第八章多基因遗传与多基因病

1第八章多基因遗传与多基因病第一节多基因遗传概念和特点第二节多基因遗传病2学习目标：1、解释多基因遗传的概念和特点2、简述多基因遗传的特点3、说出多基因遗传病的概念及其特征3多基因遗传人类的一些性状或遗传病不是决定于一对主基因，而是有多对基因协同决定，这些基因对表型的影响小，故称微效基因（minorgene），多对微效基因累加起来可以形成明显的表型效应，称为加性效应。这些基因称为加性基因（additivegene）。多基因遗传时，除受微效基因作用外，还受环境因素的影响，因此，这种遗传方式又称多基因遗传或多因子遗传（multifactorialinheritance）。4第一节多基因遗传的概念和特点一、质量性状与数量性状1、质量性状质量性状：属于单基因性状，受控于一对主基因，相对性状之间变异是不连续的，差异显著。如：豌豆种子的形状、多指、并指、白化病及红绿色盲。变异的个体可明显区分为2～3个群，之间差异显著。这种变异在群体呈不连续分布的性状称为质量性状。5质量性状变异分布图1．完全显性；2。不完全显性62、数量性状数量性状：属于多基因性状，受控于二对以上基因，相对性状之间变异是连续的，差异不显著。性状的变异是连续的,可以正态分布曲线表示。如：人的身高、体重、肤色、血压和智力都是多基因性状。人身高由矮到高是逐渐过渡，很矮和很高的两种极端的人只是极少数，大多数人身高接近平均值，这种变异的曲线呈正态分布（图）。7人体身高变异分布8二、多基因遗传的特点多基因遗传具有3个特点：①两个极端变异（纯种）个体杂交后，子1代大部分为中间型，在环境的影响下，具有一定变异范围。AABBXaabb9②两个中间型子1代杂交后，子2代大部分为中间型，但其变异范围要比子1代广泛，也可出现极端的个体。这除环境因素外，基因的分离和组合也有作用。中间型AaBbXAaBb③在随机杂交的群体中，变异范围很广，然而大多数个体接近中间型，极端个体很少，环境与遗传因素都起作用。10身高基因型基因型身矮PAABBXaabbF1中间型AaBbXAaBbF2AABBAaBBAaBbaaBbaabb高矮例如：人体身高11若以100mmHg为基础血压，A和B可使血压增加10mmHg，a和b不改变血压变员数血压人体血压的变异12人皮肤颜色的变异白中间黑变员数13第二节、多基因遗传病一些常见的先天畸形和常见而病因复杂的疾病，其发病率一般都超过1/1000，疾病的发生都有一定的遗传基础，并常出现家族倾向，但不是单基因遗传，患者同胞的发病率不遵循1/2或1/4的规律，大约仅1%-10%，表明这些疾病有多基因遗传基础，故称为多基因病（polygenicdisease）。正因为它们的遗传基础很复杂，属于复杂遗传病（complexgeneticdisease）。14例如：某些常见的多基因遗传病人类的原发性高血压糖尿病冠状动脉病精神分裂症哮喘及某些先天畸形（唇裂、腭裂、脊柱裂等）15一、易感性、易患性与阈值1.易感性在多基因遗传病中,由于微效基因的累加作用,使具有致病基因的个体有患病的遗传基础，这种由多基因遗传基础决定的患某种多基因遗传病的风险,称为易感性。所以，易感性仅指个体的遗传基础。162.易患性与发病阈值多因多基因遗传病中，由于遗传基础和环境因素的共同作用，决定了一个个体是否易于患病，称为易患性（liability）。易患性的变异与多基因遗传性状一样，在群体中呈正态分布，即群体中大多数个体的易患性近似平均值，易患性很高或很低的都很少。17发病阈值当一个个体的易患性达到一定限度，这个个体就要患病，这个限度即阈值（threshold）。阈值代表在一定条件下患病所必需的、最低的易患基因的数量。因此，易患性的变异在群体中的分布就被阈值分为两部分：大部分为正常个体，小部分为患者。18图表示易患性阈值和平均值距离与发病率的关系19多基因病的易患性阈值与平均值距离越近，其群体易患性的平均值越高，阈值越低，则群体发病率也越高。反之，两者距离越远，其群体易患性平均值越低；阈值越高，则群体发病率越低。因此，可从群体发病率的高低计算出阈值与平均值之间的距离。20二、遗传率遗传率（或遗传度，heritability）是指在多基因遗传病中，易患性的高低受遗传基础和环境因素的双重影响，其中遗传基础所起作用的大小称为遗传率。遗传率一般用百分率（%）来表示。21一种遗传病如果完全由遗传基础决定，其遗传率就是100%，当然这种情况很少见。在多基因病中，遗传率可高达70%-80%，这表明其遗传基础起着重要作用，而环境因素的影响较小；遗传率为30%～40%或更低，表明环境因素在决定发病上更为重要，遗传因素的作用不显著。22三、多基因遗传病的特点，综上所述，可见多基因病有如下特点：1．家族聚集倾向，但无明显的遗传方式。因为在系谱分析中，它们不符合单基因遗传方式，同胞中发病率远低于1/2或1/4，既不符合常染色体显性和隐性遗传，也不符合X连锁遗传，但这些疾病及其在子代的再发风险，确实表现出家族性集倾向。232．随亲属级别的降低，患者亲属发病风险迅速下降，在发病率低的疾病，这个特点更为明显。243．近亲婚配近亲婚配时，子女患病风险增高，但不如常染色体隐性遗传显著，这可能与多因子的积累效应有关。25４．发病率有种族差异疾病名称群体发病率中国人美国人脊柱裂0.0030.0025无脑儿0.0050.002唇/腭裂0.00170.001先天性畸形足0.0080.015先天性髋关节脱臼0.0150.00726四、多基因病发病风险估计1．患者一级亲属再发风险与群体发病率关系在相当多的基因病中，其群体发病率为（0.1%-1%），遗传率为70％－80％。患者的一级亲属的发病率（f）近似于群体发病的平方根，即f=√P。这就是Edward公式。例如,我国唇裂在人群中的发病率为0.17%，遗传率为76%，患者一级亲属的发病率f=√0.17%≈4%。27如果群体发病率过高或过低，则上述Edward公式不适用。要了解一群体发病率、遗传率和患者一级亲属发病率的关系，在下图中即可查出。如原发性高血压的群体发病率约为6%，遗传率为62%，患者一级亲属的发病风险从下图中即可查出约为16%。28横坐标为群体发病率斜线为遗传率纵坐标为一级亲属发病率292．家庭中患病人数越多，发病风险越高基因的积累效应与再发风险一般而论，一个家庭中患病人数越多时，意味着再发风险越高。例如一对夫妇已有一个唇裂患儿，再次生育的再发风险为4%，若又生出一个这样患者，则表明夫妇二人都带有较多的易患基因，虽然他们本人未发病，但其易患性极为接近阈值，这就是基因效应所致，再次生育的再发风险将增加2-3倍，即近于10%。303．病情严重程度与再发风险多基因病中基因的累加效应还表现在病情的程度上。因为病情严重的患者必定带有更多的易患基因，其父母也会带有较多的易患基因使易患性更接近阈值。所以，再次生育时的再发风险也相应地增高。31例如只有一侧唇裂的患者，其同胞的再发风险为2.46%，若一侧唇裂合并腭裂的患者，其同胞的再发风险为4.21%，而两侧唇裂合并腭裂的患者，其同胞的再发风险则高达5.74%。32唇裂合并腭裂的患者33４．性别与再发风险当一种多基因遗传病的群体发病率有性别差异时,表明不同性别的易患性阈值不同34群体发病率高的性别阈值低，其后代发病风险低，35群体发病率低的性别阈值高，其后代发病风险高。36如:先天性幽门狭窄患者，男性发病率是女性的5倍（男0.5%，女0.1%）。如为男性患者，儿子发病风险为5.5%，女儿发病风险为1.4%；相反，如为女性患者，她儿子的发病风险为20%，女儿风险为7%。