醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究技術(shù)和方法

　　由于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是一門邊緣學(xué)科，因此它廣泛地采用了形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)等研究技術(shù)。這些技術(shù)當(dāng)應(yīng)用于遺傳學(xué)實(shí)踐時(shí)得到了發(fā)展。如醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)中的染色體觀察技術(shù)、基因分析技術(shù)等。

　　醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究方法需針對(duì)不同的研究目的而設(shè)計(jì)。這里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 采用一種或幾種高效、簡(jiǎn)便并有一定準(zhǔn)確性的方法，對(duì)某一人群進(jìn)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(jìn)行。通過(guò)患者親屬發(fā)病率與一般人群發(fā)病率比較,從而確定該病與遺傳是否有關(guān)。如果此病與遺傳有關(guān)，則患者親屬發(fā)病率應(yīng)高于一般人群。而且發(fā)病率還應(yīng)表現(xiàn)為一級(jí)親屬（父母、同胞、子女)>二級(jí)親屬（祖父母、孫子女、叔舅姨姑、侄甥)>三級(jí)親屬（堂表兄妹、曾祖父母等)>一般人群。由于同一家族成員往往有相同或相似的生活環(huán)境，故在確定某病親屬患病率是否較高時(shí)，應(yīng)排除環(huán)境因素影響的可能性。通常采用的方法是：①將血緣親屬與非血緣親屬加以比較。此時(shí)應(yīng)該見(jiàn)到血緣親屬患病率高于非血緣親屬。②養(yǎng)子女調(diào)查，即調(diào)查患者寄養(yǎng)子女與養(yǎng)母親生子女間患病率的差異。例如精神分裂癥女性患者生育子女后，常寄養(yǎng)他人家中。Heston和Denny調(diào)查了寄養(yǎng)子女和非寄養(yǎng)子女精神病及有關(guān)疾病發(fā)病情況，表明兩者之間有顯著差異（表1-1)。

表1－1　精神分裂癥母親的寄養(yǎng)子女與非寄養(yǎng)子女

　　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(kāi)展遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷、探討遺傳異質(zhì)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(gè)子細(xì)胞各發(fā)育成一個(gè)胚胎，故它們的性別相同，遺傳特性及表型特征也基本相同；另一種稱為雙卵雙生（異卵雙生，dizygotic twin,DZ)，來(lái)源于兩個(gè)卵子分別與精子受精而發(fā)育成的兩個(gè)胚胎，故其性別不一定相同，遺傳特征及表型僅有某些相似。兩種雙生子可從外貌特征、皮紋、血型、同工酶譜、血清型、HLA型或DNA多態(tài)性加以鑒定。單卵雙生子在不同環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育可以研究不同環(huán)境對(duì)表型的影響；雙卵雙生子在同一環(huán)境中發(fā)育生長(zhǎng)可以研究不同基因型的表型效應(yīng)。通過(guò)比較單卵雙生和雙卵雙生某一性狀（或疾病)的發(fā)生一致性（concordance)，可以估計(jì)該性狀（或疾病)發(fā)生中遺傳因素所起作用的大小。一般可用發(fā)病一致率（同病率)來(lái)表示。

　　發(fā)病一致率（％)＝同病雙生子對(duì)數(shù)/總雙生子（單卵或雙卵)對(duì)數(shù)×100

　　例如結(jié)核病MZ同病率為74％，DZ同病率為28％，可以認(rèn)為結(jié)核病的發(fā)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(guān)疾病的結(jié)果（其中麻疹與遺傳因素關(guān)系較小)。

表1－2　幾種疾病單卵雙生子與雙卵雙生子發(fā)病一致率的比較

　　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(duì)隔離的人群。各個(gè)種族的基因庫(kù)（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(guó)南郊)。每一種還可分為若干亞種。種族的差異具有遺傳學(xué)基礎(chǔ)。不同種族的膚色、發(fā)型、發(fā)色、虹蟆顏色、顴骨外形、身材等外部形態(tài)性狀都顯示出遺傳學(xué)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(fā)病率、臨床表現(xiàn)、發(fā)病年齡和性別、合并癥有顯著差異，則應(yīng)考慮該病與遺傳密切有關(guān)。例如中國(guó)人的鼻咽癌發(fā)病率在世界上居首位。在中國(guó)出生僑居美國(guó)的華僑鼻咽癌發(fā)病率比當(dāng)?shù)孛绹?guó)人高34倍。當(dāng)然，不同種族生活的地理環(huán)境、氣候條件、飲食習(xí)慣、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況等方面也各不相同，故在調(diào)查不同種族發(fā)病率及發(fā)病情況時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格排除這類環(huán)境因素的影響。為此，這種調(diào)查常安排在不同種族居民混雜居住的地區(qū)進(jìn)行，最好選擇生活習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)條件比較接近的對(duì)象。

　　5．疾病組分分析　疾病組分分析（component analysis)是指對(duì)待比較復(fù)雜的疾病，特別是其發(fā)病機(jī)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(kāi)”來(lái)對(duì)其某一發(fā)病環(huán)節(jié)（組分)進(jìn)行單獨(dú)的遺傳學(xué)研究。這種研究方法又稱為亞臨床標(biāo)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(rèn)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(jīng)常伴隨另一已確定由遺傳決定的性狀或疾病出現(xiàn)，則說(shuō)明該病與遺傳有關(guān)。性狀的伴隨出現(xiàn)可以是由于基因連鎖（link-age)，即兩個(gè)基因座位同在一條染色體上；也可以是由于關(guān)聯(lián)（association)，即兩種遺傳上無(wú)關(guān)的性狀非隨機(jī)的同時(shí)出現(xiàn)。屬于連鎖的伴隨性狀如橢圓形紅細(xì)胞增多癥常見(jiàn)于Rh血型陽(yáng)性者�，F(xiàn)知這兩種性狀的基因緊密連鎖，前者定位于1號(hào)染色體短臂3區(qū)2帶（1p32)；后者定位于1p35。屬于關(guān)聯(lián)的伴隨性狀如O型血者十二指腸潰瘍發(fā)病率較其他血型高30％-40％。較多用的遺傳標(biāo)記為HLA(human leucocyte antigen)系統(tǒng)。HLA包括7個(gè)連鎖座位（A，B，C，D，DR，DP，DQ)148個(gè)復(fù)等位基因。例如強(qiáng)直性脊柱炎與HLA系統(tǒng)的B27等位基因有關(guān)聯(lián)。強(qiáng)直性脊柱炎患者中HLA-B27頻率非常高，相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)比為87.4，即有B27者，患本病風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)B27者的87.4倍。最近已廣泛使用DNA多態(tài)遺傳標(biāo)記（詳見(jiàn)第四章、第十三章)。有時(shí)，已確定的遺傳病也可作為遺傳標(biāo)記，如潰瘍性結(jié)腸炎常與強(qiáng)直性脊柱炎伴發(fā)，由于后者已證明為遺傳病，故前者可認(rèn)為與遺傳因素有關(guān)。

　　7．動(dòng)物模型由于直接研究人類遺傳病受到某些限制，故動(dòng)物中存在的自發(fā)遺傳病可以作為研究人類遺傳病的輔助手段。但應(yīng)注意所得結(jié)論僅可作參考，但不能搬用于人類。近年來(lái)研究成功的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，特別是轉(zhuǎn)基因小鼠，已有人工定向復(fù)制可傳代的動(dòng)物模型，大大的豐富了這一手段。