遗传性疾病(genetic disease)是指由于遗传物质发生改变而引起的或由致病基因所控制的疾病,具有先天性、终身性和家族性的特征。
遗传性疾病种类繁多,涉及全身各个系统,导致结构畸形、组织和器官功能障碍,病死率和残疾率均较高。尽管随着分子生物技术的进步,5000余种遗传性疾病的临床表型和致病基因已经明确,但多数遗传病目前仍然缺乏有效的治疗方法,早期预防、筛查和诊断,具有非常重要的意义。护理人员在协助诊疗、疾病护理和健康指导中为患儿及其家庭提供的专业照护,有助于改善患儿预后,提高其生存质量。
概述
尽管单一遗传病的发病率很低,但各类遗传病在人群中总的发病率高达20%~25%,是我国出生缺陷的重要组成部分,在儿科疾病中所占比例较高。儿科护理人员在临床工作中遇到越来越多的遗传相关问题,了解遗传性相关知识也有助于工作的开展。
(一)遗传的基本概念和物质基础
各种生物通过生殖产生的子代,其形态结构和生理功能的特点与亲代都很相似的现象,称为、遗传。但亲代与子代之间、子代各个体之间不会完全相同而存在一定差异的现象,称为变异。人类的遗传物质包括细胞中的染色体及染色体上的基因,染色体是遗传信息的载体,基因是实现遗传功能的物质基础。
染色体(chromosome,CS)是由一条线性的、完整的双螺旋脱氧核糖核酸(DNA)分子和围绕其中的组蛋白和非组蛋白构成,在细胞周期中以不同的形态存在。在细胞分裂时高度螺旋化、紧密盘绕和折叠于细胞核内,在间期则结构较为松散,被称为染色质。正常人体细胞的染色体共23对(46条),每对染色体中一条来自父亲,另一条来自母亲。其中22对男女相同,为常染色体(autosome),另一对决定性别,为性染色体(sex chromosome)正常女性的染色体核型为46,XX,男性为46,XY。染色体的数目和形态相对稳定是遗传信息相对稳定的基础。一条完整的染色体包括着丝粒、染色体臂和端粒。染色体臂有断臂(p)和长臂(q)之分,臂分为若干区,区中又分带(如3q23,即指3号染色体长臂2区3带),各区带中含有众多基因。
基因(gane)是有功能的DNA序列,呈线状排列,成对地位于相对应的染色体上。人体每个细胞中包含有2万~2.5万个基因,根据功能大致可分为结构基因和调控基因两类。前者编码多肽链,经加工、修饰和形成各种高级结构后执行各种蛋白质的功能,包括结构蛋白、酶、受体及各种转运蛋白等;调控基因不作为合成蛋白质的模板,而只起调控基因表达的作用,包括启动子、增强子和沉默子等。基因表达是DNA分子储存的遗传信息经过转录,形成mRNA,释放入细胞质作为合成蛋白质的模板,由tRNA按照密码子选择相应的氨基酸,在核蛋白体上合成蛋白质。基因突变(gene mutation),是指DNA序列中的碱基改变。大多数突变可以自发性修复,一些突变导致了疾病的发生,一些突变未发现与疾病有关,而是构成了人类基因的多态性。
(二)遗传病的分类
不同的遗传病其遗传方式不同,根据遗传物质的结构和功能改变的特点,可将遗传性疾病分为5大类。
1.染色体病(chromosome disorders) 指由于各种原因引起的染色体数目和/或结构异常的疾病。数目异常是指整条染色体的丢失或者增加,结构异常包括缺失、重复、异位、倒拉、插入等改变。可分为常染色体病和性染色体病两大类。常见的如21-三体综合征、 Turner综合征和 Klinefelter综合征等。其发病原因与孕母年龄过大、接触有害化学物质、放射线、孕期病毒感染及父母携带异常染色体等因素有关。
2.单基因遗传病(monogenic diseases) 是指由单个基因突变所致的遗传性疾病,其遗传符合孟德尔定律。根据主基因所在的染色体定位和等位基因的显性与隐性特征分为5类:
(1)常染色体显性遗传病:致病基因在常染色体上,亲代只要有1个显性致病基因传递给子代,子代就会表现性状。其家系特点是:父母一方患病,子女有50%的患病风险率;父母双方患病,子女有75%的患病风险率;男女发病机会均等。可表现为完全显性、延迟显性(如遗传性舞蹈症等)。新发突变的常染色体显性遗传病患儿没有可以追溯的家族史。常见疾病如结节性硬化症、神经纤维瘤病、软骨发育不全、成骨不全等。
(2)常染色体隐性遗传病:致病基因在常染色体上,为一对隐性基因。只有携带2个相同的致病基因(纯合子)才发病,只携带1个致病基因的个体不发病,为致病基因携带者。其家系特点是:父母均表型正常的携带者,患儿为纯合子或复合杂合子,同胞中25%发病,25%正常,50%为携带者,近亲婚配其发病风险增高。常见疾病如苯丙酮尿症、白化病等。
(3)x连锁显性遗传病:致病基因位于X染色体上。其家系特点是:患儿双亲之一是患者,男性患者后代中女性发病,男性正常;女性患者后代中50%发病。女性患儿的病情常较男性轻,常见如抗维生素D佝偻病等。典型的X连锁显性遗传家系常表现为只有男性患儿并且舅舅和外甥同患疾病的情况。
(4)X连锁隐性遗传病:致病基因位于X染色体上,女性为表现正常的致病基因携带者,男性只有一条X染色体,隐性基因也会发病。其家系特点是:男性患者与正常女性婚配,子代中男性正常,女性为致病基因携带者;女性携带者与正常男性婚配,子代中男性50%发病,女性50%为致病基因携带者。常见疾病如血友病、进行性肌营养不良等。
(5)Y连锁遗传病:致病基因位于Y染色体上,只有男性发病,由父传子,如性反转症、外耳道多毛等,较少见。
3.多基因遗传病(polygenic diseases) 是多对微效基因的累积效应与环境因素的共同作用所致的遗传病。如高血压、2型糖尿病、神经管缺陷、唇裂、腭裂等。
4.线粒体病(mitochondrial diseases) 由于线粒体DNA发生突变所致的疾病,以母系遗传为特征。已发现60余种疾病与线粒体基因突变或线粒体结构异常有关,如线粒体肌病、线粒体脑病、视神经疾病等。
5.基因组印记(genomic imprinting) 又称为遗传印记,是指基因根据来源亲代的不同而有不同的表达。例如,同样是15号染色体长臂15q11~13缺失患儿,父源性缺失者患 Prader-Will综合征,患者表现为身材矮小肥胖、智力轻度障碍;母源性缺失者患 Angelman综合征,患者表现为智力重度障碍、癫病和步态异常。基因组印记还影响着某些遗传病的表现度、外显率等。
(三)遗传病的诊断
遗传病的诊断是开展遗传咨询和进行防治的基础,需要仔细询问病史、评估临床特征和实验室检查,以获得确切的诊断。
1.病史询问 应仔细评估母亲孕育史:妊娠史、用药史、孕早期感染史、自然流产史、是否近亲婚配;胎儿发育情况、出生史、生长发育情况等。对有先天性畸形、特殊面容、生长发育障碍、智力发育落后、性发育异常或有遗传病家族史者,应做详细的家系调查和家谱分析;特别是由新生儿期出现昏迷、肌张力低下、黄疸不退、易激惹、惊厥、酸中毒、低血糖、腹泻、持续呕吐、肝脏肿大、高氨血症、电解质异常以及特殊体味等表现者,应对患儿的语言、运动和智力发育做详细评估和相关进一步检查,以明确是否有遗传代谢性疾病。
2.身体评估 遗传代谢性疾病可累及全身多系统,临床特征多样,系统的身体评估可为其诊断提供重要的线索。应仔细观察下列情况:
(1)头部:有无小头、大头、舟状头、方颅、窄前额、面中部发育不良,发迹高低等。
(2)眼部:有无眼距宽、眼球内陷或突出、内眦赘皮、小眼球、角膜环、蓝巩膜等。
(3)耳部:有无低位耳、小耳、大耳、耳廓畸形等。
(4)鼻部:有无鼻梁低平、鼻根宽大、鼻孔前倾等。
(5)颈:有无颈短、颈蹼等.
(6)注意上部量与下部量比例、手指长度、指距及指纹,外生殖器、脊柱、四肢及关节有无异常。
(7)有无异常的汗味或尿味等。
3.实验室检查
(1)染色体核型分析(karyotype):是诊断染色体畸变的重要手段。其方法是取患儿外周血进行淋巴细胞培养制备染色体进行分析,也可采用骨髓细胞或皮肤成纤维细胞进行培养分析。该方法只能检出染色体数目和大片段结构异常;生长发育及智力落后、性发育异常者应进行该项检查。
(2)荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH):FISH是用荧光素标记的特定DNA作为探针进行原位杂交来检测患者样本中的目的DNA序列。FISH可以直接在细胞核中或染色体上确定DNA序列的有无或相互位置关系,具有安全、快速、敏感度高、探针能长期保存、能同时显示多种颜色等优点,主要用于染色体上的微小缺失或重复,如DiGeorge综合征、Williams综合征等。
(3)微阵列比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization,aCGH):将DNA克隆、cDNA及寡核苷酸做成微阵列,通过一次杂交实验就能够对全基因组DNA拷贝数变异进行高通量、高分辨率分析,又称为“分子核型分析”。在染色体微缺失、微重复检测上具有突出优势,常用于智力障碍、发育迟缓、孤独症和多发畸形的临床诊断。
(4)DNA测序(DNA sequencing):能够在基因水平诊断遗传病,也可检测出携带者,是一种快速、灵敏和准确的检测手段。DNA扩增技术,如聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)现已广泛用于目的基因的扩增、基因的体外突变、DNA的微量分析和mRNA含量分析。新一代测序技术能够检测包括点突变、基因拷贝数改变和基因重组(染色体移位)等在内的多种基因改变。
(5)生化学测定:测定血尿等体液中的生化代谢物质,例如血糖、血氨、电解质、酮体、乳酸/丙酮酸、尿酸等。近年开展的遗传代谢病串联质谱检测技术(MS/MS)、气相色谱质谱技术(GC/MS)已逐步成为遗传代谢病的常规住检测工具,特别是串联质谱技术能对微量血一次进行几十种氨基酸、有机酸、脂肪酸、代谢性疾病的检测,在临床检验中发挥着重要作用。测定红细胞、白细胞、皮肤和纤维细胞中酶活性是诊断某些遗传代谢病的重要依据。
(6)其他检查:包括病理检查、影像学检查、神经电生理检查等,可以为相关疾病的诊断提供依据。
(四)遗传病的治疗
随着基因治疗和肝细胞治疗技术的迅速发展,部分遗传病的治疗有了突破性的进展,使遗传病不再是“不治之症”。目前遗传性疾病治疗的策略包括临床水平的内、外科治疗以及心理治疗等,代谢水平上的代谢底物或产物的控制,蛋白质功能的改善,和基因表达调控或修饰与改善等。
遗传病的治疗往往以多种方法综合进行,需要进行长期的监测和评价。具体方法可分为:
1.对因治疗 主要通过基因医学技术找到治疗的靶点,纠正基因缺陷或者用好的基因替代缺陷基因,对患儿进行个性化治疗,从根本上解决问题。
2.对症治疗 通过改善内、外环境因素,如饮食、药物、手术、脏器移植等以纠正代谢紊乱,改善症状,提高患儿的生活质量。常用的治疗方法有酶替代治疗和酶增强型治疗、饮食治疗、药物治疗、手术治疗、免疫治疗和血浆置换等。
3.姑息治疗 通过多学科团队对那些无法治愈的患儿提供支持性的治疗和护理,以控制患儿的症状,改善心理、社会、精神问题,提升患儿和家属的生活质量等。主要包括症状管理、心理疏导、长程照顾、康复理疗等。
(五)遗传病的预防
遗传病是一类严重危害人类身心健康的难治疾患,不仅给家庭及社会带来沉重负担,而且危及子孙后代,直接影响人口素质的提高,因此遗传病的预防尤为重要。建立遗传性疾病三级预防体系,综合开展危险因素识别、评估检测以及早期预警和干预,具有重要意义。
1.一级预防 即孕前预防,避免近亲婚配,孕前避免接触毒物、放射线等环境因素的危害,孕早期避免风疹、肝炎等病毒感染。对高危人群应进行携带者检测,如夫妇双方或家庭成员患有某种遗传病或先天畸形者,曾生育过遗传病患儿的夫妇;不明原因智力低下或先天畸形患儿的父母;不明原因的反复流产或死胎、死产等情况的夫妇;婚后多年不育的夫妇;35岁以上的高龄孕妇;常规检查或常见遗传病筛查发现异常者;近亲结婚的夫妇及后代等。检出携带者后,应做好遗传咨询和婚育指导,以尽量减少出生缺陷的发生。
2.二级预防 即产前预防。在遗传咨询的基础上进行产前诊断,降低遗传性疾病患儿的出生率。主要针对高危人群进行,如夫妇双方一方为遗传性疾病患儿;以前曾生育过染色体异常或遗传代谢病患儿的夫妇;双亲之一为平衡易位携带者或某种遗传性疾病的携带者;高龄孕妇等。可采用超声波、绒毛或羊水的染色体或基因检查、外周血生化检测或代谢产物测定、酶活性检测和基因诊断等,在孕早期进行,以检测胎儿是否患病。
3.三级预防 即遗传性疾病出生后的早期诊断和治疗。进行新生儿筛查是重要措施之一。目前筛查的病种主要为元丙酮尿症和先天性甲状腺功能减退症,有的地区含葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷及先天性肾上腺皮质增生症。对于筛查阳性的患儿,必须迅速追踪,明确诊断,及时治疗,并进行随访监测和遗传咨询,才能有效的降低遗传代谢病的伤残率和死亡率,并及时检出遗传携带者,做好优生优育,以降低遗传病的负担。
4.发病前的预防 对某些需要一定外在条件才导致疾病发生的遗传病,尽量在日常生活中避免接触诱发因素,以减少疾病的发生。如6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症患儿应避免进食蚕豆、解热镇痛药等。
5.环境保护 环境污染可导致基因突变,染色体畸变等。胚胎在发育的早期对致畸因素高度敏感,应特别注意避免接触超剂量电离辐射、诱变剂(如亚硝酸盐、着色剂等)、致畸剂等物质。
知识链接
遗传咨询
遗传咨询是由咨询医师和咨询者及遗传病患儿本人、携带者或其家属就某种遗传病在一个家庭的发生、再发风险和防治上所面临的问题进行一系列的交谈和讨论,是家庭预防遗传病患儿出生的最有效方法。
遗传咨询的过程,包括收集患儿详细的病史和家族史,以评估疾病发生或复发的可能性;为患儿及其家属提供遗传、检测、家庭管理、风险降低、可用资源的教育;促进知情选择和适当干预的咨询等方面的内容,在检测结果处理和决策中,提供准确信息并保证患儿与家庭的自主性至关重要,心理支持也是遗传咨询的基本组成部分。

