第二节
单基因孟德尔遗传性疾病

19世纪60年代孟德尔从豌豆的研究中发现了分离定律和自由组合定律,统称为孟德尔遗传规律,有关的疾病通常被归类为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传或性连锁遗传。
(一)常染色体显性遗传
假设正常亲代基因为A,突变基因为a,子代的基因型为杂合子Aa,若杂合子Aa能表现出与显性基因a有关的性状或遗传病时,其遗传方式称为显性遗传。常染色体显性遗传(autosomal dominant inheritance,AD)是指控制性状或疾病的显性基因位于常染色体的遗传方式。目前已发现2000多种疾病与AD遗传模式有关,发病特点为患者双亲中有一方同为患者,家系中连续几代均有患者,患者的同胞中约有1/2是患者,男女发病机会均等,如果双亲均不是患者,则子女一般也不发病。随环境的变化,杂合子的外显率也受特定环境因素的影响(表3-1-5)。
表3-1-5 常染色体显性遗传的不同遗传类型

(二)常染色体隐性遗传
遗传性状或病症关联基因位于常染色体上,但在杂合状态(Aa,A为正常基因)下不表现相应性状或发病,只有纯合体(aa)才表现,称为常染色体隐性遗传(autosomal recessive inheritance,AR)。AR模式特点有致病基因位于常染色体,遗传与性别无关,不一定每代都出现患者;患者双亲表现型可以正常;患者与外表上正常的异性结婚,其子女可能得病,也可能全正常;若患者与表现型正常而基因型不正常(基因型为Aa)的异性结婚,则其子女患病率和为致病基因携带者的可能性均为50%,近亲婚配时,子女得病的机会较多。
目前已报道近2000种性状呈现AR模式,如白化病、镰状细胞贫血症、苯丙酮尿症等。早期进行基因检测明确诊断,有可能预防此类疾病损害的发生,如苯丙氨酸羟化酶(phenylalanine hydroxylase,PAH)能催化苯丙氨酸转化为酪氨酸,PAH基因突变导致体内苯丙氨酸堆积,部分苯丙氨酸通过旁路途径被转化为苯丙酮酸,婴幼儿血液和其他组织中堆积了高浓度的苯丙酮酸和未转化的苯丙氨酸,导致智力低下,早期基因诊断明确后通过饮食调整可以有效防止智力损害的发生。
(三)伴性遗传
X 位于X染色体上的基因控制性状的遗传即是X伴性遗传(X-linked inheritance)。对于X连锁基因来说,女性是纯合子或杂合子,男性是半合子。女性的两条X染色体一条来自母方,另一条来自父方,并随机地一条传给女儿、另一条传给儿子;男性的一条X染色体始终只能来自母方,且只能传给女儿而不能传给儿子,因此X伴性遗传的最大特点是性状或遗传病不存在从男性到男性的传递。
1.X伴性隐性遗传
遗传病或特定性状有关的遗传基因位于X染色体上,如果该基因是隐性的,其遗传方式称为 X伴性隐性遗传(X-linked recessive inheritance,XR)。在女性中,当X连锁隐性基因处于杂合状态(XAXa,A为正常基因)时,个体不发病;只有当两条X染色体上的处于基因纯合(XaXa)状态才发病;在男性中,只要X染色体上有隐性致病基因(Xa Y)就会发病,因此在自然人群中XR男性的发病率比女性高很多,家系中往往只看到男性发病。如红绿色盲,我国人群中男性发病率为7%,女性发病率只有0.5%。
2.X伴性显性遗传
特定遗传性状或遗传病的基因位于X染色体上,如果基因表现型是显性的,该遗传方式为X伴性显性遗传(X-linked dominant inheritance,XD)。XD不论男性(Xa Y)还是女性(XaXa,XAXa),只要携带致病基因(a)均会发病,由于女性比男性多一条X染色体,因此自然人群中女性的发病率显著高于男性。
(四)Y伴性遗传
人类Y染色体仅存在于男性个体,Y染色体上的基因决定的性状只能由父亲传给儿子,不传给女儿,所以呈限雄遗传(holandric inheritance)。Y染色体上的基因很少,大多数基因在X染色体上没有相应的等位基因,基因所控制的性状只能在男性中表现出来,在家族中以男性-男性的方式遗传。
(五)从性遗传
如果常染色体上基因所控制的性状在表型上受性别影响,发病呈现男女性分布比例或表现程度上的差异,这种遗传方式称为从性遗传(sex-influenced inheritance)。如遗传性早秃为常染色体遗传病,基因在男性为显性,杂合子男性即会出现早秃性状;在女性为隐性,女性杂合子不出现早秃性状,只有纯合体才会表现早秃症状,症状也比男性轻。
(六)限性遗传
某种性状或遗传病的基因位于常染色体或性染色体上,不论显性还是隐性遗传,只在一种性别中得以表现,而另一性别中完全不能表现,基因的性状可以后代传递,这种遗传方式称为限性遗传(sex-limited inheritance)。如前列腺癌关联基因在常染色体,但只有男性得病,女性不得病。