遗传病的预测医学特点

遗传病的预测医学特点 -\ 中国优生与遗传杂志2000年第8卷第4期 遗鳞扬鞭119 ?综述?f季 遗传病的预测医学特点 陕西省中医药研究院(西安.710003)马慰目胡广群 ?,———一 ———一 医学遗传学与预测医学两个学科之间的关系非常密切, 遗传病的机翻和发病规掉充分体现预测医学的许多特点. 本文结合人类医学遗传学的丰预成果,重点从不同遗传方式 的遗传病进行简要具俸的阐述,并对相关的理论问题进行探 对. I一】 预测医学是在=十世纪八十年代新兴的一门综合性学 科.是以预知先觉人体身心健康与病症为主,重点研究早期, 超早期病况及其先兆征的表现,演变及规律性.发掘人体潜 能.发挥人的超前能动作用,测,防,治相结合,为人类健康服 务的医学科学体系….医学应是.关于健康的科学.而不只 是关于疾病的科学”J】.人体的健康与戎病是能预测预报 的.健康向戎病的转变有一十量变到质变的过程,发病之 前,在不同阶段,不同层狄,不同条件下,会有不同的特殊的 先兆信息或预警信号,且有规掉可循.掌握并运用综合的预 测技木.警觉先兆信息.捕捉预警信号.就能在早期,超早期 阶段揭示疾病的发生,发展规掉及其特点.深刻认识发病各 阶段的内在联系和机制,达到对疾病的预知先觉,测治于未 萌,防病于未然,裉灭在发作之前. 医学遗传学及分子生物学的光辉成就.对预测医学的形 成和发展起着巨大的推动作用,不仅提供了许多更直接和有 效的早期或超早期的诊断手段,而且是早预见的突破性发 展.促使人类梦寐以求的未府先知”逐步成为现实. 医学遗传学的突破性发展,使人们对戎病车质的认识日 益探化.据MIM1999年的统计,确认人类单基因异常已有 一 万余种,拇成遗传病的有三千多种,加上染色体病和多基 因遗传病选五千种以上,明确了遗传病的流行方式及规律. 人类几乎所有的疾病都与遗传基因有关,不论是器质性戎病 还是功能性戎病,都可以从基因上探究病因.寻拽防治; 疾病是受基因控制的,致病基因是罪魁祸首,发病是遗传因 素与环境因素井同作用的效应,具有多层次特点.而基因调 控具有多步骤的特点,可以从不同水平,不同层次上出 来5?. 预测医学根据病因学和戎病发展的自摅全过程,从战略 意义和预测实践需要出发,提出戎病的四级分类原则,即 根据人体健康向疾病转变过程的特征及功能态的特点,按照 超早期,早期,临床前期(症状前期)和临床期(典型症状期) 的四个层次,将人体戎病分为隐病,潜病,先府和已病四大 ?通讯地址:西安市西华门土斯20号57信氢(710903) 于 类….并在戎病四级分类的基础上,根据不同层次的病理信 息,分别采取针对性更强的超前性的四级预测措麓.四级 预测原舅j”比原先提出的”三级预测原则1.又进了一步,突 破了以茌预防医学(窭为防范医学”)的三级预防原则,多了 一 条超前预见性原则.诚然,预测医学的四级预测原则与预 防医学中公认的三级预防原则是并行不悖的在疾病的四 级预测研究中.医学遗传学曾经发挥并正在发挥着日益巨大 的作用. 一 级预测即病因预测.通过调控戎病转变的条件及特殊 的忧化健康防护措麓.来控翻病因及影响戎病流行的危险因 素.基因诊断及基因治疗的蓬勃发展,使对于遗传病的一级 预测由.不治之症变为可治之症,由可望而不及变为现 实.二级预测即超早期预测,通过产前预测(产前诊断)能够 在胚胎期超前预知某些疾病的发生,发展和预后;检测患儿 双亲的桉型可预知是否为染色体平衡易位携带者及其子女 的发病危险率;负荷试验和酶活性测定等可在超早期检测出 某些遗传性先天代谢病,及时采取有效措麓阻折戎病的发 生.三级预测即临床前或症状前预测,从新生儿开始,对一 些遗传性戎病进行筛查,以利早期的测,防,治,在不同发育 阶段.依据特殊的先兆俸征和指征,就能检出许多染色体异 常综合征,单基因病和复杂性多基因病.电子计算机的应用 既给医生提供了很多方便.又有助于快连准确地诊断.又利 于在发病早期采取阻截措麓,防范戎病的发展.四级预测即 临床预测,主要目的在于指导寻医用药,预知疗效如何,防止 并发症和病残,促进病情转归与机体康复.在四级预测的不 同阶段.依需要分别采取染色体检测,细胞培养法与组织培 养法,DNA分子杂交技术及不同的酵学分析或生化分析等, 通过检测利于确诊,便于对症治疗.关健在于四早即早预 见,早发现,早诊断,早治疗,提出并强调”早预见”,正是预测 医学的特色特点,并从医学遗传学丰硕成果中得到证碉,充 实和发展.医学遗传学为戎病的预测防治,提供了科学的理 论依据与行之有效的手段,并使预测医学建立在现代医学科 学技术坚实可靠的基础之上. 人体健康与戎病都受制于整体的功能状态,”病证的车 质就是人体由稳态转变为失稳态,由有J芋态变为失序态.病 理信息先兆是疾病预测的前题,先兆征是戎病预测的预警信 号.对应于隐病和潜病的隐证和潜证是先兆产生的土壤.先 兆及先兆征是在不同层次上较突出地反映着整体功能的变 120中国优生与遗传杂志2000年第8卷第4期 化,容易被人觉察到病理信息.因而作为疾病预测的客观依 据,亦是疾病预测的关键…. 1.以染色体病先天愚型为倒分析.患儿特殊的痴呆面 容(伸舌,眼裂小,眼距宽,高颧骨,塌鼻粱,低位耳等),特定 的皮纹组合(典型通贯掌,掌三叉高位,第4,5指挠箕增多, 拇趾球部弓形纹,小指单一指褶等),即是宏观层次已病的 预测指征.预测准确率一般在80%以上.这些特殊的临床 拄状和体征.为先天愚型病的准确测断,提供了预见性的重 要线索或依据.先兆征不仅在临床期.而且在临床前也会有 所反映.深入研究后.在组织器官水平及细胞水平.发现有 一 些”先病”层次早期的病理先兆信息(如宫内生长迟缓,代 谢异常等)再深入研究,作细胞遗传学的染色体检查与核 型分析,在染色体水平潜病”层次上发现,超早期的病理先 兆信息源于多了一条21号染色体(标准型)或21号染色体 的一十片段易位到另一十非同源染色体上(易位型),或者两 种棱型的嵌合型,故先天愚型确诊为21三体综合征.先天 愚型的染色体异常|鲁21三体外,还有超=倍体或饭二倍体. 以及其他壤外异常染色体畸变率的提高[10J.一条21染色 体上估计记载有上千十基因,这么多的基因重复或发生异 常.正是分子水平.隐病层次上的病因学的客观依据.迄今 已知,先天愚型的表型有关基因定位于21~.2.基因总数达 100十左右.已有28十基因获得确认ll引在众多基因中那 个致病基因与诫病直接相关联,或者那些基因间接相关,或 者DNA损伤营复功能缺陷的具体分子机制.以及与疾病发 生,发展的关系.尚待进一步探讨研究由此病倒举一匣三, 深入分析,认识升华提高到理论.就不难发现,各种疾病中一 系列的遗传基因效应及功能盎异常.均具有层次性,综合性, 整体性等特点,表明了预测医学的基本观点是符合客观实际 的.21三体综合征特定的染色体畸变类型可能是癌基因擞 活的宏观表现.为进一步深入研究癌变机制奠定了重要基 础n01.可能将染色体病,单基因病及多基因病联系起来.槊 起一座桥梁.基因效应在疾病四级分类的隐病,潜病,先病 及已病的不同层次上,以先兆或先兆征的特征综合反映与表 现出来.为疾病丑i测提供了依据和线索. 2.以苯丙酮展症(PKU)为例,分析单基因病的预测医 学特点. 已知苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸羟化酶基因突变导致 的一种遗传性代谢病.属常染色体隐性遗传,该基因定位于 人类第12对染色体的长臂2区2带到4带(122?24.1). 80年代末人类基因组开展以后,国际科学家提出从基 因组包含的遗传信息.来预测可发生的疾病,揭示疾病易 感性.并预知某些疾病的发病危险率,进而通过控制外界因 素包括诱发因子的措麓达到防范的目的?引.医学遗传学家 预言,”人类基因组计捌将在2003年左右提前完成.阐明人 类染色体上约10万十基因的结构及功能.绘制出人类基因 遗传圉谱,物理圉谱及致病基因圉谱等.这些突破性的科学 成果,为预知疾病,预测痰病,防治疾病.揭示生命奥秘.提供 了强有力的工具和手段?loJ.基因诊断和基因预测提供了 隐病,潜病,先病的早期或超早期检测的重要技术和实验证 据,同时,基因工程开刨了矫正基因缺陷,根治遗传病的新纪 元.对于PKU这类单基因病,在分子水平的研究成果中,从 人类基因组计划致病基因图谱中就可能”接图索病,使预测 医学的一级病因预测成为可能.染色体水平上发现PKU基 因结构和活性的病理变化信息预见先知疾病.在预测医学中 属于二级超早期预测或次于分子水平的超早期预测;酶,蛋 白质水平的预测.大多数也属于二级预测,通过产前诊断(即 产前预测)就能在胚胎发育阶段预知预见病肛的发展趋势及 绪果.出生后何时发病.起始症状及病情发展,甚至预后情况 及预见死亡期等.通过酶,蛋白质的定性定量分析,认识刊 由于PKU患者肝畦内蚨乏苯丙氨酸羟化酶,使苯丙氨酸不 能转化成酪氨酸.而在细胞里过量累积,直接影响到脑神经 细胞和中抠神经系统的正常发育,导致智能发育不垒.但苯 丙氨酸羟化酶蚨失,虽然在胎儿期已经发生.由于基车没有 活性.故无法进行产前诊断.在先病阶段的PKU.临床前或 症状前检测属于三级预测.目的是在出生后.当苯丙氨酸羟 化酶的活性逐渐提高时.就能早预见.在出生后半年内脑发 育的关键时期早发现,发现越早治疗效果就越好.常用方法 有苯丙氨酸耐量试验检测杂合子.预测苯丙氨醒与酪氨醒的 比值法.或肝苯丙氨酸羟化酶活性检测法.测定尿中荤丙酮 酸,苯乙馥等.早发现患儿后.抓紧在生后几周内立即治疗, 尽早减少要儿饮食中的苯丙酮氨醒含量.就可使脑的分化发 育趋于正常.以后再吃含苯丙氨醒较高的食物.也不致严重 影响智能.如果蚨乏预知预测,贻误时机.出现了典型临床 症状.尤其是脑损害造成白痴.不论花多少钱进行治疗也太 晚了.临床预测在预测医学属于四级预测.由于病已成.错 失了预见良机,故测防治只能侧重于防范并发症,病残 及测断预后.促进康复.由此可见.在单基因病领域预测医 学太有发展前途.前景广阔. 3.对多基因病进行预测,遗传易感性是十值得高度重 视的问题.预测的重点之一就是揭示包括癌症在内的复杂性 疾病的遗传易感性.向患者及其亲属敲响超前性警钟,以利 早期检测治疗,避免因贻误时机而追悔其及.目前.愈来愈 多的医学遗传学及医学专业的科技工作者开始认识到遗传 预测”的重要性和预见性倒如,<肿瘤遗传学)专着中明确 提出:视网膜母细胞瘤”RB基因的发现和深入研究不仅对包 括单基因遗传肿瘤在内的肿瘤的发病机制的揭示提供有益 的线索,而且可为人类肿瘤的早期诊断和遗传预测提供有效 的手段.进而为控制肿瘤开拓可喜的前景J.众所周知. 癌是恶性肿瘤.并不是单一的病种,而是涉及到一大类疾病. 按发生部位而言.几乎人体每个解剖部位都可发生,且有不 同的类型和临床分期;按发生起源则可分为原发性,继发性, 浸润型和转移型等;按遗传背景而言.恶性肿瘤的发生都直 接或同接与遗传有关,归根结蒂都与遗传有密切的关系”. 从遗传预测分析癌症.进而探讨多基因病的预测医学特点 一 级病因预测.在分子水平上的研究主要集中在癌基因及其 产物.抗癌基因等方面.二级超早期预测已在染色体水平上 取得很多成果.通过分子生物学手段.已对不步癌基因及抗 癌基因进行正确定位,包括”三致检测”及现代科学技术快速 检测,促进了微观研究肿瘤同遗传的关系三级临床前或症 状前的检测.方法也多种多洋.为指导肿瘤的早诊断,早治疗 中国优生与遗传杂志2000年第8卷第4期l21 及全面控制作出丁巨大贡献,有耳共睹.在四级临床预测方 面,也能够采取积极防范措施.为延长生存期.防范并发症, 减少病残,指导预后.促进康复作出贡献 同样.对于高血压,冠心病,糖尿病,精神分裂症荨多基 因病以及癌症等,在宏观及宏观与散观相结合的研究方面. 已从先兆特征中总结出了不少早预见的规律和经验,用以指 导早防早治.收到良好效果.同时体现了预测医学的重要意 义和生命力,日益受到人们的重视和欢迎.例如:午后原因 不明的头痛,头昏,往往是高血压扁的早期信号.需高度警 觉.伴低血糖的糖尿扁昏迷.发作前就有明显的先兆.患者 常常出现饥饿,心慌,头昏,冒冷汗,手足颤抖等特征.即捌进 些甜食,便能防止急性并发症而化验为夷.预测冠心府,心 肌梗塞,关键在于掌握早期先E信号.如气短与乏力,心悸与 心慌.胸阿与胸痛.头昏与瞎晕,病理性疲劳等,自觉运用自 我谓控优化法调理身心,可促进疾病向健康的转化.胜过单 纯依籁药物. (四) 医学遗传学对单基因病,多基因病,染色体扁的复发危 险率,可作出比较准确的预测爿断;对人体畸形综合征.两性 畸形的预测.可区分胚胎发育期发生缺陷的不同时间,病情 程度及是否遗传等.作出超早期或早期检测,均具有预测医 学的实用价值和重要意义.基因预测能使医生通过”个人基 因组图解预测患者未来的健康与痰病状况.真正实现正本 清源.”防扁于未然.在璜测医学中更是有着光辉的前景. 预测医学从人体基因组的结构与功能的信息中既可爿定某 些疾病在一生中何时发生.更能告知人们某些疾病的发病危 险性及预后如何,当知道某些外在的诱发因素或致病因素的 存在会导致发病时,尽早尽快采取预先防范措旌.让人类生 活得更健康更长寿.由于篇幅有限.车文对此不再详述.将 计划另撰写专题论文综述 总而言之.医学遗传与预测医学的关系非常密切,从遗 传病的预测医学特点来论述.上述简介亦可能是挂一漏万, 充其量只具有参考价值和启迪作用.只要我们认真学习前 辈们在长期科学实践中总结出的遗传规律和疾病预测经验. 揭示的各种先兆病理信息,早期诊断指征和分析方法等.在 继承中创新.冲破习惯思维定势的影响和束缚,那么就一定 能将疾病预测的主动权掌握在自己的手里,在预测医学领域 青出于蓝而胜于蓝”. 参考文献 [1]马射国.郑怀林.中国珂渊医学.陕西科学技术出版社.1995 [2]朱为民,罗叠才.未病学.中国医药科技出版社,1992 [3]祝恒琛未扁学.重庆出版社,1999. [4]马时国.吕宝忠.遗传瘴行病学.辩北科学技术出版社.1988. [5]杜传书,期祖{胃.医学遗传学.人民卫生出版社.1983. [6]卢暮蒜.中国医学百科全书.医学遗传学,上海科学技术出版 社.1984. [7]G曲aardHG~lletechnologyandsocialaccepte.ncePatholBid. 1997,?45;3.250 [8]DudokdewitAC,et.PcI..g叫d瑚Bmapplicantsbf predictiveDNAtest~forauU~aualdominant,heritable,lateonset disordersJMedGene~,1997.M町34}5.382. [9]中国遗传学会.第十八届国际遗传学大会论文集l998. [1.]吕宝忠.赵寿元.等胂稿遗传学.科学技术出版社.1998. 收稿日?:1999—08—23 (上接第1l3页) 重要的是早期预防,作为一种营养缺乏性疾病是完全可以 预防的.国外发达国家自80年代以来已制定相应的具体预 防措麓,取碍丁明显效果以往国内多数医院对早产儿和 高危足月儿补充维生素K已形成常规措麓,但对正常足月 儿补充维生素K的重要性认识不足.车组足月儿占篼大多 数,这一同题应弓【起高度重视.在耳前提倡母乳喂养,优生 优育的情况下应进行早期干预.但国内尚无具体,统一的预 防,有人对小荆量维生素K预防新生儿颅内出血进行 观察,结果预防效果显着.未发现副作用[31.根据新生儿处 于生理性雏生素K缺乏状态的特点.结合有关文献,建议以 下几点预防措麓;?所有新生儿出生后6-12小时内肌注维 生素K.Img,早产儿,先天性消化道畸形及高危产儿连用3 天….?对进行母乳喂养的母亲自分娩之日起口服维生素 K5-t0mg,连服20夭L5】.0对于各种引起维生素K摄入, 吸收和利用障碍的疾病.在治疗原发病的同时,应给予补充 维生素K以预防出血?指导孕期和授乳期母亲合理饮 食,多补充富含维生素K的食品,以提高母乳中维生素K的 含量@制定统一,科学和有效的预防小儿维生素K缺乏 性出血症方案及措麓.并通过立法等方法保证全面,顺利进 行.使全国各地区在较短的时同内控制该扁的发生.?在 农村地区完善各级医疗保健机构,普及圈产期保健知识,动 员垒杜会参与,提高广大群众特别是育精妇女对维生素K 缺乏性出血症危害性的认识. 参考文献 [1]张詹元维生素K缺乏所致颅内出血33倒综合报告.中华儿 科杂志.1982,20(1)}220 [2]吴璃萍,胡亚美,江藏芳,等.宴用儿科学第6版北京人民 卫生出版社.19961769. f3]黄早蛛维生素K疆防新生儿颅内出血的撵讨浙江医学, 1997.19(6)}375—376. f4]孙天国,刁儡东,鄱恩志晚发性维生素K缺乏症病因探讨和琢 防临床儿科杂志.1994,12(4):245-246 [5]陈连元,张会丰防治小儿维生素K缺乏性出血症山西医药 杂志.1998,27(1):l一2 收稿日?}l999—1l一08