基因與遺傳疾病

張 旭（西北大學(xué)附屬中學(xué)，陜西西安 710069）

引言

基因既是遺傳信息的結(jié)構(gòu)實體，也是遺傳信息的功能實體。基因的改變可以導(dǎo)致人類遺傳病的發(fā)生，每個人的生老病死都是由其基因決定的。當(dāng)前，基因突變和基因表達調(diào)控功能紊亂的研究是當(dāng)前分子生物病理研究的主要內(nèi)容。

基因突變或者基因表達有關(guān)的機制紊亂，如由于DNA結(jié)構(gòu)改變而造成的基因活性改變；再如由于基因和組蛋白的修飾紊亂而導(dǎo)致基因表達強度增加或受抑制等等，這些情況都可以通過遺傳信息所遵循的中心法則表現(xiàn)在性狀上，將會導(dǎo)致人類出現(xiàn)遺傳病[1]。眾多遺傳疾病的發(fā)生，給患者身心健康造成嚴(yán)重的影響，也給家庭和社會造成了巨大的壓力。了解和認識人類遺傳疾病的發(fā)病特征、基因類型，可以科學(xué)地預(yù)防和治療遺傳疾病。

目前，人類遺傳病主要分為單基因遺傳病和多基因遺傳病兩種類型，通過糾正致病基因缺陷的基因治療根治遺傳疾病。

一、單基因遺傳病

單基因遺傳病有6000多種，較常見的有血友病、先天性聾啞、白化病、原發(fā)性青光眼、高度近視、紅綠色盲等。單基因遺傳病是指受一對等位基因控制的遺傳疾病，常常表現(xiàn)出某個基因功能性的改變，不能正常表達蛋白質(zhì)，導(dǎo)致代謝功能紊亂，形成代謝性遺傳疾病。遺傳疾病又分為常染色體顯性遺傳病和常染色體隱性遺傳病兩種類型[2]。

1.常染色體顯性遺傳病

（1）患者的父親或者母親有一方是患者或者是致病基因攜帶者；（2）患者在家族系譜中的比例為1/2，且男女發(fā)病的機會均等；（3）連續(xù)系帶都可以見到患者，也可以看到連續(xù)遺傳現(xiàn)象；（4）雙親無病，子女一般都正常，除非新突變形成致病基因，但這種情況很少。

有些常染色體顯性遺傳病，其致病基因形成的雜合狀態(tài)有時不發(fā)病，即顯性致病基因的作用未能得到表現(xiàn)，而出現(xiàn)隔代遺傳現(xiàn)象，這種遺傳方式稱為外顯不全或不規(guī)則顯性。這是因為顯性致病基因的表達程度可能受到修復(fù)基因、年齡、性別、環(huán)境等因素的影響而沒能夠充分表現(xiàn)出來。

2.常染色體隱性遺傳病

（1）患者人數(shù)中男性多于女性，家族系譜中患者大部分是男性；（2）男性患者的父母都沒有病，致病基因源于母親；（3）呈現(xiàn)交叉遺傳特征，即患者的同胞常為患者，患者的舅父、姨表兄弟可以為患者；（4）在系譜中有隔代遺傳現(xiàn)象，即男患者的子女正常。

二、多基因遺傳病

常見的多基因遺傳病，如糖尿病、心腦血管疾病、慢性呼吸系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤等。多基因遺傳病，涉及多個基因的共同作用，與單基因不同的是這些基因沒有顯隱性之分，每個基因只有微效累加的作用。因此，同樣的疾病不同的人由于可能涉及的疾病基因數(shù)目不同，其疾病嚴(yán)重程度、發(fā)病風(fēng)險均有明顯的不同，就會表現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象。多基因遺傳病除了與遺傳有關(guān)外，環(huán)境、年齡、飲食等對其影響也相當(dāng)大，通常不易有效防治，所以又稱復(fù)雜疾病。

多基因遺傳病的特點常呈現(xiàn)家族聚集現(xiàn)象，有性別和種族間的差異[3]。

1.家族聚集現(xiàn)象

（1）發(fā)病有家族聚集傾向，患者同胞中的發(fā)病率不呈現(xiàn)1/2或1/4的概率，而是1%～10%?；颊叩碾p親、同胞、子代親緣系數(shù)相同，發(fā)病風(fēng)險相同；（2）患者親屬發(fā)病率高于群體發(fā)病率；（3）隨著患者親屬級別的降低，發(fā)病風(fēng)險率迅速下降。

2.性別和種族的差異

（1）病患有時候與性別和種族有關(guān)，出現(xiàn)差異。如先天性幽門狹窄的患者統(tǒng)計中，男性數(shù)量為女性的5倍，性別差異明顯；先天性髖脫臼的患者中，日本人發(fā)病率是美國人的10倍，有著種族差別；（2）多基因遺傳病再次發(fā)生率與患兒的數(shù)目有關(guān)，通?；純涸蕉?，發(fā)病率越高。

三、遺傳疾病的基因治療

遺傳疾病的基因治療是指針對導(dǎo)致危害人類健康疾病的遺傳基因進行修正或干預(yù)的治療技術(shù)，代表著醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個方向?；蛑委熃o遺傳疾病、惡性傳染性疾病、惡性腫瘤等嚴(yán)重威脅人類健康的疾病的根本性治療帶來了希望?；蛑委煹牟呗院图夹g(shù)總體上是呈多樣化的格局?；蛐揎椇突蚋脑炜梢栽隗w外進行，把改造的基因?qū)牖罴毎侔堰@些攜帶有治療目的的細胞導(dǎo)入人體。也就是說，基因治療本質(zhì)上是針對人類的一種特殊的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，這種技術(shù)的要點在于通過對人類遺傳物質(zhì)的改變，達到預(yù)防和治療人類疾病的目的[4]。

實踐中所使用的基因載體可根據(jù)具體應(yīng)用表現(xiàn)出多種改變，如治療基因突變所致的疾病，可以根據(jù)使用情況而酌情確定基因治療的載體。目前，常用的基因載體包括有病毒載體、皰疹病毒載體、組蛋白運載體、逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、腺病毒載體和腺病毒密切相關(guān)的病毒載體等[5]。

基因治療與常規(guī)治療不同，基因治療并不刻意對患者罹患疾病的病癥加以治療，而是期望通過對其基因物質(zhì)加以改造或校正，從根本上避免特定疾病的發(fā)生。因此，基因治療是一種“治本”的新型人類疾病治療技術(shù)。

基因治療目前有兩種形式，一是體細胞基因治療，針對體細胞進行的基因治療，能夠有針對性地緩解或消除一種由基因曲線導(dǎo)致的疾病所表現(xiàn)的癥狀，但是其治療效果不能傳遞給后代，目前或許已成為癌癥和血液疾病治療的唯一希望；二是生殖細胞基因治療，即針對精子或卵子細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)進行特定的修飾，由于會引起遺傳物質(zhì)的改變而使其使用受到限制。

在正常狀態(tài)下的基因檢測和健康檢測可以預(yù)測疾病發(fā)生的可能性，有利于降低疾病發(fā)生率?；蛑委熐盎蛘呓】等说幕驒z測就有了重要的意義，臨床診斷、出生前診斷等方法可以有效監(jiān)測遺傳疾病的發(fā)生。

結(jié)語

中國是世界上較早開展基因治療基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)的國家之一，早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)嘗試?yán)没蛑委煹牟呗葬槍δ承┻z傳疾病，到了80年代中后期，又擴展到針對人類腫瘤的基因治療。目前，基因治療范圍已經(jīng)由對遺傳性疾病的治療擴展到針對獲得性疾病的預(yù)防和治療階段?；蛑委煵粌H能夠用于替換患者細胞內(nèi)丟失或缺陷的基因，同時也有利于為肌體補充可用于預(yù)防和治療疾病的蛋白質(zhì)。已經(jīng)利用基因治療的策略開展了針對人類的新型疫苗產(chǎn)品，這些疫苗產(chǎn)品可以更加精確地調(diào)節(jié)細胞對機體免疫的應(yīng)答效果，因此可以起到預(yù)防和治療的效果。

[1] Jones PA, Baylin SB. The fundamental role of epigenetic events in cancer[J].Nature Reviews Genetics,2002,3(6):415-428.

[2] 許萬重.單基因遺傳病的類型與防范措施[J].科技資訊,2016,14(35):227-228.

[3] 歐陽雁玲.多基因遺傳病與染色體遺傳病[J].中國計劃生育學(xué)雜志,2015,23(1):64-67.

[4] 侯婷婷,陳紅,張希.基因治療的臨床研究進展[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘,2017,(32):33-34.

[5] Li Li-chun, Li Jian-ping. Mesenchymal stem cells in gene therapy:specialty and problems[J].Chinese Journal of Tissue Engineering,2014,18(14):2257-2262.