基因与遗传疾病

张 旭（西北大学附属中学，陕西西安 710069）

引言

基因既是遗传信息的结构实体，也是遗传信息的功能实体。基因的改变可以导致人类遗传病的发生，每个人的生老病死都是由其基因决定的。当前，基因突变和基因表达调控功能紊乱的研究是当前分子生物病理研究的主要内容。

基因突变或者基因表达有关的机制紊乱，如由于DNA结构改变而造成的基因活性改变；再如由于基因和组蛋白的修饰紊乱而导致基因表达强度增加或受抑制等等，这些情况都可以通过遗传信息所遵循的中心法则表现在性状上，将会导致人类出现遗传病[1]。众多遗传疾病的发生，给患者身心健康造成严重的影响，也给家庭和社会造成了巨大的压力。了解和认识人类遗传疾病的发病特征、基因类型，可以科学地预防和治疗遗传疾病。

目前，人类遗传病主要分为单基因遗传病和多基因遗传病两种类型，通过纠正致病基因缺陷的基因治疗根治遗传疾病。

一、单基因遗传病

单基因遗传病有6000多种，较常见的有血友病、先天性聋哑、白化病、原发性青光眼、高度近视、红绿色盲等。单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传疾病，常常表现出某个基因功能性的改变，不能正常表达蛋白质，导致代谢功能紊乱，形成代谢性遗传疾病。遗传疾病又分为常染色体显性遗传病和常染色体隐性遗传病两种类型[2]。

1.常染色体显性遗传病

（1）患者的父亲或者母亲有一方是患者或者是致病基因携带者；（2）患者在家族系谱中的比例为1/2，且男女发病的机会均等；（3）连续系带都可以见到患者，也可以看到连续遗传现象；（4）双亲无病，子女一般都正常，除非新突变形成致病基因，但这种情况很少。

有些常染色体显性遗传病，其致病基因形成的杂合状态有时不发病，即显性致病基因的作用未能得到表现，而出现隔代遗传现象，这种遗传方式称为外显不全或不规则显性。这是因为显性致病基因的表达程度可能受到修复基因、年龄、性别、环境等因素的影响而没能够充分表现出来。

2.常染色体隐性遗传病

（1）患者人数中男性多于女性，家族系谱中患者大部分是男性；（2）男性患者的父母都没有病，致病基因源于母亲；（3）呈现交叉遗传特征，即患者的同胞常为患者，患者的舅父、姨表兄弟可以为患者；（4）在系谱中有隔代遗传现象，即男患者的子女正常。

二、多基因遗传病

常见的多基因遗传病，如糖尿病、心脑血管疾病、慢性呼吸系统疾病、恶性肿瘤等。多基因遗传病，涉及多个基因的共同作用，与单基因不同的是这些基因没有显隐性之分，每个基因只有微效累加的作用。因此，同样的疾病不同的人由于可能涉及的疾病基因数目不同，其疾病严重程度、发病风险均有明显的不同，就会表现出家族聚集现象。多基因遗传病除了与遗传有关外，环境、年龄、饮食等对其影响也相当大，通常不易有效防治，所以又称复杂疾病。

多基因遗传病的特点常呈现家族聚集现象，有性别和种族间的差异[3]。

1.家族聚集现象

（1）发病有家族聚集倾向，患者同胞中的发病率不呈现1/2或1/4的概率，而是1%～10%。患者的双亲、同胞、子代亲缘系数相同，发病风险相同；（2）患者亲属发病率高于群体发病率；（3）随着患者亲属级别的降低，发病风险率迅速下降。

2.性别和种族的差异

（1）病患有时候与性别和种族有关，出现差异。如先天性幽门狭窄的患者统计中，男性数量为女性的5倍，性别差异明显；先天性髋脱臼的患者中，日本人发病率是美国人的10倍，有着种族差别；（2）多基因遗传病再次发生率与患儿的数目有关，通常患儿越多，发病率越高。

三、遗传疾病的基因治疗

遗传疾病的基因治疗是指针对导致危害人类健康疾病的遗传基因进行修正或干预的治疗技术，代表着医学发展的一个方向。基因治疗给遗传疾病、恶性传染性疾病、恶性肿瘤等严重威胁人类健康的疾病的根本性治疗带来了希望。基因治疗的策略和技术总体上是呈多样化的格局。基因修饰和基因改造可以在体外进行，把改造的基因导入活细胞，再把这些携带有治疗目的的细胞导入人体。也就是说，基因治疗本质上是针对人类的一种特殊的基因转移技术，这种技术的要点在于通过对人类遗传物质的改变，达到预防和治疗人类疾病的目的[4]。

实践中所使用的基因载体可根据具体应用表现出多种改变，如治疗基因突变所致的疾病，可以根据使用情况而酌情确定基因治疗的载体。目前，常用的基因载体包括有病毒载体、疱疹病毒载体、组蛋白运载体、逆转录病毒载体、腺病毒载体和腺病毒密切相关的病毒载体等[5]。

基因治疗与常规治疗不同，基因治疗并不刻意对患者罹患疾病的病症加以治疗，而是期望通过对其基因物质加以改造或校正，从根本上避免特定疾病的发生。因此，基因治疗是一种“治本”的新型人类疾病治疗技术。

基因治疗目前有两种形式，一是体细胞基因治疗，针对体细胞进行的基因治疗，能够有针对性地缓解或消除一种由基因曲线导致的疾病所表现的症状，但是其治疗效果不能传递给后代，目前或许已成为癌症和血液疾病治疗的唯一希望；二是生殖细胞基因治疗，即针对精子或卵子细胞内的遗传物质进行特定的修饰，由于会引起遗传物质的改变而使其使用受到限制。

在正常状态下的基因检测和健康检测可以预测疾病发生的可能性，有利于降低疾病发生率。基因治疗前或者健康人的基因检测就有了重要的意义，临床诊断、出生前诊断等方法可以有效监测遗传疾病的发生。

结语

中国是世界上较早开展基因治疗基础研究和应用研发的国家之一，早在20世纪70年代就已经尝试利用基因治疗的策略针对某些遗传疾病，到了80年代中后期，又扩展到针对人类肿瘤的基因治疗。目前，基因治疗范围已经由对遗传性疾病的治疗扩展到针对获得性疾病的预防和治疗阶段。基因治疗不仅能够用于替换患者细胞内丢失或缺陷的基因，同时也有利于为肌体补充可用于预防和治疗疾病的蛋白质。已经利用基因治疗的策略开展了针对人类的新型疫苗产品，这些疫苗产品可以更加精确地调节细胞对机体免疫的应答效果，因此可以起到预防和治疗的效果。

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

[2] 许万重.单基因遗传病的类型与防范措施[J].科技资讯,2016,14(35):227-228.

[3] 欧阳雁玲.多基因遗传病与染色体遗传病[J].中国计划生育学杂志,2015,23(1):64-67.

[4] 侯婷婷,陈红,张希.基因治疗的临床研究进展[J].世界最新医学信息文摘,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.