）#1515（三）（三

9、）DNA序列测定序列测定 DNA序列测定是进行基因突变检测的最直接、最准确的方法，可以确定突变的部位，突变的性质。1616（四（四）DNA芯片技术芯片技术 应用DNA芯片，可以检测基因的结构及其突变多态性，对基因表达的情况进行分析。1717二二 基因诊断的特点基因诊断的特点高特异性高特异性高灵敏度高灵敏度获得稳定的结果获得稳定的结果早期快速早期快速适用性强，应用范围广适用性强，应用范围广1818第二节第二节 遗传病的基因诊断遗传病的基因诊断1919 一、概述 人类的遗传病达数千种地中海贫血在意大利等国家发病率达10镰状细胞贫血在美国黑人中发病率达14我国常见的遗传性疾病有地中海贫血、异常血红蛋

10、白病和血友病。有效治疗难；通过基因诊断进行携带者筛查，产前早期诊断，降低发病率。2020二、镰状细胞贫血血红蛋白病（异常血红蛋白病）红细胞呈镰刀状，寿命短，引起溶血性贫血。患者多在成年以前死亡2121Mst酶切位点酶切位点(CCTNAGG)53正常基因正常基因53突变基因突变基因1.15kb1.35kb（一）镰状红细胞贫血分子机制（一）镰状红细胞贫血分子机制5 67-Pro GluGlu-CCT GAG GAG-5 67-Pro AlaGlu-CCT GTG GAG-2222（二）镰状细胞贫血的基因诊断方法限制性内切酶限制性内切酶/Southern blot采集制备血液DNA内切酶Mst消化电

11、泳转膜32P标记的珠蛋白cDNA杂交放射自显影2323+0.2kb1.15kb1.35kb正常人正常人突变携带着突变携带着患者患者镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析2424PCR/PCR/限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶设计引物设计引物设计引物设计引物PCRPCRPCRPCR扩增扩增扩增扩增产物进行产物进行产物进行产物进行限制性内切酶酶限制性内切酶酶限制性内切酶酶限制性内切酶酶切切切切电泳电泳电泳电泳EBEBEBEB染色染色染色染色直接观察直接观察直接观察直接观察例：例：例：例：引物引物引物引物1 1 1 1：5 5 5 5-GGG

12、 CTG GGC ATA AAA GTCA-3-GGG CTG GGC ATA AAA GTCA-3-GGG CTG GGC ATA AAA GTCA-3-GGG CTG GGC ATA AAA GTCA-3引物引物引物引物2 2 2 2：5 5 5 5-AAT AGA CCA ATA GGC AGAG-3-AAT AGA CCA ATA GGC AGAG-3-AAT AGA CCA ATA GGC AGAG-3-AAT AGA CCA ATA GGC AGAG-3扩增产物扩增产物扩增产物扩增产物294bp294bp294bp294bp镰状细胞贫血的基因诊断方法2525引物引物1CCT GAG

13、 GAGCCT GTG GAG引物引物1引物引物2引物引物2294bp103bp191bpMst酶切位点酶切位点(CCTNAGG)2626+103bp191bp294bp正常人正常人突变携带着突变携带着患者患者镰状红细胞贫血患者镰状红细胞贫血患者PCR产物的限制性酶切分析产物的限制性酶切分析2727RT-PCR/序列分析 采集制备血液RNART-PCR产物测序推测氨基酸序列进行诊断镰状细胞贫血的基因诊断方法2828二、地中海贫血(Thalassaemia,简写thal或T)珠珠珠珠蛋蛋蛋蛋白白白白基基基基因因因因突突突突变变变变导导导导致致致致该该该该多多多多肽肽肽肽链链链链的的的的合合合合成

14、成成成大大大大为为为为减减减减少少少少（）或完全缺失（）或完全缺失（）或完全缺失（）或完全缺失（0 0）珠珠珠珠蛋蛋蛋蛋白白白白合合合合成成成成速速速速率率率率降降降降低低低低，导导导导致致致致 链链链链和和和和 链链链链合合合合成成成成的的的的不不不不平平平平衡衡衡衡多多多多余余余余的的的的珠珠珠珠蛋蛋蛋蛋白白白白链链链链沉沉沉沉积积积积在在在在红红红红细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜上上上上改改改改变变变变了膜的通透性和硬度了膜的通透性和硬度了膜的通透性和硬度了膜的通透性和硬度导致溶血性贫血。导致溶血性贫血。导致溶血性贫血。导致溶血性贫血。高危人群地中海人、中东人、印度人、中国人；高危人群地中海人

15、、中东人、印度人、中国人；高危人群地中海人、中东人、印度人、中国人；高危人群地中海人、中东人、印度人、中国人；中国人群中又一广东、广西、四川、贵州等省发中国人群中又一广东、广西、四川、贵州等省发中国人群中又一广东、广西、四川、贵州等省发中国人群中又一广东、广西、四川、贵州等省发病率最高。病率最高。病率最高。病率最高。缺乏有效治疗措施。缺乏有效治疗措施。缺乏有效治疗措施。缺乏有效治疗措施。2929（一）地贫病的分子基础珠蛋白基因全长珠蛋白基因全长2053bp，含，含2个内含子个内含子（IVSI和和IVS-II），），3个外显子。个外显子。目前发现突变有百余种，中国人群发现约目前发现突变有百余种，

16、中国人群发现约20种；种；一般对特定种族来说，一般对特定种族来说，90%的的地贫基因仅地贫基因仅由由46种突变组成。种突变组成。3030（二）地中海贫血的基因诊断PCR/ASO斑点杂交法合成2对PCR引物（扩增区段700bp和580bp，分别包含14种和1种可能突变）合成等位特异寡核苷酸(ASO)探针（46对，分别标记）制备DNA样品PCR扩增斑点印迹杂交RFLP分析法3131三地中海贫血的基因诊断a ac左侧缺失左侧缺失4.2kb右侧缺失右侧缺失3.7kbbbba2112N端端1C端端正常基正常基因序列因序列PCR扩增法定性分析左侧缺失型左侧缺失型基因序列基因序列右侧缺失型右侧缺失型基因序列

17、基因序列ac扩增0.4kbab无扩增片段ab扩增1.2kb3232+0.4kb1.2kb正常人正常人右侧缺右侧缺失患者失患者地中海贫血患者基因组的地中海贫血患者基因组的PCR分析分析左侧缺左侧缺失患者失患者3333四、杜氏肌营养不良症（四、杜氏肌营养不良症（DMD）1.DMD是常见的性连锁隐性遗传病，是常见的性连锁隐性遗传病，2.主要特征是进行性肌萎缩和肠肌假性主要特征是进行性肌萎缩和肠肌假性肥大，肥大，XP21.2121.3区抗肌萎缩蛋白基区抗肌萎缩蛋白基因突变形式不同。因突变形式不同。DMD多在多在5岁发病，岁发病，10岁左右瘫痪，岁左右瘫痪，在在20岁左右由于心力和呼吸衰竭而死亡，岁左右

18、由于心力和呼吸衰竭而死亡，其发病率为活产男婴的其发病率为活产男婴的1/3500。3434（一）（一）DMD分子基础：分子基础：抗肌萎缩蛋白基因长约抗肌萎缩蛋白基因长约抗肌萎缩蛋白基因长约抗肌萎缩蛋白基因长约2900kb2900kb，含，含，含，含7979个外显个外显个外显个外显子。抗肌萎缩蛋白基因突变分为基因缺失型和非子。抗肌萎缩蛋白基因突变分为基因缺失型和非子。抗肌萎缩蛋白基因突变分为基因缺失型和非子。抗肌萎缩蛋白基因突变分为基因缺失型和非基因缺失型。基因缺失型。基因缺失型。基因缺失型。（1 1）DNADNA片段缺失（片段缺失（片段缺失（片段缺失（60%60%的病例的病例的病例的病例导致阅读

19、框移导致阅读框移导致阅读框移导致阅读框移码码码码移码实变移码实变移码实变移码实变致致致致DMDDMD，整码缺失，整码缺失，整码缺失，整码缺失BMDBMD）。缺）。缺）。缺）。缺失的失的失的失的2 2个热点区个热点区个热点区个热点区该基因该基因该基因该基因55端处端处端处端处45554555外显子范外显子范外显子范外显子范围内。围内。围内。围内。（2 2）非基因缺失型部分重复（病例的）非基因缺失型部分重复（病例的）非基因缺失型部分重复（病例的）非基因缺失型部分重复（病例的5%5%）3535（1 1）基因组探针法）基因组探针法）基因组探针法）基因组探针法 用用用用XP21XP21区分离得到的不同探

20、针如（区分离得到的不同探针如（区分离得到的不同探针如（区分离得到的不同探针如（P20P20）来进行相应内）来进行相应内）来进行相应内）来进行相应内切酶酶谱分析、检出率取决于探针数和酶切位点数目。切酶酶谱分析、检出率取决于探针数和酶切位点数目。切酶酶谱分析、检出率取决于探针数和酶切位点数目。切酶酶谱分析、检出率取决于探针数和酶切位点数目。（2 2）cDNAcDNA探针法探针法探针法探针法抗抗抗抗肌肌肌肌萎萎萎萎缩缩缩缩蛋蛋蛋蛋白白白白基基基基因因因因系系系系列列列列cDNAcDNA探探探探针针针针分分分分析析析析患患患患者者者者基基基基因因因因缺缺缺缺失失失失、外显子拼接改变和基因内部分重复。外

21、显子拼接改变和基因内部分重复。外显子拼接改变和基因内部分重复。外显子拼接改变和基因内部分重复。（3 3）多重）多重）多重）多重PCRPCR法法法法如如如如有有有有人人人人设设设设计计计计多多多多对对对对引引引引物物物物进进进进行行行行多多多多重重重重PCRPCR扩扩扩扩增增增增该该该该基基基基因因因因的的的的9 9个个个个易易易易发发发发缺缺缺缺失失失失“热热热热点点点点区区区区”DNADNA片片片片段段段段，可可可可检检检检出出出出80%80%有有有有基基基基因因因因缺缺缺缺失失失失的的的的DMDDMD患者。患者。患者。患者。（4 4）多态性分析法）多态性分析法）多态性分析法）多态性分析法基

22、因内及其旁侧探针进行基因内及其旁侧探针进行基因内及其旁侧探针进行基因内及其旁侧探针进行RFLPRFLP连锁分析。连锁分析。连锁分析。连锁分析。（5 5）RTPCRRTPCR扩扩扩扩增增增增该该该该基基基基因因因因外外外外显显显显子子子子（全全全全长长长长2.4MB2.4MB、外外外外显显显显子子子子起起起起来来来来全全全全长长长长c14kbc14kb、用用用用多多多多对对对对引引引引物物物物）可可可可检检检检出出出出：外外外外显显显显子子子子拼拼拼拼接接接接异异异异常常常常。联用测序：可定位基因缺失的起始和终止。联用测序：可定位基因缺失的起始和终止。联用测序：可定位基因缺失的起始和终止。联用测

23、序：可定位基因缺失的起始和终止。36361 1、苯丙酮尿症是一种常见的隐性遗传性氨基酸代谢病。、苯丙酮尿症是一种常见的隐性遗传性氨基酸代谢病。、苯丙酮尿症是一种常见的隐性遗传性氨基酸代谢病。、苯丙酮尿症是一种常见的隐性遗传性氨基酸代谢病。2 2、主要特征：、主要特征：、主要特征：、主要特征：（1 1）苯苯苯苯丙丙丙丙氨氨氨氨酸酸酸酸 酪酪酪酪氨氨氨氨酸酸酸酸多多多多巴巴巴巴儿儿儿儿茶茶茶茶酚酚酚酚胺胺胺胺 苯苯苯苯丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸 酪酪酪酪胺胺胺胺 黑黑黑黑色素色素色素色素 （2 2）患患患患儿儿儿儿出出出出生生生生后后后后须须须须及及及及早早早早得得得得到到到到低低低低phephe饮

24、饮饮饮食食食食治治治治疗疗疗疗，否否否否则则则则发发发发生生生生不可逆大脑损害和严重智力发育障碍不可逆大脑损害和严重智力发育障碍不可逆大脑损害和严重智力发育障碍不可逆大脑损害和严重智力发育障碍。苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶羟化酶（肝）（肝）五、苯丙五、苯丙酮尿症（酮尿症（PKU）3737（一）PKU分子基础分子基础（1 1）迄迄迄迄今今今今约约约约3/43/4的的的的导导导导致致致致中中中中国国国国人人人人PKUPKU的的的的突突突突变变变变基基基基因因因因已已已已被被被被查查查查清清清清 ，它它它它们们们们分分分分属属属属1111种种种种PAHPAH基基基基因因因因点点点点突突突突变变变变。体体体

25、体外研究表明，这些突变导致外研究表明，这些突变导致外研究表明，这些突变导致外研究表明，这些突变导致PAHPAH活力活力活力活力 或丧失。或丧失。或丧失。或丧失。（2 2）PAHPAH第第第第 1111外外外外 显显显显 子子子子 的的的的 第第第第 399399密密密密 码码码码GTAGTA（valval）GTTGTT（valval）中中中中性性性性突突突突变变变变：不不不不改改改改变变变变任任任任何何何何限限限限制制制制酶酶酶酶识识识识别别别别位位位位点点点点，故故故故又又又又称称称称“序序序序列列列列多多多多态态态态性性性性”。这这这这一一一一“序序序序列列列列多多多多态态态态性性性性”在

26、在在在PKUPKU患患患患者者者者和和和和正正正正常常常常人人人人中中中中存存存存在在在在着着着着连连连连锁锁锁锁不不不不平平平平衡衡衡衡性性性性，故故故故可可可可作作作作为为为为一一一一种种种种“遗遗遗遗传标记传标记传标记传标记”应用于产前诊断。应用于产前诊断。应用于产前诊断。应用于产前诊断。3838PCR/ASO探探针针法法和和PCR-RFLP连连锁锁分分析法。析法。PCR/SSCP直直接接测测序序法法若若待待诊诊断断的的PKU家家系系的的基基因突变类型尚属因突变类型尚属“未知未知”或无或无RFLP信息。信息。（二）（二）PKU的的DNA诊断诊断3939先合成ASO如：正常探针：TCCAT

27、TAACAGTAAGAATTT突变探针：TCCATTAACAATAAGAATTT利用利用PCR/ASO探针法诊断苯丙探针法诊断苯丙酮尿症酮尿症4040利用利用PCR/ASO探针法诊断苯丙探针法诊断苯丙酮尿症酮尿症 健康男性健康男性 男性携带者男性携带者男性患者男性患者 健康女性健康女性 女性携带者女性携带者女性患者女性患者正常探针突变探针4141第三节第三节 肿瘤的基因诊断肿瘤的基因诊断4242 1 1通过检测肿瘤染色体易位及融合基因诊断肿瘤通过检测肿瘤染色体易位及融合基因诊断肿瘤通过检测肿瘤染色体易位及融合基因诊断肿瘤通过检测肿瘤染色体易位及融合基因诊断肿瘤慢粒：（染色体易位）费城染色体慢粒

28、：（染色体易位）费城染色体PCRPCR检测融合基因检测融合基因2 2检测肿瘤相关基因检测肿瘤相关基因检测肿瘤相关基因检测肿瘤相关基因癌基因（癌基因（rasras）、抑癌基因（）、抑癌基因（p53p53）、肿瘤转移基因）、肿瘤转移基因3 3检测肿瘤相关病毒基因检测肿瘤相关病毒基因检测肿瘤相关病毒基因检测肿瘤相关病毒基因HBV HCVHBV HCV肝癌肝癌EBEB鼻咽癌鼻咽癌4 4检测肿瘤标志物基因或检测肿瘤标志物基因或检测肿瘤标志物基因或检测肿瘤标志物基因或mRNAmRNA 肝癌肝癌甲胎蛋白（甲胎蛋白（AFPAFP）结肠癌结肠癌癌胚抗原（癌胚抗原（CEACEA）肿瘤基因诊断的策略肿瘤基因诊断的策

29、略43431.肿瘤标记物基因的检测肿瘤标记物基因的检测着丝粒着丝粒 染色体染色体 22 bcr genec-abl gene 染色体染色体 9 bcr-mRNA bcr-abl mRNA 染色体染色体 9,22 bcr-abl 融合蛋白（具融合蛋白（具PTK活性）活性）慢性骨髓白血病慢性骨髓白血病 引物A 引物 B44442癌基因和抑癌基因的检测癌基因和抑癌基因的检测ras癌基因的检测癌基因的检测rasras基因中最常见的点突变是第基因中最常见的点突变是第基因中最常见的点突变是第基因中最常见的点突变是第1212，1313或或或或6161密码密码密码密码子突变子突变子突变子突变检测方法：检测方法

30、：检测方法：检测方法：1.1.PCR/ASOPCR/ASO2.2.PCR-SSCPPCR-SSCP4545 p53的检测的检测p53基因突变主要为点突变，热点区域位于密基因突变主要为点突变，热点区域位于密码子码子130290，以，以175、273、284最多见最多见检测方法：检测方法：1.PCRSSCPPCRSSCP2.PCRPCR测序测序测序测序3.PCRRFLPPCRRFLP4646 其它基因的其它基因的 检测检测PCR结合其它技术结合其它技术基因芯片基因芯片47474、肿瘤标志物检测或、肿瘤标志物检测或mRNA诊断诊断肿瘤标志物肿瘤标志物肿瘤标志物肿瘤标志物是由肿瘤组织细胞产生的、与肿瘤

31、形成和是由肿瘤组织细胞产生的、与肿瘤形成和是由肿瘤组织细胞产生的、与肿瘤形成和是由肿瘤组织细胞产生的、与肿瘤形成和发展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶、发展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶、发展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶、发展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶、同工酶等。同工酶等。同工酶等。同工酶等。基因标志和基因表型标志（胚胎性抗原）基因标志和基因表型标志（胚胎性抗原）基因标志和基因表型标志（胚胎性抗原）基因标志和基因表型标志（胚胎性抗原）检测方法：检测方法：检测方法：检测方法：1.1.PCRASOPCRASO2.2.PCRPCR测序测序测序测序3.3.PCRRFLPPCRRFL

32、P4.4.PCRPCRSSCPSSCP4848第四节第四节 感染性疾病的感染性疾病的基因诊断基因诊断4949 一、感染性疾病基因一、感染性疾病基因诊断的策略诊断的策略1.针对病原体特异的核酸序列设计探针进针对病原体特异的核酸序列设计探针进行杂交行杂交2.应用应用PCR技术扩增病原体基因保守序列技术扩增病原体基因保守序列3.核酸杂交技术与核酸杂交技术与PCR技术联合应用技术联合应用5050特点简便、特异、快捷能检测出潜在的病原体可对病原体进行分类、分型鉴定不能得知病原体进入体内后机体的反应5151二、基因诊断的感染性疾病（一）、病毒（一）、病毒特点：特点：1.1.分离培养分离培养周期长，操作繁杂

33、，制约因素多周期长，操作繁杂，制约因素多2.2.电镜观察电镜观察直观快速，但昂贵直观快速，但昂贵3.3.免疫学诊断免疫学诊断简便快速，但存在问题：简便快速，但存在问题：不易检出潜伏期的病毒不易检出潜伏期的病毒有些病毒亚型多，抗原变异性大有些病毒亚型多，抗原变异性大整合进入人基因组的病毒整合进入人基因组的病毒5252病毒核酸分析技术HBV包含4个开放阅读框，S、C、P、XPCRPCR/限制性内切酶谱分析PCR/点杂交,PCR/Southern blot基因芯片目的基因目的基因引物序列引物序列扩增片段扩增片段C C5ACTGTTCAAGCCTCCAAGCT35ACTGTTCAAGCCTCCAAGC

34、T3 425 425 bpbp5AGTGCGAATCCACACTC35AGTGCGAATCCACACTC35353 调节和调节和调节和调节和启动转录启动转录启动转录启动转录 LTR gag pol env tat，rev LTR 长末端长末端长末端长末端重复序列重复序列重复序列重复序列调节蛋白基因调节蛋白基因正常的病毒基因正常的病毒基因正常的病毒基因正常的病毒基因产生病毒产生病毒产生病毒产生病毒核心蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白产生逆转录产生逆转录产生逆转录产生逆转录酶和整合酶酶和整合酶酶和整合酶酶和整合酶 产生病毒产生病毒产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白附加基因附加基因附加基

35、因附加基因*HIV*HIV病毒基因组结构病毒基因组结构5454目的基因目的基因引物序列引物序列扩增片段扩增片段envenv5ACAATTATTGTCTGGTATAG35ACAATTATTGTCTGGTATAG3135 135 bpbp5AGGTATCTTTCCACAGCCAG35AGGTATCTTTCCACAGCCAG3 HIV-1HIV-1Probe TGAGTTGCAACAGATGCTGTTGCGCCTCAATAGCCCTCAGPCR/核酸杂交诊断艾滋病5555SARSRTPCR 多重PCR 荧光定量PCR5656（二）、细菌细菌性痢疾志贺菌，侵袭性大肠杆菌，大质粒；PCR结核病PCR 5

36、757（三）、寄生虫 重复序列探针法、寡核苷酸探针法、基因组探针法、PCR5858第五节第五节 基因诊断策略基因诊断策略5959 （一）检测致病基因突变（一）检测致病基因突变基因变异致病的类型：基因变异致病的类型：1.内源基因的变异内源基因的变异基因结构的突变基因结构的突变基因结构的突变基因结构的突变点突变、插入、缺失、重排、异位点突变、插入、缺失、重排、异位点突变、插入、缺失、重排、异位点突变、插入、缺失、重排、异位基因表达异常基因表达异常基因表达异常基因表达异常mRNAmRNA剪接异常剪接异常剪接异常剪接异常2.外源基因的插入外源基因的插入6060点突变的诊断点突变的诊断诊断已知的点突变诊

37、断已知的点突变（PCR）一对探针一对探针突变碱基置探针中央突变碱基置探针中央控制杂交条件控制杂交条件结果分析：结果分析：反向杂交技术反向杂交技术6161诊断未知的突变诊断未知的突变 PCR/测序测序DNA芯片技术芯片技术6262分析与疾病连锁的遗传标志分析与疾病连锁的遗传标志 对于还不清楚基因的多数基因病，对于还不清楚基因的多数基因病，可通过检测与特定染色体位点连锁可通过检测与特定染色体位点连锁的遗传标记来进行基因诊断。的遗传标记来进行基因诊断。基基本本方方法法：PCR产产物物酶酶切切产产物物电电泳泳分分析析。基基因因连连锁锁分分析析（PCR/RFLP连锁分析法）连锁分析法）6363（三）建立

38、多基因疾病表型克隆（三）建立多基因疾病表型克隆一些多基因、多因素疾病，不仅涉及多个基因还涉及一些环境因素及其与基因的相互作用。表型克隆从分析正常与异常基因组的相同或差异，找到正常人与疾病患者之间的差异序列和相同序列，进而分离、鉴定与疾病相关的多个基因，确定导致疾病的分子缺陷。6464定量分析致病基因的表达水平定量分析致病基因的表达水平 1.mRNA的相对定量分析的相对定量分析斑点杂交或狭缝杂交斑点杂交或狭缝杂交斑点杂交或狭缝杂交斑点杂交或狭缝杂交RTPCRRTPCR2.mRNA的绝对定量分析的绝对定量分析RTPCR/RTPCR/竞争性竞争性竞争性竞争性PCRPCR3.mRNA长度分析长度分析NorthernNorthern杂交杂交杂交杂交/RTPCR/RTPCR产物电泳产物电泳产物电泳产物电泳6565第六节基因诊断的应用前景第六节基因诊断的应用前景6666 一、基因诊断技术的发展史20世纪80年代初以前，DNA分子杂交、RFLPPCR技术建立和完善后PCR基因芯片技术的建立高通量密集型技术6767二、基因诊断技术的前景人类基因组计划的完成功能基因组计划的进行6868三、基因诊断技术的问题理论问题技术问题伦理问题6969