由多对基因和环境因素共同导致的疾病,称为多基因遗传病(polygenic disease)。
一、易患性与阈值
1.易感性(susceptibility):在多基因遗传病中,若干个作用微小但有累积效应的致病基因构成了个体患病的遗传因素,这种由遗传基础决定的一个个体患病的风险称为易感性。
2.易患性(liability):在多基因遗传病中,由遗传基础和环境因素共同作用,决定一个个体是否易于患病,称为易患性。简言之,易患性是指患某种多基因遗传病风险的大小。个体的易患性高,患病的可能性就大;易患性低,患病的可能性就小。
3.阈值(threshold):当一个个体的易患性达到一定限度时,这个个体就将患病,这个易患性限度称为阈值。在多基因遗传病中,由于多基因的加性效应,在环境条件相同的前提下,阈值代表了发病所必需的、最低的易感基因的数量,这就是阈值学说。
二、遗传率
在多基因遗传病中,易患性的高低受遗传因素和环境因素的双重影响,其中遗传因素所起作用的大小,称为遗传率(heritability)。遗传率一般用百分率(%)表示。多基因遗传病的遗传率越高,遗传因素的作用就越大;相反,遗传率越低,则环境因素的作用就越大。
注:本视频来自“人卫MOOC”平台宁波大学季林丹副教授《医学遗传学》MOOC资源。也可到相应MOOC平台进行学习。
三、多基因遗传病的特点
多基因遗传病与单基因遗传病相比,有明显不同的遗传特点,主要表现在如下几方面:
1.发病的家族聚集现象:患者家族成员的发病率高于群体发病率(0.1%~1%),但在系谱中,不符合任何一种单基因遗传病的遗传方式,患者一级亲属发病率为1%~10%,远低于单基因遗传病患者一级亲属1/2(显性遗传病)或1/4(隐性遗传病)的发病风险。
3.群体发病率存在种族(民族)差异,这表明不同的种族(民族)有不同的遗传基础。
4.近亲婚配时,子女的患病风险高于随机婚配时子女的患病风险,但不如常染色体隐性遗传病那样显著。
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四、多基因遗传病再发风险的估计
由于多基因遗传病涉及多种遗传因素和环境因素,发病机理复杂,故很难像分析单基因遗传病那样,准确推算出发病风险。一般来说,多基因遗传病患者的一级亲属的发病风险与下列因素有关。
1.发病率与患者亲属级别(亲缘系数)有关:与患者亲缘系数相同的亲属有相同的发病风险;相反,随着亲属级别的降低,患者亲属的发病风险迅速降低,群体发病率越低的疾病,这种趋势越明显。
2.遗传率和群体发病率:当某种多基因遗传病的遗传率为70%~80%,群体发病率为0.1%~1%时,可利用Edward公式:
,计算患者一级亲属的发病率。式中f代表患者一级亲属发病率,p代表群体发病率。
3.家庭中已患病人数:一般来说,一个家庭中已患病人数越多,该病的再发风险就越大。
4.病情严重程度:所生患儿的病情越重,其同胞的发病风险就越高。
5.群体发病率的性别差异:当某种多基因遗传病的群体发病率存在性别差异时,说明不同性别的阈值是不同的。群体发病率低的性别阈值高,该性别患者子女发病风险高;与此相反,群体发病率高的性别阈值低,该性别患者子女发病风险低,这称为Carter效应。
五、多基因遗传病的研究方法和策略
多基因遗传病是在微效基因加性作用的基础上,加上环境因素的作用而发病的,考虑到多个基因及环境因素复杂的参与情况及相互作用,近年来又将这类疾病称为复杂疾病(complex disease)。多基因遗传病不遵循孟德尔遗传定律,难以用一般的家系连锁分析。研究表明,有一些复杂疾病,它们受控于一种多基因背景上起作用的易感主基因(major susceptibility gene ),简称易感基因;或是有时受主要环境因素的影响,将这类疾病称为寡基因病(oligogenic disease)。因此,发现这些易感基因是认识复杂疾病病因的关键;另外,寻找疾病的环境诱因也是非常重要的。
多基因遗传病易感基因的研究主要从两方面进行探索,一方面是收集家系资料,用统计学方法进行分类分析、优势对数计分法连锁分析、患病同胞对分析、群体关联分析等来证实主基因的存在;另一方面,用候选基因检测法或用遗传标记来定位易感主基因并用定位克隆法来鉴定这些易感主基因。
目前,多基因遗传病易感基因定位的常用策略包括候选基因策略和全基因组扫描策略。
六、几种多基因遗传病的研究现状(以下视频资源作为扩展知识)
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