单基因病遗传思维导图

这是一个关于单基因病思维导图，包含分子病、先天性代谢病等。希望对你有所帮助！感兴趣的小伙伴可以点赞关注哦~

单基因病

• 突变的基因通过改变多肽链的质和量，使得蛋白质发生缺陷，由此引起遗传病
• 分子病
  • 分子病是由遗传性基因突变或获得性基因突变使蛋白质的分子结构或合成的量异常直接引起的机体功能障碍的一类疾病，包括血红蛋白病，血浆蛋白病，受体病，膜转运蛋白病，结构蛋白缺陷病，免疫球蛋白缺陷病等
  • 血红蛋白病
    • 血红蛋白是红细胞中具有重要生理功能的蛋白质
      • 血红蛋白分子合成异常引起的疾病称为血红蛋白病
      • 习惯上将血红蛋白病分为
        • 异常血红蛋白
          • 异常血红蛋白表现为血红蛋白分子的珠蛋白肽链结构异常，如果发生在重要功能部位的氨基酸被替代，将影响到血红蛋白的溶解度，稳定性等生物学功能
        • 地中海贫血
          • 地中海贫血的特征是珠蛋白肽链合成速率的降低，导致α链和非α链合成的不平衡，在临床上表现为溶血性贫血
    • 血红蛋白分子的结构及发育变化
      • 血红蛋白的分子结构
        • 血红蛋白是血液中红细胞携带，运输氧气和二氧化碳的载体
        • 它是一种结合蛋白，多肽链部分称为珠蛋白，辅基为血红素，结构为两对单体组成的球形四聚体
      • 珠蛋白基因及其表达特点
        • 人的六种珠蛋白链由相应的珠蛋白基因编码，包括
          • 类α珠蛋白基因
            • 定位于16pter-p13.3,按5＇—3＇方向排列顺序为5＇-ζ2-Ψζ1-Ψα1-α2-α1-3＇，总长度为340kb
          • 类β珠蛋白基因
            • 定位于11p15.5,按5＇—3＇方向排列顺序为5＇-ε-Gγ-Aγ-ψβ1-δ-β-3＇，总长度为60 kb
        • 各种珠蛋白基因均含有三个外显子和两个内含子
        • 猪珠蛋白基因的表达受到精确的调控，表现出典型的组织特异性和时间特异性
        • 类α和类β珠蛋白的平衡是人体正常生理功能的需要
    • 珠蛋白基因突变的类型
      • 单碱基置换
        • 这是血红蛋白病最常见的一种突变类型，见于绝大多数的异常血红蛋白和β地中海贫血
      • 移码突变
        • 由于珠蛋白基因中发生一个或两个碱基的丢失或嵌入，致使后面的碱基排列依次位移，导致重新编码，使珠蛋白肽链的结构或合成速率改变
      • 密码子的缺失和嵌入
        • 由于在细胞减数分裂时，同源染色体发生错配和不等交换，导致编码密码子的DNA 三联碱基缺失或嵌入
      • 无义突变
        • 由于无意突变导致珠蛋白链的合成提前终止，导致地中海贫血
      • 终止密码子突变
        • 由于编码终止密码子的DNA序列发生突变，珠蛋白链的合成就不在正常的位置上终止，而继续合成至新的终止密码子，因而生成了延长的异常珠蛋白链
      • 基因缺失
        • 导致不同的珠蛋白肽链合成异常和不同类型的地中海贫血
      • 融合基因
        • 实质是两种不同基因局部片段的拼接
    • 常见的血红蛋白病
      • 常见的异常血红蛋白
        • 镰状细胞贫血症
          • 是β基因缺陷所引起的一种疾病，呈常染色体隐性遗传
          • 镰变细胞引起血粘性增加，易使微细血管栓塞，造成散发性的组织局部缺氧甚至坏死，产生肌肉骨骼痛，腹痛等痛性危害。同时镰变细胞的变形能力降低，通过狭窄的毛细血管时，不易变形通过，挤压时易破裂，导致溶血性贫血
          • 应用分子诊断技术可以对镰状细胞贫血症进行基因诊断
        • 血红蛋白M病也称为高铁血红蛋白症
          • 血红蛋白M患者的珠蛋白基因中，由于上述某个氨基酸的密码子发生碱基置换，形成高铁血红蛋白，影响携氧能力，使组织细胞供氧不足，产生发绀症状
      • 地中海贫血
        • 地中海贫血患者由于某种珠蛋白链和成量降低或缺失，造成一些肽链缺乏，另一些肽链相对较过多，出现肽链数量的不平衡，导致溶血性贫血，称为地中海贫血
        • α地中海贫血
          • 缺失型α地中海贫血
            • 由于α猪蛋白基因缺失所引起的
            • 根据基因型和临床表现的不同，缺失型α地中海贫血可分成不同的类型
              • Hb Barts胎儿水肿综合症
                • 发病于胎儿期，基因型为α0地中海贫血基因纯合子(--/--)
                • 具有很高的氧亲和力，在氧分压低的组织中不易释放出氧，造成组织缺氧，故这种患者多于妊娠30~40周时死亡，或早产后半小时内死亡
              • Hb H
                • 为α0地中海贫血基因和α+地中海贫血基因的复合杂合子，基因型为(--/-α)
                • 游离β链不能稳定地存在于红细胞内，结果沉淀聚积，形成H包涵体，附着于横细胞膜上，使红细胞膜受损，红细胞失去柔韧性，易被脾脏破坏，导致慢性溶血性贫血
              • 标准型阿尔法地中海贫血患者为α0地中海贫血基因的杂合子，基因型为(--/αα)，或是α+地中海贫血基因的纯合子，基因型为(-α/-α)
              • 静止型α地中海贫血为α+地中海贫血基因的杂合子，基因型为(-α/αα)
          • 非缺失型α地中海贫血
            • 中国人常见的非缺失型α地中海贫血有Hb CS，Hb QS，Hb WS
        • β地中海贫血
          • 重型β地中海贫血
            • 患者可能是β0/β0，β+/β+或δβ0/δβ0等纯合子，也可能是β0和β+地中海贫血基因的复合杂合子，它们的共同特点是患者不能合成β链或合成量很少
            • 由于组织缺氧，促进红细胞生成素分泌，刺激骨髓增生，骨质受损变得疏松，可出现鼻塌眼肿，上颌前突，头大额隆等特殊的"地中海贫血面容"
          • 中间型β地中海贫血
            • 一般是β+地中海贫血基因的纯合子，患者的基因型通常为β+/β+或β+/δβ+
          • 轻型β地中海贫血
            • 发生于β0或β+地中海贫血基因的杂合子，无任何临床症状，需通过实验室检查才能确诊
              • 患者主要是β+/βA，β0/βA或β0/δβA等杂合子
          • 胎儿血红蛋白持续存在症
            • 是由于出生后Υ珠蛋白链的合成不能转变为β珠蛋白链的合成 导致Υ珠蛋白链过量持续合成
            • 近些年来发现BCL11A，KLF1等参与了胎儿血红蛋白-成人血红蛋白开关的调控，这对重新激活胎儿血红蛋白以治疗β地中海贫血奠定了基础
        • β地中海贫血合并α地中海贫血
          • 症状往往会减轻
        • X连锁α地中海贫血/智力发育迟滞综合症
          • 一系列的临床表现包括α地中海贫血，智力发育迟滞，尿道和生殖器官发育异常及性反转等
  • 血浆蛋白病
    • 血友病A
      • 是血浆中凝血因子VIII缺乏所致的X连锁隐性遗传的血障碍性疾病
      • 在临床上主要表现为反复自发性或轻微损伤后出血不止和出血引起的压迫症状和并发症，一般多为缓慢持续性出血，大出血罕见
      • 由于F8基因遗传性缺陷所致，涉及分子重排，缺失，核苷酸置换，插入和移码
      • 输入凝血因子VIII进行替代是目前本病的主要治疗方法
    • 血友病B
      • 是凝血因子IX缺乏或其凝血功能降低而导致的凝血障碍性疾病
      • 其临床症状与血友病A基本相同，但发病率较低
      • 目前可以对血友病B进行基因诊断，产前基因诊断及种植前诊断
    • 凝血因子XI缺乏症
      • 由血浆中凝血因子XI缺乏引起的凝血障碍性疾病，遗传方式为常染色体显性遗传或常染色体隐性遗传
  • 结构蛋白缺陷病
    • 肌营养不良症
      • 较常见的肌营养不良症有Duchenne型(是最常见的X连锁隐性致死性遗传病之一)(DMD)和Becker型(BMD)肌营养不良症
      • DMD的发生多为缺失突变，缺失主要发生于DMD基因的5＇端或中央区域
      • BMD和DMD属于同一种基因的同一类型的突变，但因其缺失的范围比较小，而肌细胞内能合成一定量的dystrophin
    • 胶原蛋白病
      • 胶原约占人体蛋白质总量的20%以上，在不同的组织中分别由成纤维细胞，平滑肌细胞，成骨细胞，软骨细胞和某些上皮细胞合成分泌
      • I，II，III型胶原合成间质胶原
        • I型胶原分布很广，主要存在于皮肤，肌腱和韧带中，具有很强的抗压能力
        • II型胶原的分布局限于透明软骨，椎骨骨髓髓核及玻璃体中具有较强的抗压能力
        • III型胶原广泛分布于伸展性较大的组织，如结缔组织，血管壁及胎盘等
      • 成骨不全
        • 是一组因I型胶原异常而引起的遗传抑制性疾病，患者表现为骨疏松，易骨折并伴有骨骼畸形的症状，是最常见的一种常染色体显性遗传病
        • I型成骨不全又称为蓝色巩膜综合症，病变累及骨骼，肌腱，韧带，筋膜，牙本质及巩膜等
          • 主要临床症状为骨质疏松，致脆性增加而易反复骨折，巩膜呈蓝色，关节可过度活动而易于受伤并导致肢体畸形，牙齿生长畸形，伴传导性耳聋
        • II型成骨不全又称先天性致死性成骨不全
          • 临床表现为长骨短宽，宫内即可因骨质疏松，发脆而引起四肢，肋骨多发性骨折，蓝色巩膜，耳硬化性聋，身材矮小
      • Ehlers-Danios综合症
        • 有的呈常染色体显性遗传，有的为常染色体隐性遗传
        • 症状是皮肤可过度生长，柔软脆弱易碎，皮肤受伤后愈合差，形成特殊的"香烟纸"疤，关节亦可过度伸展，导致髋，肩，肘，膝或锁骨关节易于脱位和受伤
  • 受体蛋白病
    • 本病为常染色体显性遗传
    • 受体是位于细胞膜，细胞质或细胞核类的一类具有特殊功能的蛋白质，由于这类蛋白质的遗传性缺陷导致的疾病称为受体病
  • 膜转运蛋白病
    • 由于膜转运蛋白的遗传缺陷导致的疾病称为膜转运蛋白病
    • 囊性纤维化病
      • 是一种典型的膜转运蛋白疾病，它是高加索人种中最常见的遗传性疾病之一
      • CF基因突变类型包括缺失，插入，错义突变，无义突变，剪接突变等
      • 囊性纤维化病主要累及肺，胰腺等器官，最后因肺衰竭，感染和营养不良而死
    • 胱氨酸尿症
      • 患者的肾小管及小肠粘膜上皮细胞的膜转运蛋白缺陷，使肾小管对胱氨酸，赖氨酸，精氨酸和鸟氨酸的重吸收障碍
      • 分为三个亚型
        • I型为常染色体隐性遗传，患者对四种氨基酸均不能吸收
        • II型和III型均为常染色体不完全显性遗传，杂合子尿液中的胱氨酸浓度介于正常纯合子和患者纯合子之间
        • III型的症状较轻
    • 先天性葡萄糖，半乳糖吸收不良症
      • 是常染色体隐性遗传病
      • 患者出现水样腹泻，腹泻的发生和程度与糖的进食时间与量有关
• 先天性代谢病
  • 先天性代谢缺陷也称遗传性酶病，指由于遗传上的原因而造成的酶蛋白质分子结构或数量的异常所引起的疾病
    • 通常分为糖代谢缺陷，氨基酸代谢缺陷，脂类代谢缺陷，核酸代谢缺陷，内分泌代谢缺陷，溶酶体沉积病，药物代谢缺陷和维生素代谢缺陷等
  • 先天性代谢缺陷的共同规律
    • 原因
      • 1由于编码酶蛋白的基因结构发生突变，引起酶蛋白结构异常或缺失
      • 2是基因的调控系统发生异常，使之合成过少或过多的酶引起代谢紊乱
    • 酶缺陷与酶活性
      • 酶的正常数量是大大超过维持机体新陈代谢所必须的数量
    • 底物，中间代谢产物堆积和产物缺乏
      • 由于酶的生理功能是催化底物转变为产物，所有因酶缺陷所引起的病理改变都直接或间接的与底物，中间代谢产物的堆积或产物的缺乏或兼而有之有关
    • 底物分子的大小与性质
      • 有时是全身性的，有时是局部性的，这取决于底物分子的大小和理化性质
    • 临床表现与酶缺陷
      • 某一基因的突变可导致多种不同的酶活性改变，表现为多种复杂的临床表型
      • 在另一些情况下，同样的病理，临床特征可由多种不同的基因所引发
  • 糖代谢遗传病
    • 由于参与糖代谢的酶的遗传性缺陷是体内的糖代谢异常而产生糖代谢缺陷病
    • 半乳糖血症
      • 主要表现为患儿对乳糖不耐受，婴儿哺乳后呕吐，腹泻，继而出现白内障，肝硬化，黄疸，腹水，智力发育不全等
      • 半乳糖血症属于常染色体隐性遗传，致病基因定位于9p13
    • 葡糖-6-磷酸脱氧酶缺乏症
      • 是一种常见的X连锁隐性遗传病
      • 主要表现为一组溶血性疾病，包括蚕豆病，药物性溶血，新生儿黄疸，某些感染性溶血和慢性非球形细胞溶血性贫血
      • 细胞内的糖代谢以无氧酵解为主，但也有少量的是通过磷酸戊糖旁路，G6PD是磷酸戊糖旁路代谢途径的第一个酶，也是第一个限速酶
      • G6PD基因定位于Xq28，这种病为X连锁隐性遗传
    • 糖原贮积症
      • 是一种罕见遗传代谢病因，参与糖原分解和合成的酶异常改变，使糖原在体内贮积而发病
      • 病主要累积肝脏及肌肉，但有时也伴有心，肾和神经系统的损伤
      • 分为
        • I型致病基因定位于17q21
          • 患者易出现低血糖，并有肝肾肿大等症状，严重时会发生酸中毒
        • II型糖原贮积症及致病基因定位于17q25.2
          • 一般在儿童期发病，患者可因心肌无力，心脏扩大死于心力衰竭，也可由于呼吸肌无力引起呼吸衰竭而死
          • 目前该病通过Myozyme酶替代进行治疗
    • 黏多糖贮积症
      • 黏多糖是蛋白质和氨基酸多糖结合形成的糖蛋白，是结缔组织基质，线粒体，核膜，质膜的重要组成成分
      • 患儿会出现肝脾大，骨骼异常，面容粗陋，智力障碍等症状，蓄积的黏多糖可随患儿的尿液排除
      • 其中II型为X连锁隐性遗传，其他各型均为常染色体隐性遗传
  • 氨基酸代谢遗传病
    • 由于参与氨基酸代谢的酶的遗传性缺陷，使体内的氨基酸代谢异常而产生氨基酸代谢缺陷病
    • 高苯丙氨酸血症
      • 典型苯丙酮尿症
        • 是一种严重的常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病
        • 临床上表现为精神发育迟缓，皮肤，毛发和虹膜色素减退，头发呈赤褐色，癫痫，湿疹，特殊的鼠样臭味尿
      • 非典型苯丙酮尿症
        • 四氢生物蝶呤是苯丙氨酸羟化生成酪氨酸所必需的辅助因子
        • 表现为:智力低下，肌张力异常，惊厥发育迟缓
    • 白化病
      • 是一种较为常见的眼，皮肤及其附属器黑官色素缺乏所引起的疾病，分为非综合征白化病和综合征白化病
      • 眼皮肤白化病是最常见的一种白化病，具有基因座遗传异质性
        • 眼皮肤白化病I型致病原因是酪氨酸
          • 患者全身皮肤，毛发，眼睛缺乏黑色素，全身白化，终生不变
          • 患者眼睛视网膜无色素，虹膜和瞳孔呈现淡红色，畏光，眼球震颤，常伴有视力异常
          • 患者对阳光敏感，暴晒可引起皮肤角化，增厚，并诱发皮肤癌
        • 眼皮肤白化病II型致病原因为OCA2基因突变
          • 患者皮肤，毛发和眼中的真黑素缺乏，出现皮肤白，毛发黄白或黄棕色，虹膜灰色或棕色，常伴有视力异常，呈常染色体隐性遗传
        • 眼皮肤白化病III型致病原因为酪氨酸相关蛋白-1基因突变
          • 患者可表现为淡棕色皮肤和头发，蓝灰色虹膜，部分患者有眼球震颤或斜视，呈常染色体隐性遗传
    • 尿黑酸症
      • 尿黑酸尿症患者的尿中含有尿黑酸，曝光后可变为黑色的物质
      • 这种病症在婴儿期就可表现出来，到成年时由于尿黑酸大量沉积于结缔组织引起褐黄病，在皮肤，面颊，耳郭，巩膜等处出现色素沉积
      • 尿黑酸沉积于关节，引起褐黄变性关节炎，严重者并发心脏
  • 核酸代谢遗传病
    • 由于参与核酸代谢的酶的遗传性缺陷，使体内的核酸代谢异常而产生核酸代谢缺陷病
    • 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷症
      • 由于次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷所致的疾病又称为HGPRT缺陷症或自毁容貌综合征
      • 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷症呈X连锁隐性遗传，基因定位于Xq26-q27.2
    • 着色性干皮病
      • 为一种常染色体隐性遗传
      • 患者体内缺乏核酸内切酶，本病在出生后到青少年期均可发病
        • 皮肤对阳光过敏，日照后可出现红斑，水肿，色素沉着，干燥，角化过度及萎缩等皮损
        • 有些患者智能落后，感音性耳聋及共济失调，易患基底细胞癌，鳞癌，恶性黑色素瘤等，均伴有免疫系统的异常
  • 脂类代谢遗传病
    • 脂类代谢遗传病，指脂类代谢过程中特异性酶的缺乏所引起的遗传性疾病
    • Gaucher病
      • 是一种常染色体隐性遗传的溶酶体贮积病
      • 这种病可分为
        • I型是最常见的类型，其临床特点是患者无原发性中枢神经系统的症状
          • 患者易发生肺部感染而死亡
          • 婴儿患者症状较严重，有些成人患者症状较轻，甚至没有临床症状
          • 通过羊水β-GPA酶活性及致病基因突变检测可进行产前诊断，酶替代治疗，骨髓或脐血干细胞移植具有较好的治疗前景
        • II型为急性中枢神经系统受累型
          • 临床特点是婴幼儿期出现急性的肝，脾，肺等重要器官受累及颅神经异常，椎体外束症等引起的症状， 表现为肝脾大，生长迟缓，反复肺部感染，吸吮，吞咽困难，牙关紧闭，斜视，意识障碍，颈强直，头后仰，肌张力增强，角弓反张。腱反射亢进，进行性痉挛等
        • III型为亚急性中枢神经系统受累型
          • 临床特点是病程进展较II型病为慢
          • 最初出现肝脾大，随后出现共济失调，惊厥等症状
    • Tay-Sachs病
      • 临床表现为生长发育迟缓，对声，光及触觉敏感，逐渐出现激惹现象，随后出现瘫痪，痉挛，惊厥，痴呆和失明
      • 检眼镜检查可见有诊断意义的樱桃红色斑马线
      • HEXA基因位于15q23，致病性突变涉及错义突变，缺失和插入等
  • 先天性代谢缺陷引起的罕见遗传病及其治疗
    • 罕见病是指患病率极低，患者数极少的疾病