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醫學遺傳學是研究人類疾病與遺傳的關係,主要研究遺傳病的發病機理、傳遞規律、診斷、治療和預防等的一門科學。

1 醫學遺傳學 -定義

醫學遺傳學(medical genetics):是研究人類疾病與遺傳的關係,主要研究遺傳病的發病機理、傳遞規律、診斷、治療和預防等的一門科學。遺傳學在醫學中的應用,包括,生理、病理和藥理的遺傳學分析。遺傳學從細胞遺傳學、分子遺傳學發展到系統遺傳學,細胞基因調控系統與信號傳導網路研究的高通量生物技術和系統理論結合,為複雜性疾病的診斷分析和藥物篩選、綜合治療等提供了新的途徑。

2 醫學遺傳學 -發展簡史

1865年 Mendel於1865年發表的《植物雜交實驗》一文揭示了生物遺傳性狀的分離和自由組合規律,這是科學意義上的「遺傳學」誕生的標誌。
1900年 Mendel工作的重要價值被發現,隨即,該學說被應用於解釋一些人類疾病的遺傳現象。 
1901年 Garrod描述了4個黑尿症家系,首次提出了先天性代謝病的概念,並認為這種疾病的性狀屬於隱性遺傳性狀 
1903年 Farabee指出短指(趾)為顯性遺傳性狀。 
1908年 Hardy和Weinberg研究人群中基因頻率的變化,提出遺傳平衡定律,奠定了群體遺傳學的基礎。 
1909年 Nilsson研究數量性狀的遺傳,用多對基因的加性效應和環境因素的共同作用闡述數量性狀的遺傳規律。 
  
    這個階段,遺傳學的理論研究得到充分的發展,但是限於當時的技術水平,這些理論的實驗驗證及遺傳物質的微觀研究還無法深入開展。 
  
20世紀20年代到40年代 Griffith和Avery用肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是遺傳物質。 
1953年 Watson和Crick研究了DNA的分子結構,提出了DNA的雙螺旋模型,使人們認識了遺傳物質的化學本質。 
1952年 由於低滲製片技術的建立(徐道覺等)和使用秋水仙鹼獲得了更多中期細胞分裂像(蔣有興等)后,才證實人體細胞染色體數目為46。標誌著細胞遺傳學的建立。 

細胞遺傳學建立后,相繼發現Down綜合征為21三體(Lejeune等)、Klinefelter綜合征為47,XXY(Jacob和Strong)等。
在染色體顯帶技術出現后,更多的染色體畸變引起的疾病不斷被發現和報道。
20世紀70年代 限制性內切酶的使用使研究者首次能夠對DNA進行可控的操作。 
1978年 Y W Kan(簡悅威)運用低滲製片技術和限制性內切酶切技術實現了對鐮狀細胞貧血的產前基因診斷 。
80年代 聚合酶鏈反應(PCR)技術出現,實現體外DNA分子快速擴增,從而使某些疾病的DNA檢測成為臨床的常規工作。 
90年代開始 人類基因組計劃 

3 醫學遺傳學 -主要研究方法

(一)群體篩查法

(二)系譜分析法

(三)雙生子法

(四)疾病組分分析法

(五)關聯分析法

(六)染色體分析法

4 醫學遺傳學 -相關圖書

版權信息 書 名: 《醫學遺傳學》
醫學遺傳學《醫學遺傳學》(第2版)

  作 者:李璞
  出版社: 中國協和醫科大學出版社
  出版時間: 2008
  ISBN: 9787810724654
  開本: 16
  定價: 52.00 元內容簡介 《醫學遺傳學》(第2版)著重突出人類基因組和分子遺傳學技術方面的新內容,以反映當前科學發展的現狀。同時每章末尾均列有思考題。
編輯推薦

《醫學遺傳學》(第2版)作為培養21世紀醫學人才的醫學遺傳學教材,在其內容上也必須進行相應的更新,才能使培養出來的醫學人才在知識儲備上提高一步,跟上時代的步伐。 文獻資料 - 醫學書籍 - 醫學遺傳學基礎
醫學遺傳學的研究技術和方法

由於醫學遺傳學是一門邊緣學科,因此它廣泛地採用了形態學、生物化學、免疫學、生物統計學等研究技術。這些技術當應用於遺傳學實踐時得到了發展。如醫學遺傳學中的染色體觀察技術、基因分析技術等。

醫學遺傳學的研究方法需針對不同的研究目的而設計。這裡主要介紹一些為確定某種疾病是否有遺傳因素參與而常用的方法。

1.群體篩查法 採用一種或幾種高效、簡便並有一定準確性的方法,對某一人群進行某種遺傳病或性狀的普查。這種普查需在一般人群和特定人群(例如患者親屬)中進行。通過患者親屬發病率與一般人群發病率比較,從而確定該病與遺傳是否有關。如果此病與遺傳有關,則患者親屬發病率應高於一般人群。而且發病率還應表現為一級親屬(父母、同胞、子女)>二級親屬(祖父母、孫子女、叔舅姨姑、侄甥)>三級親屬(堂表兄妹、曾祖父母等)>一般人群。由於同一家族成員往往有相同或相似的生活環境,故在確定某病親屬患病率是否較高時,應排除環境因素影響的可能性。通常採用的方法是:①將血緣親屬與非血緣親屬加以比較。此時應該見到血緣親屬患病率高於非血緣親屬。②養子女調查,即調查患者寄養子女與養母親生子女間患病率的差異。例如精神分裂症女性患者生育子女后,常寄養他人家中。Heston和Denny調查了寄養子女和非寄養子女精神病及有關疾病發病情況,表明兩者之間有顯著差異(表1-1)。

表1-1 精神分裂症母親的寄養子女與非寄養子女

非寄養子女(對照組) 寄養子女(觀察組)
子女人數 50(平均36.3歲) 47(平均35.8歲)
精神分裂症 0 5
精神缺陷 0 4
病態人格 2 9
神經官能症 7 13
住精神病院或入獄1年以上 2 11

2.系譜分析法 通常用以辨別單基因病抑或多基因病、確定遺傳方式、開展遺傳諮詢及產前診斷、探討遺傳異質性等(參閱第二章和第九章)。

3.雙生子法 雙生子分兩種:一種稱為單卵雙生(同卵雙生,monozygotic twin,MZ),是受精卵在第一次卵裂后,每個子細胞各發育成一個胚胎,故它們的性別相同,遺傳特性及表型特徵也基本相同;另一種稱為雙卵雙生(異卵雙生,dizygotic twin,DZ),來源於兩個卵子分別與精子受精而發育成的兩個胚胎,故其性別不一定相同,遺傳特徵及表型僅有某些相似。兩種雙生子可從外貌特徵、皮紋、血型、同工酶譜、血清型、HLA型或DNA多態性加以鑒定。單卵雙生子在不同環境中生長發育可以研究不同環境對錶型的影響;雙卵雙生子在同一環境中發育生長可以研究不同基因型的表型效應。通過比較單卵雙生和雙卵雙生某一性狀(或疾病)的發生一致性(concordance),可以估計該性狀(或疾病)發生中遺傳因素所起作用的大小。一般可用發病一致率(同病率)來表示。
發病一致率(%)=同病雙生子對數/總雙生子(單卵或雙卵)對數×100
例如結核病MZ同病率為74%,DZ同病率為28%,可以認為結核病的發生有一定遺傳背景。表1-2列舉了幾種雙生子法研究幾種與遺傳因素有關疾病的結果(其中麻疹與遺傳因素關係較小)。

表1-2 幾種疾病單卵雙生子與雙卵雙生子發病一致率的比較

疾 病 發病一致率(%)單卵雙生 雙卵雙生
先天愚型 89 7
精神分裂症 80 13
結核病 74 28
糖尿病 84 37
原發性癲癇 72 15
十二指腸潰瘍 50 14
麻疹 95 87

  4.種族差異比較 種族是在繁殖上隔離的群體,也是在地理和文化上相對隔離的人群。各個種族的基因庫(群體中包含的總的遺傳信息)彼此不同。世界上主要的人種有6種,即高加索人(白種人)、黑種人、亞洲蒙古種人、美洲印第安人、澳大利亞種人及巴斯克人(西班牙及法國南郊)。每一種還可分為若干亞種。種族的差異具有遺傳學基礎。不同種族的膚色、髮型、發色、虹蟆顏色、顴骨外形、身材等外部形態性狀都顯示出遺傳學差異。它們之間在血型、組織相容性抗原(HLA)類型、血清型、同工酶譜等的基因型頻率也不相同。因此,如果某種疾病在不同種族中的發病率、臨床表現、發病年齡和性別、合併症有顯著差異,則應考慮該病與遺傳密切有關。例如中國人的鼻咽癌發病率在世界上居首位。在中國出生僑居美國的華僑鼻咽癌發病率比當地美國人高34倍。當然,不同種族生活的地理環境、氣候條件、飲食習慣、社會經濟狀況等方面也各不相同,故在調查不同種族發病率及發病情況時,應嚴格排除這類環境因素的影響。為此,這種調查常安排在不同種族居民混雜居住的地區進行,最好選擇生活習慣和經濟條件比較接近的對象。
5.疾病組分分析 疾病組分分析(component analysis)是指對待比較複雜的疾病,特別是其發病機制未完全弄清的疾病,如果需要研究其遺傳因素,可以將疾病「拆開」來對其某一發病環節(組分)進行單獨的遺傳學研究。這種研究方法又稱為亞臨床標記(subclinical marker)研究。如果證明所研究的疾病組分受遺傳控制,則可認為這種疾病也有遺傳因素控制。
6.伴隨性狀研究 在疾病的研究中,如果某一疾病經常伴隨另一已確定由遺傳決定的性狀或疾病出現,則說明該病與遺傳有關。性狀的伴隨出現可以是由於基因連鎖(link-age),即兩個基因座位同在一條染色體上;也可以是由於關聯(association),即兩種遺傳上無關的性狀非隨機的同時出現。屬於連鎖的伴隨性狀如橢圓形紅細胞增多症常見於Rh血型陽性者。現知這兩種性狀的基因緊密連鎖,前者定位於1號染色體短臂3區2帶(1p32);後者定位於1p35。屬於關聯的伴隨性狀如O型血者十二指腸潰瘍發病率較其他血型高30%-40%。較多用的遺傳標記為HLA(human leucocyte antigen)系統。HLA包括7個連鎖座位(A,B,C,D,DR,DP,DQ)148個復等位基因。例如強直性脊柱炎與HLA系統的B27等位基因有關聯。強直性脊柱炎患者中HLA-B27頻率非常高,相對風險比為87.4,即有B27者,患本病風險是無B27者的87.4倍。最近已廣泛使用DNA多態遺傳標記(詳見第四章、第十三章)。有時,已確定的遺傳病也可作為遺傳標記,如潰瘍性結腸炎常與強直性脊柱炎伴發,由於後者已證明為遺傳病,故前者可認為與遺傳因素有關。
7.動物模型由於直接研究人類遺傳病受到某些限制,故動物中存在的自發遺傳病可以作為研究人類遺傳病的輔助手段。但應注意所得結論僅可作參考,但不能搬用於人類。近年來研究成功的轉基因動物,特別是轉基因小鼠,已有人工定向複製可傳代的動物模型,大大的豐富了這一手段。

軍事院校醫學遺傳學概述 

醫學遺傳學教研室是遺傳學國家級重點學科,我校211工程建設的重點學科之一,全軍第一個遺傳學博士學位授予點,全軍醫學分子遺傳學重點實驗室。教研室建成了適合於基礎與應用研究的全軍重點醫學分子遺傳學開放實驗室,擁有總價值超過1000萬元的儀器設備和信息資源。
致力於將現代遺傳學的理論和技術與基礎醫學、臨床醫學、預防醫學及軍事醫學各學科的研究相結合,形成了明顯的學科特色和三個主要研究方向:核酸疫苗理論及應用研究、基因工程藥物的理論及應用研究和疾病相關基因的研究。此外,環境誘變劑與基因突變,基因表達與調控也是本學科研究內容。 近5年來共發表科研論文200餘篇,主要論文見諸於《JBC》、《Vaccine》、《BBA》等國內外核心刊物。編撰了《核酸疫苗》等專著和教材。獲得國家科技進步二等獎1項、軍隊科技進步二等獎2項、三等獎2項。目前承擔了國家863項目等課題共10餘項,以及多項校企聯合研究項目。申請專利8項,實現科研轉讓3項,轉讓經費3200萬元。與英國哥拉斯格大學、日本東京大學等高等院校和研究機構建立了良好的科研和人才培養協作關係。醫學遺傳學教研室先後承擔了9門課程的教學任務,培養對象覆蓋大專到博士研究生各個層次。
  
21世紀是生命科學的世紀,醫學遺傳學教研室的全體同志在九五建設的基礎上,通過十五期間的建設,將達到國內領先,國際先進的學術水平,特別是在基因工程疫苗和疾病基因組研究方面取得重大突破。
一、培養目標

(一)碩士學位

1、碩士生要樹立熱愛專業和敬業的精神,注重知識、能力和素質的培養和提高,學風嚴謹,具有為科學獻身的精神;

2、碩士生需完成規定的課程學習,加強基礎理論知識學習,拓寬知識面。熟悉科學研究的基本環節,掌握本學科的常用技術和先進技術,獨立完成研究課題,成為基礎紮實、專業熟悉的專業人才;

3、應系統掌握遺傳學、醫學遺傳學理論知識和基本實驗技能,了解所研究領域的學術動態;

4、較為熟練掌握一門外語,能閱讀本專業的外文資料;

5、能在研究中較熟練地使用計算機,初步具有獨立從事與本學科有關的科研和教學能力。要完成有一定科學意義的學位論文。

(二)博士學位

1、 博士生培養是中國人才培養的最高層次,要求學風嚴謹,品行端正,在德智體美各方面發展,培養中國遺傳學學科骨幹力量和學術帶頭人。

2、應掌握堅實的遺傳學醫學遺傳學和分子分子遺傳學基礎理論,具有寬廣的生物學、醫學、生物化學和生物信息學等基礎知識,深入了解所研究領域的歷史、現狀和發展動向;

3、熟練掌握本學科的基本實驗技能;

4、至少掌握一門外語,能熟練地閱讀本專業的外文資料,具有一定的外語寫作能力和進行國際學術交流的能力;

5、能熟練掌握計算機技術、生物信息學分析手段,並運用於本學科領域的科學研究;

6、能獨立承擔與本學科有關的研究課和教學工作。博士論文要有創造性。

二、學習年限

1、碩士生學習年限一般為3年;

2、博士生學習年限為3-4年;

3、碩-博連讀研究生學習年限一般為5年;

4、在職研究生學習年限相應延長1年;

(二)在讀期間必須閱讀的著作或期刊

入學后,在導師指導下,較系統地閱讀經典的本專業教科書或相關領域的專著,同時定期閱讀與研究方向關係密切的著名學術刊物,了解國內外該領域的發展現狀。

醫學遺傳學研究生在讀期間必須閱讀的著作和期刊

著作或期刊的名稱
作者或出版社
備註
Nature Genetics(期刊)
英國
選讀
Cell(期刊)
美國
選讀
Science(期刊)
美國
選讀

PNAS(期刊)
美國
選讀
J.Biol.Chem. (期刊)
美國
選讀
Vaccine(期刊)
英國
選讀
Current Topics in Microbiol Immunol
美國
選讀
Current Topics in Genetics
美國
選讀
生物化學與生物物理學報(期刊)
中國
必讀
中國科學C輯(期刊)
中國
必讀
科學通報(期刊)
中國
必讀
Principles of Medical Genetics(書)
Thomas D,Gelehrter
必讀
Mole.Biol of the Cell(書)
Alberts,Bray
選讀
Gene Expression(書)
Lewls
選讀
(三)教學實踐

(1)碩士學位

在學習期間,參加教研室的各碩教學活動,熟悉教學的基本環節和主要方式方法,在導師指導下,完成60學時的實驗教學工作,根據實際需要,參加少量的理論課教學。碩士生完成以上教學實踐后,經教研室評議並填寫教學醫療實踐工作情況記錄表,合格者給3學分。

(2)博士學位

為進一步培養教學能力,博士生在導師指下,承擔40學時的本科專業理論課的教學工作,在教學實踐中熟悉教學各環節,掌握教學技巧,提高思維、表達能力。

(四)科研能力

在導師的指導下確定科研課題 ,獨立進行實驗,熟悉科研的基本環節,掌握本專業常用實驗與研究課題相關的主要實驗技能,培養獨立設計實驗和解決問題的基本能力。具體安排如下:

(1)第一學年課程學習期間,由導師確定研究生的研究方向,指導閱讀文獻,寫出文獻綜,並在課餘時間心意盡量進實驗室學習基本的實驗技能;

(2) 第二學年開始預實驗,摸索並建立實驗方法。在該學年的第一學期內在教研室內作開題報告。開題后應在導師指導下,認真進行實驗,並定期嚮導師彙報。

(3)科研工作需在畢業這一年的三月份結束。

(五)論文工作

(1)碩士學位

  通過科學研究工作,積累和分析研究結果,撰寫一篇學位論文,表述研究目的、實驗結果及其理論和應用價值。並總結出一篇與學位論文相關的研究論文於答辯前在國內核心期刊上發表。在通過教研室預答辯的基礎上,才能組織論文答辯會。

(2)博士學位

論文選題應在導師指導下擬定,並在教研室範圍內作開題報告,就選題目的、意義、科學根據、研究內容、技術路線等進行論證,不能通過者必須換題。完成學位論文是博士生學習期間主要的工作內容,應在導師指導下由博士生獨立完成,論文應具有較我校碩士生論文更高的水平,要有先進的實驗技術,創新的發現和見解,具有一定的理論價值或實際意義,應達到能在SCI收錄的雜誌上發表一篇以上的學術論文的水平。

論文答辯工作按我校研究生院相關規定執行。


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