基因诊断.ppt

基因诊断基因诊断疾病的诊断依据疾病的诊断依据u 实验室诊断技术：实验室诊断技术：细胞学检查细胞学检查 生物化学代谢产物和酶的活性变化检查生物化学代谢产物和酶的活性变化检查 免疫学检验免疫学检验 基因诊断基因诊断u临床表现临床表现2*OpeningCeremonyofthe2008BeijingParalympicsonSep6th,2008GJB2GJB2基因基因线粒体基因突变（发生频率最高的为线粒体基因突变（发生频率最高的为A1555GA1555G突变）突变）PDSPDS基因基因Sign Language Performance:Hello Star We are different4*5*Disease6*?7*一致的遗传信息一致的遗传信息一致的表型？一致的表型？英国同卵双胞胎命运迥然不同英国同卵双胞胎命运迥然不同*8奥利维亚和伊莎贝拉奥利维亚和伊莎贝拉相同的基因型相同的基因型相同的基因型相同的基因型 不同的表现型不同的表现型不同的表现型不同的表现型 基因表达模式基因表达模式基因表达模式基因表达模式9 9表观遗传学表观遗传学9*表观遗传学的研究内容表观遗传学的研究内容概 述l基因转录后的调控基因转录后的调控u基因组中非编码基因组中非编码RNARNAu微小微小RNARNA（miRNAmiRNA）u反义反义RNARNAu内含子、核糖开关等内含子、核糖开关等l基因选择性转录表达基因选择性转录表达的调控的调控uDNADNA甲基化甲基化u基因印记基因印记u组蛋白共价修饰组蛋白共价修饰u染色质重塑染色质重塑10*主要内容主要内容基因诊断的概念基因诊断的概念基因诊断技术基因诊断技术基因诊断的应用基因诊断的应用基因诊断的定义基因诊断的定义 采用分子生物学方法（采用分子生物学方法（核酸分子杂交核酸分子杂交、PCRPCR等技术）在等技术）在基因基因（DNADNA）水平）水平及及转录水平转录水平对对基因的结构基因的结构和和功能功能进行分析，从而对特定进行分析，从而对特定的疾病进行诊断，因此基因诊断至少包括的疾病进行诊断，因此基因诊断至少包括DNADNA诊断和诊断和RNARNA诊断两大部诊断两大部分。分。DNADNA诊断诊断检测特定基因的检测特定基因的DNADNA序列中所存在的点突变、缺失和插入等变异情况，及序列中所存在的点突变、缺失和插入等变异情况，及特定特定DNADNA的拷贝数。分析的拷贝数。分析静态静态的基因结构。的基因结构。RNARNA诊断诊断对待测基因转录物（对待测基因转录物（RNARNA）进行定量，检测其剪接和加工的缺陷，以及外）进行定量，检测其剪接和加工的缺陷，以及外显子的变异等等。分析显子的变异等等。分析动态动态的基因表达。的基因表达。12*意义意义 l 逆向诊断（逆向诊断（reverse diagnosisreverse diagnosis）:和传统的诊断方和传统的诊断方法主要差异在于法主要差异在于直接从基因型推断表型直接从基因型推断表型，即可以越过产物，即可以越过产物（酶和蛋白质）（酶和蛋白质）直接检测基因结构而作出诊断直接检测基因结构而作出诊断，这样就改变，这样就改变了传统的表型诊断方式，故基因诊断又称为了传统的表型诊断方式，故基因诊断又称为逆向诊断逆向诊断（reverse diagnosisreverse diagnosis）。l症状前诊断症状前诊断l预测疾病的易感者和检测携带者预测疾病的易感者和检测携带者l产前诊断产前诊断13*基因变异致病的类型基因变异致病的类型内源基因的变异内源基因的变异l基因结构的突变基因结构的突变 点突变、插入、缺失、重排、易位点突变、插入、缺失、重排、易位l基因表达异常基因表达异常 mRNAmRNA剪接异常剪接异常外源基因的插入外源基因的插入14*基因突变对表型的影响大致上通过以下两种主要途径而实现：基因突变对表型的影响大致上通过以下两种主要途径而实现：（一）影响其产物组成或结构（一）影响其产物组成或结构（二）影响其表达的量（二）影响其表达的量 基因突变改变表达产物的基因突变改变表达产物的“质质”和和“量量”引起疾病引起疾病(一一)基因突变改变表达产物组成和结构基因突变改变表达产物组成和结构同义突变同义突变 （cosense mutationcosense mutation）:基因突变基因突变只在非关键只在非关键的部位发生，如在密码子第的部位发生，如在密码子第3 3位由于简并性而发生位由于简并性而发生的并的并不会改变氨基酸不会改变氨基酸，也不影响其产物的生物学活，也不影响其产物的生物学活性和性质性和性质碱基置换突变碱基置换突变 17错义突变错义突变 (missense mutation)(missense mutation):碱基置换碱基置换发生在密码子上，发生在密码子上，改变其相对应的氨基酸类改变其相对应的氨基酸类型。型。如果被改变的氨基酸位于多肽链的关键部分，如如果被改变的氨基酸位于多肽链的关键部分，如活性中心、催化中心或分子结合部位，则有可能改变活性中心、催化中心或分子结合部位，则有可能改变这一产物的生物学活性和作用，改变的程度则视具体这一产物的生物学活性和作用，改变的程度则视具体情况而定。情况而定。*18无义突变无义突变(nonsense mutation)(nonsense mutation)：基因突变基因突变在本来不是在本来不是终止密码处终止密码处产生终止密码产生终止密码，即所谓，会使基因表达，即所谓，会使基因表达产生的多肽链缩短，失去或大大减弱肽链的功能。产生的多肽链缩短，失去或大大减弱肽链的功能。*终终止止密密码码突突变变（termination termination codon codon mutationmutation）：突突变变在在原原来来终终止止密密码码处处产产生生非非终终止止密密码码，变变成成编编码码氨氨基基酸酸密密码码，叫叫做做则则其其表表达达产产物物多多肽肽链链会会延延长长，也也会会失失去或大大减弱正常多肽链的功能。去或大大减弱正常多肽链的功能。移移码码突突变变（frame-shift frame-shift mutationmutation）：当当基基因因核核苷苷酸酸序序列列插插入入或或丢丢失失1 1个个、2 2个个或或不不构构成成三三联联体体密密码码或或其其倍倍数数的的多多个个碱碱基基后后，在在插插入入或或丢丢失失部部位位后后面面的的三三联联体体密密码码会会发发生生移移码码，造造成成其其表表达达的的多多肽肽链链截截短短或或延延长长，从从而而丧丧失失或或大大大大减减弱弱正正常常多肽链的功能。多肽链的功能。碱基缺失和插入突变碱基缺失和插入突变数目变异的串联重复数目变异的串联重复(Variable number tandem repeats)20*脆性脆性x综合症就是由于三核苷酸（综合症就是由于三核苷酸（CCG）n重复序列的拷贝数增加所致重复序列的拷贝数增加所致染色体易位染色体易位（Translocation）21*Abnornal Processing of the Globin primary RNA Transcript剪切位点的突变剪切位点的突变22*有不少有不少疾病基因本身并无突变发生疾病基因本身并无突变发生，但，但调控调控疾病基因的基因发生了突变疾病基因的基因发生了突变，这些突变可以发挥，这些突变可以发挥正调控作用，也可以发挥负调控作用，正调控作用，也可以发挥负调控作用，其产物通其产物通过改变疾病基因的表达程度过改变疾病基因的表达程度而引起相应表型的改而引起相应表型的改变。变。如如某某些些酶酶基基因因表表达达缺缺失失或或过过量量引引起起的的遗遗传传性性疾病就是这种情况。疾病就是这种情况。(二二)基因突变改变基因表达水平基因突变改变基因表达水平uBlood samples-the most widely used source of DNA from adults.uMouthwashes or buccal scrapes-being noninvasive,they are especially favored for population screening programs.Mouthwashes yield sufficient DNA for a few dozen tests,and by using whole genome amplification more extensive testing of a single sample may be possible.uChorionic villus biopsy samples-the best source of fetal DNA(better than amniocentesis specimens).uOne or two cells removed from eight-cell stage embryos,for pre-implantation diagnosis after in vitro fertilization.uHair,semen,etc.for criminal investigations.uArchived pathological specimens,for typing dead people when no DNA has been stored,or testing tumors for genetic changes.Only short sequences,250 bp or less,can be reliably amplified from fixed tissue specimens.uGuthrie cards-these are the cards on which a spot of dried blood is sent to a laboratory for neonatal screening for phenylketonuria(PKU)in the UK and elsewhere;not all the blood spot is used for the screening test.They are a possible source of DNA from a dead child.Samples required for genetic testing24*基因诊断的特点基因诊断的特点u高敏感性高敏感性u高特异性高特异性u适用性强适用性强u早期诊断早期诊断25*Methods and techniques used in genetic testing基因诊断的方法和技术基因诊断的方法和技术u Mutation scanning technologies u Mutation Screening technologies u Fluorescent-energy transfer techniques 27*Polymerase Chain Reaction(PCR)Polymerase Chain Reaction Kary Banks Mullis Kary received a Nobel Prize in chemistry in 1993 Michael Smith 28*PCR简单重复序列区间扩增简单重复序列区间扩增 指数后线性扩指数后线性扩增增PCRPCR技术技术 29*in situ PCR 原位原位PCRPCR是在单细胞或组织切片上是在单细胞或组织切片上对特异的核苷酸序列进行原位对特异的核苷酸序列进行原位PCRPCR扩增扩增，再进行再进行DNADNA分子分子原位杂交原位杂交的技术的技术-细胞内基因的定位。细胞内基因的定位。30*Nucleic Acid Hybridization 核酸分子杂交核酸分子杂交31*核酸分子杂交核酸分子杂交 ：是指单链核酸分子是指单链核酸分子（DNADNA或或RNARNA）在特定条件）在特定条件下下,与另一条互补的特异与另一条互补的特异核酸链形成稳定双链的过核酸链形成稳定双链的过程。程。主要依据主要依据：碱基互补、碱基互补、变性和复性变性和复性 DNADNA:DNADNA5ATGCCGAT3TACGGC5ATGCG T A3UA C G CAUDNADNA:RNARNA5AUGCUA CGRNARNA:RNARNA3UACGAUGC几种分子间杂交几种分子间杂交SouthernblotNorthernblotdothybridizationFISH:fluorescence in situ hybridizationNucleic Acid Nucleic Acid HybridizationHybridizationSouthern blotting Southern Southern 印迹杂交法印迹杂交法 Southern Southern 法可用于检测特异的法可用于检测特异的DNADNA序列片断序列片断等。等。（其基本过程类似于上述（其基本过程类似于上述SouthernSouthern法）法）提取提取RNARNA样本样本RNARNA变性变性琼脂糖凝胶电泳分离琼脂糖凝胶电泳分离转移至转移至膜膜探针（标记探针（标记DNADNA或或RNARNA）与之杂交）与之杂交显影或显色显影或显色检测信检测信号。号。NorthernNorthern法可用于检测组织细胞中法可用于检测组织细胞中总总RNARNA或或mRNAmRNA Northern blotting Northern Northern 印迹杂交法印迹杂交法Mutation scanning technology突变扫描技术突变扫描技术uComplete gene sequencing uSingle-strand conformation analysis uDenaturing gradient gel electrophoresisuHeteroduplex analysisuDenaturing High Performance Liquid Chromatography uDNA chips uGWASScanning technologies aim to find unknown mutations in candidate or known disease genes.36*Complete gene sequencing全基因测序全基因测序 对对已知基因组序列的物种已知基因组序列的物种进行进行不同个不同个体的基因组体的基因组测序，并在此基础上对个体测序，并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。或群体进行差异性分析。37*全基因组测序支持治愈美国双胞胎全基因组测序支持治愈美国双胞胎全基因组测序支持治愈美国双胞胎全基因组测序支持治愈美国双胞胎多巴反应性肌张力障碍多巴反应性肌张力障碍多巴反应性肌张力障碍多巴反应性肌张力障碍墨蝶呤还原酶（墨蝶呤还原酶（SPR）38*当当SPRSPR发生变异时，它破坏了产生多巴胺以及其他两种神经递质发生变异时，它破坏了产生多巴胺以及其他两种神经递质五羟色胺和去甲肾上腺素的细胞途径。多巴胺和五羟色胺都作用五羟色胺和去甲肾上腺素的细胞途径。多巴胺和五羟色胺都作用于使神经细胞互相传递电或化学信号的突触。结果意味着双胞胎不仅于使神经细胞互相传递电或化学信号的突触。结果意味着双胞胎不仅缺乏多巴胺，还缺乏五羟色胺。缺乏多巴胺，还缺乏五羟色胺。基因组测序解密癌症医学之谜基因组测序解密癌症医学之谜基因组测序解密癌症医学之谜基因组测序解密癌症医学之谜基因组基因组基因组基因组测序用于测序用于测序用于测序用于抗癌药抗癌药抗癌药抗癌药筛选筛选筛选筛选39*Everolimus依维莫司片依维莫司片mTORC1TSC1NF2*40Everolimus依维莫司片依维莫司片Single Strand Conformation Polymorphism 单链构象多态性分析单链构象多态性分析 (SSCP)(SSCP)单链单链DNADNA片段片段在在中性条件下中性条件下形成复杂的空间折叠构象，这形成复杂的空间折叠构象，这种立体结构种立体结构依赖其内部碱基组成依赖其内部碱基组成，当有一个碱基发生改变时，当有一个碱基发生改变时，会影响其空间构象，空间构象有差异的单链会影响其空间构象，空间构象有差异的单链DNADNA分子在聚丙分子在聚丙烯酰胺凝胶中受排阻大小不同。烯酰胺凝胶中受排阻大小不同。41*Single Strand Conformation Polymorphism 单链构象多态性分析单链构象多态性分析 (SSCP)(SSCP)正常基因正常基因突变基因突变基因PCRPCR变性变性中性中性PAGEPAGE+/+-/+-/-杂合子杂合子42*ATATGCAGGCHeteroduplex Analysis 异源双链分析异源双链分析 由由突突变变和和野野生生型型D DN NA A形形成成的的异异源源杂杂合合双双链链D DN NA A在在其其错错配配处处会会形形成成一一个个凸凸起起,在在非非变变性性胶胶中中电电泳泳时时,会会产产生生与与相相应应的的同同源源双双链链D DN NA A不不同同的的迁迁移移率率,从从而而使使两两者者被被分分离离开开。43*Denaturing High Performance Liqid Chromatography DHPLC,DHPLC,变性的高效液相色谱检测变性的高效液相色谱检测44*异源双链异源双链DNADNA与同源双链与同源双链DNADNA的解链特性不同，的解链特性不同，在部分变性条件下在部分变性条件下，异源双链异源双链因有错配区的因有错配区的存在而更易变性，在存在而更易变性，在色谱柱中的保留时间短色谱柱中的保留时间短于同源双链于同源双链，故先被洗脱下来，在色谱图中，故先被洗脱下来，在色谱图中表现为双峰或多峰的洗脱曲线。表现为双峰或多峰的洗脱曲线。45*Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)DGGE)变性梯度凝胶电泳变性梯度凝胶电泳原理原理:双链双链DNADNA分子在一定变性剂浓度梯度的凝胶上电泳时分子在一定变性剂浓度梯度的凝胶上电泳时,会会在一定的时间发生部分解链在一定的时间发生部分解链,AT,AT对较丰富的部位容易解链，错对较丰富的部位容易解链，错配的碱基部分更容易解链，导致电泳迁移率下降配的碱基部分更容易解链，导致电泳迁移率下降 当正常的当正常的DNADNA分子和发生突变的分子和发生突变的DNADNA分子之间即使只有一个碱分子之间即使只有一个碱基对的差异时基对的差异时,也会在不同时间发生部分解链也会在不同时间发生部分解链,从而被分离成两从而被分离成两条条46*DNA变性：变性：解链解链:错配碱基错配碱基A/TG/CDGGEDGGEHighmeltingdomainLowmeltingdomainDNA变性：变性：解链解链:错配碱基错配碱基A/TG/C47*变性梯度凝胶电泳变性梯度凝胶电泳 (DGGE)(DGGE)GGGG正常正常DNADNA分子分子GGGG突变突变DNADNA分子分子PCRGGGGCCCCGGGGCCCCGGGGCCCCGGGGCCCC正常正常DNADNA分子分子突变突变DNADNA分子分子凝胶电泳凝胶电泳增加变性条件增加变性条件DNA变性：变性：解链解链:错配碱基错配碱基A/TG/C48*Gene Chip基因芯片基因芯片 基因芯片基因芯片,又称又称DNADNA微阵列微阵列(DNA microarray(DNA microarray），将许多特定），将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地高密度地排列的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地高密度地排列固固定定于支持物上，制成基因微于支持物上，制成基因微阵列阵列,样品样品 DNA/RNADNA/RNA通过通过PCRPCR扩增、扩增、体外转录等技术掺入体外转录等技术掺入荧光标记荧光标记分子，然后按碱基配对原理进行分子，然后按碱基配对原理进行杂杂交交，再通过荧光检测系统等对芯片进行，再通过荧光检测系统等对芯片进行扫描扫描，并配以计算机系统，并配以计算机系统对每一探针上的荧光信号作出比较和检测，从而迅速得出所要的对每一探针上的荧光信号作出比较和检测，从而迅速得出所要的信息。信息。可对基因序列及功能进行大规模、高通量地研究。可对基因序列及功能进行大规模、高通量地研究。49*DNA Microarray analysis of gene expressionDNA Microarray analysis of gene expression50*Gene Chip 51*Image of a DNA MicroarrayImage of a DNA Microarray52*Microarray-based Comparative Genomic Hybridization(aCGH(aCGH(aCGH(aCGH，基于基因芯片的比较基因组杂交技术），基于基因芯片的比较基因组杂交技术），基于基因芯片的比较基因组杂交技术），基于基因芯片的比较基因组杂交技术）53*上医治未病上医治未病 黄帝内经黄帝内经“圣人不治已病治未病，不治圣人不治已病治未病，不治已乱治未乱。已乱治未乱。”名医孙思邈在此基础之上提出：名医孙思邈在此基础之上提出：“上医治未病之病上医治未病之病、中医治欲病之病中医治欲病之病、下医治已病之病下医治已病之病”。54*Genome-Wide Association StudiesGenome-Wide Association Studies（GWASGWAS，全基因组关联研究），全基因组关联研究），全基因组关联研究），全基因组关联研究）是指通过对大规模的群体是指通过对大规模的群体DNADNA样本进行样本进行全基因组高密度遗传标记全基因组高密度遗传标记（如（如SNPSNP或或CNVCNV等）等）分型分型，检测，检测全基因组范围的遗传变异全基因组范围的遗传变异与与可观测的性可观测的性状之间状之间的的关联关联，从而寻找与复杂疾病相关的遗传因素的研究方法。，从而寻找与复杂疾病相关的遗传因素的研究方法。55*关联研究关联研究是基于群体中无亲缘关系的病例组是基于群体中无亲缘关系的病例组和表型正常的对照组在某一个遗传位点上会和表型正常的对照组在某一个遗传位点上会出现不同的频率而设计的。出现不同的频率而设计的。全基因组关联研究全基因组关联研究56*Francis Collins,2008 Francis Collins,2008GWASGWAS为全面系统研究复杂疾病的遗传因素为全面系统研究复杂疾病的遗传因素掀开了新的一页，为我们了解人类复杂疾掀开了新的一页，为我们了解人类复杂疾病的发病机制提供了更多的线索。病的发病机制提供了更多的线索。Mutation Screening technologies突变筛选技术突变筛选技术urestriction fragment length polymorphismuAllele-specific oligonucleotide hybridization uAmplification refractory mutation systemuArtificial introduction of restriction sitesScreening techniques aim to find known mutations,preferably with high throughput.58*Restriction Fragment Length PolymorphismRestriction Fragment Length Polymorphism(RFLP,RFLP,限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性 )限制性内切酶片段长度多态性限制性内切酶片段长度多态性RFLPRFLP：该技术是利用限制性内切酶能识别：该技术是利用限制性内切酶能识别DNADNA分子的特异序列，并在特定序列处切开分子的特异序列，并在特定序列处切开DNADNA分子，对于不同种群的生分子，对于不同种群的生物个体而言，他们的物个体而言，他们的DNADNA序列存在差别。如果这种差别刚好发生在内切酶序列存在差别。如果这种差别刚好发生在内切酶的酶切位点，并使内切酶识别序列变成了不能识别序列或是这种差别使的酶切位点，并使内切酶识别序列变成了不能识别序列或是这种差别使本来不是内切酶识别位点的本来不是内切酶识别位点的DNADNA序列变成了内切酶识别位点。这样就导致序列变成了内切酶识别位点。这样就导致了用限制性内切酶酶切该了用限制性内切酶酶切该DNADNA序列时，就会少一个或多一个酶切位点，结序列时，就会少一个或多一个酶切位点，结果产生少一个或多一个的酶切片段。这样就形成了用同一种限制性内切果产生少一个或多一个的酶切片段。这样就形成了用同一种限制性内切酶切割不同物种酶切割不同物种DNADNA序列时，序列时，产生不同长度大小、不同数量的限制性酶切产生不同长度大小、不同数量的限制性酶切片段片段。59*Allele II Allele II 产生了新的酶切点产生了新的酶切点 Allele IAllele I Allele II12Kb8Kb4Kbprobe12Kb8Kb RFLPSouthern blot检测结果检测结果 60*Allele II Allele II 酶切位点消失酶切位点消失 Allele IAllele I Allele II12Kb8Kb4Kbprobe12Kb8Kb61*restriction fragment length polymorphismrestriction fragment length polymorphism RFLP RFLP(限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性 )Schematic for RFLP by cleavage site loss Analysis and inheritance of allelic RFLP fragments Schematic for RFLP by VNTR length variation 62*Allele-specific oligonucleotide hybridizationAllele-specific oligonucleotide hybridizationASOASO (等位基因特异性寡核苷酸杂交等位基因特异性寡核苷酸杂交等位基因特异性寡核苷酸杂交等位基因特异性寡核苷酸杂交)突变探针突变探针正常探针正常探针杂交杂交突变基因突变基因正常基因正常基因调整杂交温度调整杂交温度63*Amplification refractory mutation system ARMSARMS（扩增阻滞突变体系）扩增阻滞突变体系）特点：灵敏、快速、简便，适用突变基因的结构、定位明确的样品。特点：灵敏、快速、简便，适用突变基因的结构、定位明确的样品。能检出杂合子个体能检出杂合子个体 野生型野生型-野生型野生型突变型突变型-突变型突变型野生型野生型-突变型突变型突变型突变型-野生型野生型野生型野生型-野生型野生型突变型突变型-突变型突变型64*Artificial introduction of restriction sitesArtificial introduction of restriction sites(AIRS,AIRS,人工引入酶切位点人工引入酶切位点人工引入酶切位点人工引入酶切位点)+A-RFLPA-RFLP突变引物突变引物人工错配引物，引入酶切位点人工错配引物，引入酶切位点PCR限制型内切酶限制型内切酶X X的酶切位点的酶切位点酶酶X X切割切割PCRAGATCTBglBglAGCCCT65*AGCTCTAAFluorescent-energy transfer techniquesFluorescent-energy transfer techniques荧光共振能量转移荧光共振能量转移荧光共振能量转移荧光共振能量转移当某个荧光基团的发射谱与另一个荧光基团的吸收光谱重叠，且当某个荧光基团的发射谱与另一个荧光基团的吸收光谱重叠，且两个基团距离足够近时，能量可以从短波长（高能量、供体）的两个基团距离足够近时，能量可以从短波长（高能量、供体）的荧光基团传递到长波长（低能量）的荧光基团。荧光基团传递到长波长（低能量）的荧光基团。66*67*68*Real-Time PCR:Real-Time PCR:the TaqMan Methodthe TaqMan Method69*A schematic representation of SNP analysis A schematic representation of SNP analysis by the TaqMan methodby the TaqMan method70*molecular beacon SNP analysis method 基于分子信标技术检测基于分子信标技术检测SNPSNP Molecular beacon will emit fluorescence once it meets the complimentary DNA of the loop sequence71*72*Cytogeneticists can now go FISH-ing for chromosomal abnormalities,which are deletions and duplications that can cause disease.How exactly does FISH work?73*基本原理是基本原理是:如果被检测的染色体或如果被检测的染色体或DNADNA纤维切片上的靶纤维切片上的靶DNADNA与核酸探针是同源互补的，二者经变性与核酸探针是同源互补的，二者经变性-退火退火-复性，即可复性，即可形成靶形成靶DNADNA与核酸探针的杂交体。将核酸探针的某一种核苷酸与核酸探针的杂交体。将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素、地高辛，可利用该报告分子与荧光标记上报告分子如生物素、地高辛，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待测镜下对待测DNADNA进行定性、定量或相对定位分析。进行定性、定量或相对定位分析。Fluorescence In Situ Hybridization(FISH)荧光原位杂交荧光原位杂交 74*75*Fluorescence In Situ Hybridization(FISH)荧光原位杂交荧光原位杂交 uIn Situ Hybridization Is Used to Localize DNA Sequences on Chromosomes uDiagnosing Chromosomal Abnormalities Using Karyotypes and FISH uUsing Collections of FISH Probes to“Paint”Entire Chromosomes 76*全染色体涂染全染色体涂染 F FI IS SH H 探针探针WCPWCP 第第1 1至至2222、X X 和和 Y Y 染色体的涂染探针染色体的涂染探针（第（第1515和和2121号染色体目前只有长臂探针）号染色体目前只有长臂探针）基因组覆盖率高基因组覆盖率高荧光信号强荧光信号强背景极底背景极底操作简便操作简便(Whole Chromosome Painting)77*应应 用：用：染色体的易位染色体的易位重排和突变分析重排和突变分析标记异源染色体标记异源染色体区分杂合细胞等区分杂合细胞等全染色体涂染全染色体涂染 F FI IS SH H 探针探针78*Application of gene diagnosis基因诊断技术应用基因诊断技术应用79*基因诊断的应用基因诊断的应用u用于遗传病诊断用于遗传病诊断 u用于肿瘤诊断用于肿瘤诊断 u用于诊断感染性疾病用于诊断感染性疾病 u在器官移植组织配型中的应用在器官移植组织配型中的应用 u在法医学中的应用在法医学中的应用80*目前已知的基因病有目前已知的基因病有5种遗传方式，形成种遗传方式，形成5大类遗传病大类遗传病1.1.染色体病（染色体病（Chromosomal Genetic DiseasesChromosomal Genetic Diseases）Maternal AgeRisk of chromosomal abnormalityRisk of Downs Syndrome15-241/5001/150025-291/3851/1100351/1781/350401/631/100451/181/25822.2.单单基基因因病病（monogenic monogenic diseasedisease）:单单基基因因遗遗传传病病达达6000多多种种，涉涉及及位位于于常常染染色色体体和和性性染染色色体体上上致致病病基基因因的的显显性性遗遗传传、隐隐性性遗遗传传或或交交叉叉遗遗传传等等方方式式，这这些些遗遗传传方方式式符符合合孟孟德德尔尔遗遗传传定定律律，引引起起质质量量性性状状改改变变，致致病病基基因因与与疾疾病病的的因因果果关关系系明确。明确。3.3.多多基基因因病病（polygenic polygenic diseasedisease）:多多基基因因遗遗传传病病的的性性状状受受许许多多基基因因控控制制，其其中中每每个个基基因因的的作作用用都都比比较较微微弱弱，称称之之为为微微效效基基因因，无无显显性性、隐隐性性遗遗传传之之分分，但但它它们们的的综综合合作作用用可可产产生生共共显显性性的的效效应，即数量性状。应，即数量性状。4.4.线线粒粒体体病病 (Mitochondrial(Mitochondrial Genetic Genetic Diseases Diseases):):遗遗传传方式比较复杂。方式比较复杂。*5.5.体细胞遗传病体细胞遗传病:遗传方式比较复杂。遗传方式比较复杂。例例如如肿肿瘤瘤，一一般般认认为为散散发发性性肿肿瘤瘤主主要要是是由由于于体体细细胞胞中中特特定定基基因因改改变变而而引引起起体体细细胞胞突突变变所所致致。体体细细胞胞特特定定基基因因改改变变可可遗遗传传给给下下一一代代体体细细胞胞，但但不不能能在在亲亲代代个个体体与与子子代代个体之间遗传。个体之间遗传。对对于于某某些些家家族族性性肿肿瘤瘤，其其发发生生可可能能由由主主效效基基因因所所决决定定，主主效效基基因因按按照照孟孟德德尔尔遗遗传传方方式式起起作作用用。质质量量性性状状比比较较容容易易采采用用孟孟德德尔尔遗遗传传的的分分析析方方法法来来分分析析，而而数数量量性性状状难难以以采采用用通通常常的的遗遗传传分分析析方方法法进进行行分分析析，需需采采用用适适宜宜的的遗遗传传统计学方法进行分析。统计学方法进行分析。对不同疾病采用不同基因诊断的策略对不同疾病采用不同基因诊断的策略 人类疾病多种多样，致病原因不同，因此在基人类疾病多种多样，致病原因不同，因此在基因诊断上也有不同途径和策略。因诊断上也有不同途径和策略。1 1、对致病基因已经找到、发生机制清楚的疾病，、对致病基因已经找到、发生机制清楚的疾病，可以通过可以通过直接检测致病基因直接检测致病基因进行基因诊断。进行基因诊断。如：病原微生物的感染：病毒、细菌、寄生虫、如：病原微生物的感染：病毒、细菌、寄生虫、真菌等，及与疾病有关的机体内源性基因：癌基因、真菌等，及与疾病有关的机体内源性基因：癌基因、抑癌基因、病理基因。抑癌基因、病理基因。84*2 2、对致病基因还没找到，发生机制也没有完全、对致病基因还没找到，发生机制也没有完全清楚，但清楚，但致病基因已定位于染色体或基因组的致病基因已定位于染色体或基因组的特定区域的疾病特定区域的疾病，可以通过检测致病基因的，可以通过检测致病基因的联联锁遗传标记锁遗传标记进行基