遗传学研究范文

在高校遗传学教学中存在许多经典案例，如：果蝇的翅型、体色、眼色等性状的遗传；豌豆的性状遗传以及玉米籽粒的形状和颜色性状的遗传等。其中，还有一个非常重要的经典案例，即血型遗传。自20世纪初至今,ABO血型遗传一直是复等位基因的一个不可缺少的经典案例。随着科学技术的高速发展，血型的经典内涵得到不断提升，新的研究结果使血型遗传所涵盖的遗传学知识点越来越多，内容越来越丰富。因此，以我们身边最常见的表型--血型为案例开展遗传学教学不仅可以将复杂的知识点简单化、形象化，便于理解，还可以将繁多的基础知识串联起来，便于记忆。另外，以血型遗传作为经典案例在遗传学的教学中还可以不断加人新的研究和新的应用，使经典的内涵不断得到新的提升，让学生的视野接触到前沿的科学知识，为日后的科研接力打好基础。

1血型与遗传学之间的重要关系

开展案例教学，案例的选择是关键。血型是人类血液由遗传控制的个体性状之一，与人类的生活关系密切，用途广泛。自1900年到2005年，已检测出约29个血型系统[21。临床上最常用的有“ABO血型系统”、“Rh血型系统”、“MN血型系统”和“HLA血型系统”。这些血型系统涵盖了复等位基因、基因互作之上位效应等遗传学的孟德尔定律拓展原理，基因的表达调控及群体遗传等遗传学的精髓内容。透过这个知识窗口，可以看到遗传学在血型中的奥秘。

孟德尔遗传定律从建立、发展到不断拓展完善，一直都是贯穿高校遗传学教学的核心知识点。由于现在大学生从高中开始就接触孟德尔定律，如果大学教学还是重复高中阶段所涉及的内容，学生的学习兴趣难以提高。在高中知识的基础上，开展案例教学，引入现代遗传学在人类血型上的最新认识，则不但可以给学生一种似曾相识的感觉，还能自然地激起他们深入探索的兴趣。血型的遗传特征及生化基础可以清晰明了地向学生阐述清楚孟德尔定律的一些重要的延伸知识内容。从红细胞血型到白细胞血型，从常见的ABO血型到罕见的孟买、Rh血型，对于假基因、等位基因、复等位基因和拟等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之间的相互作用都可以通过血型案例，把学生带入情境之中，在教师的指引下由学生自己依靠其拥有的基础知识结构和背景，在血型案例情境中发现、分析和解决问题，比较轻松地掌握这些容易混淆不清的概念和一些难以理解的遗传学现象，如非等位基因之间的相互作用之上位效应等。

此外，人的血红蛋白基因在不同发育时期的表达调控还涉及遗传学中的表型和基因型之间的关系，真核生物中的基因表达调控模式等知识点。对血型相关的一些遗传疾病进行分析，还可以引申出基因突变和染色体缺失突变及一些重要的遗传标记。血型的遗传学检测方法及临床上的输血原则和溶血、血型互配等现象也与受基因表达调控的红细胞的细胞膜糖基的特征和生化机制密切相关，引导遗传学从理论到实验，再到实践中的应用。血型与疾病的关联分析，把科研思维引入高校遗传学教学中，让学生紧跟时展的步伐，理论联系实际，为日后的科研工作打好基础。

遗传学中两大重要的主题是遗传和变异，主要包括孟德尔遗传和连锁遗传、基因突变和染色体畸变。通过以复旦大学遗传学教学大纲为参考，与刘祖洞主编的《遗传学》和乔守怡主编的《现代遗传学》教材内容相比较发现，血型遗传案例除了与上述遗传学四大内容关联外，还涉及到基因的表达调控、群体遗传、表观遗传等知识点，其中大部分知识点都是要求学生重点掌握的内容。目前，血型案例所涵盖的主要遗传学知识内容及在遗传学学科中的重要意义的归纳见表1。因此，把血型作为经典案例，开展遗传学的案例教学既贴近生活，引发学生深刻的思考，又能代表性地进一步阐述探讨遗传学的生物知识。

2血型案例在遗传学教学中的开展

在以血型为案例的教学过程中，我们首先根据高校遗传学的教学目标和培养目标的要求，在学生掌握了一些遗传学的基础知识和理论知识的基础上，结合遗传学的教学进度逐步有序地进行介绍：1.血型基本知识介绍；2.红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制；3.红细胞血型与输血；4.血型的遗传学规律特征，包括(I)ABO血型复等位基因遗传及其应用，（II)ABO血型基因的克隆，（III)ABO血型的遗传学鉴定；5.ABO血型的拓展，包括(I)孟买血型与拟孟买血型，（II)红细胞血型与白细胞血型。下面主表1血型与高校遗传学教学的重要关系

要选取两个方面阐述在遗传学教学中的开展过程。

2.1血型基本知识在教学中的开展

ABO血型系统是第一个被描述的红细胞血型系统，也是最具有临床意义的一个系统。因此，在进行血型基本知识介绍时往往以ABO血型为例。随着以分子生物学为基础的血型研究的发展，ABO血型的基因遗传背景目前已比较清楚。在介绍血型基因的基本知识同时也涵盖着遗传学知识的传播，而且随着血型基因知识的不断丰富完善，涵盖的遗传学知识也越来越广泛。

ABO血型由3个复等位基因控制，即iA、产和i°o在开展遗传学相关教学活动时，一般都用此作为分析生物界中复等位现象的经典例证。这些基础知识对于高校学生来说可能在高中的时候就已经获得。因此，在大学开展相关教学时，除了简单介绍这3个主要的复等位基因外，还可以深入讲述新的研究结果，到目前为止通过分子生物学方法已经确定了160多个^50等位基因，只是目前国际上以4川7基因作为等位基因的参比序列，其他基因均与其紧密相关，非常保守。在此基础上ABO血型又可分为许多亚群，其中A血型表现出最多的亚型。在红细胞血型系统中还有一种Rh血型，分为Rh阳性和Rh阴性。Rh血型主要由3个紧密连锁的基因D/d、C/c、E/e决定，这3个基因以单倍型方式传递，属于拟等位基因。这样在讲解原有知识基础上，又不局限于原有知识范围，由ABO血型到Rh血型，由复等位基因引出拟等位基因，在教学方法上可以通过相互比较，举例分析，扩大学生的知识面，提

高他们的学习兴趣。

人类的血型是不是一生恒定不变的？面对这个问题，很多学生都会认为血型是由遗传决定，不会改变。其实人类的血型也会发生变异，如急性白血病以及再生障碍性贫血可以使血型抗原减弱，骨髓增生异常综合征可以导致血型抗原丢失等。而且，健康人也存在血型变异的现象，但是这个是与细胞表面血型物质受到掩盖以及人体存在一些稀有ABO等位基因有关。这些新的知识可以向学生很好地展示“遗传和变异”，利用身边的血型案例调动学生的学习积极性，使他们积极主动地掌握遗传学的精髓。

此外，最近几年疾病引发基因甲基化和突变的研究'又可以结合表观遗传学的内容开展教学。

2.2红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制在教学中的开展

人类ABO基因位于9号染色体长臂(9q34)，其基因产物是一些专一性的糖基转移酶，可以催化血型抗原前体特定部位的糖基转移，从而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因编码产物为N-乙酰-D-半乳糖胺转移酶(简称A酶)，可以产生常见的A抗原；S基因编码产物ci-l，3-D-半乳糖转移酶(简称B酶)，可以产生常见的B表面抗原；和S基因同时存在产生的等位基因，其编码产物具有A酶和B酶的特异性，在红细胞表面上产生不同强度的A和B抗原；而O基因则是第258位和第349位碱基缺失导致的密码子移位，使终止密码提前出现，合成了无酶活性的短肽，因而体内没有A酶和B酶，也不能催化糖基转移，只有前体物质H的产生为H抗原(图1)。因此ABO血型有时也称为八811型[71。这样，不同的、B、0基因编码不同的多肽，产生具有不同功能的糖基转移酶，非常简单地引出了遗传学中经典的基因与酶的关系的“一个基因一条多肽(一个基因一个酶)假说”,使学生很容易获得一个基因决定一条相应的多肽链(酶)的结构，并相应地

影响这个多肽(以及由单条或多条多肽链组成的酶）的功能这种遗传学思想，达到良好的教学效果。

此外，最新研究发现ABH抗原除表达在血细胞表面以外，还可以出现在除脑脊液外的分泌液中；有大约80%的个体具有产生这些可溶性抗原的遗传基因；这种分泌抗原的表达由双结构基因控制，即第19号染色体2个紧密连锁的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前体H物质合成，SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物质；简单来说，基因的表达决定体液中是否出现ABH抗原，H/h基因的表达决定红细胞上是否出现ABH抗原。但是，并不是所有带m基因的个体唾液中都分泌ABH物质，还要受到Wh基因的制约，其中hh型(即孟买型)均为非分泌型[7]。这样又引出了遗传学中一个很重要的概念--上位基因，很重要的遗传学现象--上位效应。这些属于遗传学中基因互作的重点内容，而且发生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德尔分离和自由组合定律，后代的基因型及其比例是可预计的，所以在遗传学教学中还可用于亲子鉴定、重大遗传疾病的关联分析、人种演化、群体遗传分析等相关内容。

2.2相关技术的拓展应用

ABO血型的分子检测是分子遗传学教学中PCR技术拓展应用的案例。血型基因的表达影响血型的表现型，表型相同的个体其基因型不一定相同。如何区分iAiA、Pi0在表现型都是A型和iBiB、iBi0在表现型都是B型的个体，可以根据A、B、0血型基因碱基的差异，应用聚合酶链式反应-限制性片段多态性(PCR-RFLP)技术分型人类ABO血型的方法。这种方法可以对个体血型(血型基因型)进行判定：是属于AA型、AO型，还是BB型或BO型。在这个基础上，我们进行了改进，并结合教学进程，作为自选实验在学生中开设，获得了学生的好评。在135个学生中开展自选实验，其中有80%的学生选择ABO血型鉴定这个实验，并表示对这个实验很感兴趣。

此外，还可通过分析核苷酸来确定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技术有：（l)PCR-序列特异性引物(PCR-SSP)，这是一种新的基因多态性分析技术，根据基因座某一碱基的差异设计一系列引物，特异性引物仅扩增与其对应的等位基因，而不扩增其他的等位基因；（2)PCR-DNA测序法，先通过PCR扩增基因的主要片段，然后测定序列;(3)PCR-限制性内切酶法，用对位点特异的限制性内切酶消化基因，再通过Southernblot分析来确定。目前，PCR-SSP常用于胎儿血型鉴定及白血病引起的血型抗原异常等血型鉴定。随着450基因结构和研究方法的迅速发展，AB0血型定型也将进入基因定型的时代，揭示更多的关于AB0基因和AB0血型表观遗传学等方面的奥秘。

在教学过程中还可以设计一系列与血型相关的论题，引导学生査阅相关方面的最新进展，总结出血型与人类疾病和性格之间的关系以及蕴涵的遗传学原理。学生可以分组制作PPT讨论，还可针对某一论题，学生组队分为正反两方，开展辩论式讨论。一学期可以安排一次课时(45分钟)开展辩论式讨论,前30分钟让学生正反方陈述观点，列举证据开展辩论，后15分钟用于总结和点评。在这个模式下，几乎所有的学生都积极主动地参与进来，将引导、鼓励与考评相结合，充分调动了学生学习的积极性[11]。开展“血型是否可以决定性格”类似专题的辩论式讨论，既增加了遗传学教学的兴趣性及可接受性，还可以使学生的思维在辨析中得到操练。正反两方队员通过收集资料和案例，与同学辩论解释的过程中，不仅掌握了深奥的科学知识，而且还与现实生活相联系，并且将遗传学应用于实际，填补了传统教学在知识灵活认知与实践中的不足。

3以血型为案例开展遗传学教学的优点

作为日常生活中被人们广泛熟知的遗传学常识，血型遗传学的研究历程符合遗传学的发展规律与教学规划，其作为遗传学教学案例有着不可替代的优势：

遗传学研究范文篇2

（一）哮喘发病机理概述：支气管哮喘是由免疫、遗传和环境等因素共同作用所引起的呼吸道急、慢性炎症，多为过敏性炎症。呼吸道的急性炎症使气道管壁的血管通透性增加、粘液分泌增多及平滑肌痉挛；慢性炎症进一步使气道结构和功能改变，导致气道高反应性，从而引起喘息、咳嗽和呼吸困难等哮喘症状。IgE介导的气道过敏性炎症反应是哮喘最常见的发病机制；其次，研究表明遗传因素在哮喘发病中起着重要的作用；同时环境因素在哮喘发病中也具有不可忽视的作用，环境因素中最重要的是过敏原的密度、患儿在过敏原中暴露的时间和方式，其他的环境因素包括吸烟、大气污染以及呼吸道感染，尤其是病毒感染。当具有遗传易感性的个体暴露在一定的环境中，气道的过敏性炎症就发生了。可见，免疫、遗传和环境在哮喘发病中的作用是相互影响的。

（二）哮喘表型及其遗传分析：研究遗传性疾病首先必须确定疾病的表型，这一点在哮喘的遗传研究中显得尤其困难。在流行病学调查研究中，一般基于既往的喘息并结合特应性表现和气道高反应性诊断哮喘。特应性表现包括血清总IgE升高和变应原皮试阳性两个方面。研究表明，特应性与非特异性的支气管高反应性之间存在明显的相关性［1］，但同样存在以下客观事实：具有特应性的个体可以没有气道高反应性；具有气道高反应性的研究对象可以不具有特应性或者不患哮喘。气道高反应性与哮喘性状的不一致性使人们猜想：气道高反应性可能是一种独立的遗传表型性状。有人在患有特应性哮喘儿童的一级亲属中测定了支气管易变性的患病率，结果表明，具有特应性表型的亲属的气道高反应性患病率为39%，而健康亲属患病率为32%。同时发现群体中过敏原皮肤试验阳性与气道高反应性之间没有直接的联系，提示这些现象为分离性状。也有研究提示，哮喘儿童呈现明显的气道高反应性，其父母的气道高反应性支持是单基因突变引起，且二者还有不同比例的不典型气道高反应性。此研究还表明气道高反应与变应原皮试阳性或血清总IgE高低无明显联系。比较患症状性哮喘与非症状性哮喘的儿童，前者父母的气道高反应性更明显，这一点支持支气管反应性可能以不完全外显的常染色体显性遗传方式遗传下来的观点，所以可能有两种因素引起气道的高反应性：（1）先天性决定的常染色体位点引起温和性的气道高反应性；（2）继发于气道过敏性炎症的获得性因素进一步增加气道的高反应性。

（三）哮喘基因研究：1.染色体11q13与高亲和性的IgE受体（FcεRIβ）：有人把哮喘基因定位于染色体11q12，13，并提出特应性传递主要是通过母系遗传。在基因组随机研究中发现，11q13与特应性有关，在英国和日本群体研究中确立了此种连锁关系。以后用11q13区域图谱证实了此候选基因的存在。IgE受体有一种变异体（亮氨酸181），这种变异体可能增加受体的信号传递能力，增加肥大细胞释放白细胞介素（IL）-4，并刺激高水平的IgE合成。新近的研究发现染色体11q13上的FcεRIβ基因可以作为特应性哮喘的候选基因［2］。IgE特异性受体也可以使哮喘易感者产生气道高反应性而不是特应性［3］。

2.染色体5q与细胞因子基因族：染色体5q31上的细胞因子基因族使得基因组的这个区域成为包含特应性基因的候选区域。在11个Amish大家系中的研究发现，血清总IgE水平与此区域相关联，即IL-4基因两个等位基因相同的同胞，其总血清IgE水平较一致，而等位基因不同的同胞，其IgE水平有较大的差异［4］。经采用同胞配对和Lod评分法对荷兰人群进行分析，发现染色体5q上有许多候选基因影响血清IgE的水平，其候选基因可能位于D5S436至D5S658附近，该区域跨过几百万个碱基对的范围，有许多候选基因，包括IL-4、IL-3、IL-5、干扰素、调节因子-1、单核-巨噬细胞克隆刺激因子的基因［5］。也可能是多种因素参与了特应质的发病机理。另有学者提出，IL-4基因调节区的多态性可能与特应性有关系［6］。应用连锁分析及同胞配对方法对日本68个家系的306位成员进行研究，结果表明，哮喘基因在染色体5q31～33上与遗传标记IL-4基因、IL-9基因及D5S393存在连锁（P=0.003，P=0.018，P=0.0077），且这些特异性位点与儿童哮喘的发病相关联［7］。

3.14q连锁与T细胞抗原受体（TCR）：研究显示14q上存在TCR位点与特异性IgE反应的连锁区域，这种连锁是在两个独立人群中发现的，并符合常染色体隐性遗传。这个区域也包括TCRδ链基因，位于α位点内，因此δ链基因可能是连锁的候选基因。虽然这种结果没有独立重复出来，但它提示TCR基因的多态性限制了机体对特异性抗原的反应能力［8］。临床研究表明，染色体14q32上的免疫球蛋白重链基因与特应性及非特应性儿童哮喘存在一定的联系［9］。

4.哮喘与人类白细胞抗原（HLA）：长期以来学者们认为，HLAⅡ类抗原（包括DP、DQ和DR）在抗原呈递过程中起关键作用，影响免疫反应的特异性，因此人们对HLAⅡ类抗原等位基因与某些特殊抗原的IgE高反应性之间的关系尤其关注，目前仅发现HLA与高纯度吸入的变应原有关，而与复杂的常见变应原无关。室尘螨DerP的特异性抗原呈递需要特异性HLA-DR和DQ基因产物［10］，AmbaV抗原呈递需要HLA-DRB1等位基因中DRB1/2.2和DRB1/2.12参与［11］。HLADQw抗原参与了屋尘螨所致的中国儿童哮喘的发病［12］，Mullarkey等［13］研究显示，DQW2表型是阿司匹林过敏性哮喘的标记物，但Perichon等［14］研究发现阿司匹林哮喘与DQ抗原无关，而与DQB1*0101等位基因相关，进一步研究发现DQB1抗原上的一个氨基酸序列的改变可直接导致哮喘发生。现在利用可靠的过敏模型进一步研究人类免疫反应的分子基础，HLA位点已经确定为特应性和哮喘发病机理的候选基因，主要是由于HLAⅡ类抗原在抗原表达和T细胞抑制中的作用。

5．哮喘的严重性与β2-肾上腺素能受体（β2-AR）基因：β2-肾上腺素能受体参与了支气管哮喘的发病。β2-肾上腺素能受体基因存在9个不同的点突变，但只有4个引起氨基酸序列的改变；需持续口服激素才能控制症状的哮喘患者75%是第16位氨基酸（核苷酸46）为甘氨酸而非精氨酸的纯合子个体。此种突变体与哮喘的严重性可能存在一定的联系，尤其与夜间哮喘联系更紧密［15］。另一个突变体是27位的谷酰胺被谷氨酸代替，它与哮喘群体的气道不显著性高反应性相关，可使β2-受体对其激动剂诱导的下调有抵抗力［16］。Ohe等［17］用BamI内切酶对4个日本家系58个成员β2-肾上腺素能受体基因的限制性片段长度多态性（RFLP）分析发现，在该人群中，存在两个等位基因多态性（2.3kb和2.1kb），无等位基因2.3kb（即为2.1kb的纯合子）的成员表现为对吸入沙丁胺醇的反应性不佳，在哮喘病例中无2.3kb等位基因的比例高。这些研究似乎表明，β2肾上腺素能受体基因的多态性在哮喘的发病中并不起主要作用，但它可能与患病个体病情的严重性有一定关系。

6.哮喘与α1-抗胰蛋白酶突变体（α1-AT）：α1-AT遗传缺陷在慢性阻塞性肺疾患中起着重要的作用。它也参与支气管哮喘中蛋白水解酶抑制剂的平衡与抗平衡过程。两个主要的等位基因（Z和S）与α1-AT缺失有关。研究表明，Z等位基因杂合缺失与类固醇依赖性哮喘紧密相关［18］，S等位基因杂合缺失与哮喘的气道高反应性存在联系［19］。

7.哮喘与α1-抗糜蛋白酶(α1-ACT)遗传缺陷：Lindmark等［20］采用病例对照研究，在瑞典人群中对172例哮喘儿童和193例儿童进行了α1-ACT遗传缺失筛查，并比较一些临床资料。结果表明，哮喘组α1-ACT杂合缺失频率为2.9%，明显高于对照组；且α1-ACT杂合缺失与非缺失患者相比，前者哮喘初发年龄早，住院次数多，放射性过敏原吸附试验阳性率高，此结论支持α1-ACT杂合缺失增加了患儿童哮喘的危险性，并在一定程度上影响儿童哮喘的严重性。我们应用同样方法在重庆市90例哮喘儿童和180例健康儿童中初步筛查α1-ACT杂合缺失，发现哮喘组α1-ACT杂合缺失频率为4.4%，明显高于对照组；与儿童哮喘发病及某些临床指标相关联，与Lindmark研究结果相一致，但引起α1-ACT杂合缺失的基因结构如何目前仍未定论。

8.其他位点及哮喘相关基因：国外学者利用常染色体上253个微卫星标记物及X染色体上的16个微卫星标记物，对澳大利亚西部80个哮喘家系进行了全基因组扫描，结果提示第4、7、13、16号染色体上也有可能存在哮喘易感基因［21］。

（四）哮喘基因研究的意义：在此，我们阐述了遗传因素在哮喘发病中的作用，基因组研究将继续检测其他的相关基因。对引起哮喘和特应性疾病的遗传变异的理解能够为儿童哮喘的临床诊断和治疗开辟广阔的途径：（1）改变免疫反应的特异性突变体的发现为基因治疗提供了靶子。但由于确定基因突变的研究费时、基因治疗的危险性及高成本，现在还不能合法地对非致死性疾病进行基因治疗。（2）用于发展特异性的药物疗法。针对引起哮喘发病的基因异常，给予相应的药物调节。例如，如果具有加强功能的IL-4变异体或者具有缺乏功能的IFN-γ变异体被确定为哮喘病因，则可以直接制造调节剂。然而，由多基因参与的免疫和炎症反应将可能造成无效或危险性。（3）用于疾病的筛查。可根据研究结果筛查出携带特应性基因者，然后通过改善环境，如避免接触烟雾、防止感染等预防哮喘发作。或根据结果提供早期诊断方法，以便及早对哮喘患儿进行干预。

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遗传学研究范文

[关键词]马方综合征；分子遗传学；基因检测；研究进展

[中图分类号]R596[文献标识码]A[文章编号]1674-4721（2016）04（c）-0015-04

RecentmoleculargeneticsresearchprogressinMarfansyndrome

LIBao-zhuSHUXiao-rongCHENRen-huaWANGJing-feng

DepartmentofCardiology，SunYat-SenMemorialHospitalofSunYat-SenUniversity，Guangzhou510120，China

[Abstract]Marfansyndrome（MFS）isanautosomaldominantlyinheritedconnectivetissuedisordercharacterizedbyocular，skeletalmanifestationsandcardiovascular.TheseverecardiovascularcomplicationsarethemainlethalfactorsinpatientswithMFS.Thestudyfoundthatoriginalfibrin（FBN）andtransforminggrowthfactorbetareceptor（TGFBR）genefamiliesarethemainmutationsinMFS.Thispaperreviewsthemainmutantgenes，detectionmethodsofmutation，correlationofgenotypeandphenotype，diagnosisandtherapyofMFSinthefuture.

[Keywords]Marfansyndrome；Moleculargenetics；Genedetection；Researchprogress

马方综合征（Marfansyndrome，MFS）亦称为先天性中胚层发育不良、蜘蛛指征、肢体细长症、Marchesani综合征，是一种以结缔组织为基本缺陷的遗传性疾病，具有基因多态性和多种临床表征，发病率为0.2‰～0.3‰。MFS主要表现为周围结缔组织营养不良、内眼疾病、骨骼异常和心血管异常[1]，病变有时也累及皮肤、肺部及硬脑脊膜等器官[2-5]，症状主要有骨骼过长，晶状体异位，主动脉瓣反流和较严重的新生儿马方综合征等。现就MFS的突变基因家族、突变基因的检测方法、基因型与表型的相关性及后续展望作如下综述。

1突变基因家族

现如今已发现8种涉及MFS的基因，共3843种基因突变体（表1）。目前，研究最多的和引起MFS发病的主要突变基因家族是原纤维蛋白（theoriginalfibrin，FBN）基因家族和转化生长因子β受体（transforminggrowthfactorbetareceptor，TGFBR）基因家族。

1.1FBN基因家族与MFS

1986年，Sakai等[6-7]发现一种作为微纤维蛋白重要组成部分的细胞外基质糖蛋白，将其命名为FBN。其在细胞外基质以聚合体形式形成微纤维蛋白，存在于骨骼、眼睛、血管壁等人体弹性和非弹性组织中。1990年，Hollister等[8]通过FBN单克隆抗体，发现了MFS患者微纤维蛋白系统的异常。1991年，Magenis等[9]应用原位杂交技术，成功定位并克隆了FBN基因，并首次检测到2例MFS患者的原纤维蛋白基因1（theoriginalfibrin1，FBN1）基因突变。

MFS患者常伴有弹性组织中无定形基质聚集和弹性纤维断裂现象，研究发现，基质原纤维蛋白-1（fibrillin-1，FBN-1）是参与这一发病机制的重要因素[6]，FBN1是最早发现、最常见且突变体最多的MFS致病基因。FBN1位于15号染色体长臂（15q15-q21.1），含有65个外显子，长230kb，转录大小为10kb的mRNA，翻译为2871个氨基酸的蛋白质（表2）[9]。

表2FBN1基因的突变类型及数量

目前为止，已发现FBN1基因突变3077种，记录于FBN1mutationsdatabate（http：//umd.be/FBN1/）。FBN1突变可发生于基因的任何区域，无明显突变热点，只有约12%的突变基因有可重现性，由此给基因筛查突变增加了难度[10]。基因分为编码区和非编码区，FBN1基因编码区突变约占总突变的80%，非编码区突变约占总突变的20%。常见编码区突变有移码突变、错义突变和无义突变，移码突变和错义突变约占编码突变的80%，无义突变约占编码突变的20%。无义突变导致的终止密码子的提前出现，使得突变转录子被一种RNA监视机制所降解，进而导致翻译的蛋白量仅为正常的50%，且翻译所得异常蛋白单体干扰正常蛋白单体的聚合[11-12]。这些无义突变可以导致MASS症状，包括近视、二尖瓣脱垂、主动脉根部膨大、骨骼皮肤异常等[13]。非编码区突变主要发生在剪接位点，保守区剪接位点突变约占20%。剪接位点突变易引起内含子内假外显子的出现、内含子保留、隐蔽剪接位点激活和外显子跳跃等剪接错误，蛋白结构域的错误和缺失会导致严重的临床病症出现[14]。

FBN1突变虽然没有区域特异性，但外显子57和65发生突变较少，外显子13、26和27发生突变较多[15]。FBN1基因突变最常见的类型是点突变，约占所有突变的73%，其中，错义突变约占59%，无义突变约占14%。FBN1的突变可引起多组织器官的病变，如心血管、颅面部、中枢神经系统、肺部、眼部、骨骼和皮肤等。

1.2TGFBR基因家族与MFS

转化生长因子-β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）家族介导的信息传递控制着细胞繁殖、分化和凋亡等多种程序。2004年，一个具有与MFS部分相似临床症状的患者，在排除FBN1和FBN2基因变异后，发现其家系中编码转化生长因子β受体2（transforminggrowthfactorβreceptor2，TGFBR2）的基因染色体发生断裂[16]。具有与MFS相似的骨骼和心血管表现，且TGFBR基因家族发生突变的综合征被称为MFS2型[17]。此类MFS具有与细胞外基质TGF-β信息传递相关的结缔组织疾病，从而导致致命的主动脉并发症。通过新型药物对MFS患者TGF-β信息传递功能进行适当调整，也许可以维持患者的健康心血管状态或者延迟致命病变[18-19]。

2突变基因的检测方法

MFS患者症状表现呈多样性，主要表现为晶状体异位、骨骼过长、主动脉瓣反流等。目前，MFS的临床诊断依然主要依据1996年制定的Ghent诊断标准，该诊断包括对骨骼、眼部和心血管三个主要系统的诊断以及皮肤、肺和硬脑脊膜等次要系统的诊断。由于MFS发病症状与年龄密切相关，有些患者婴儿和（或）儿童时期并未表现出症状，且很多患者并不符合诊断标准，因此，MFS基因诊断在辅助临床诊断方面起到至关重要的作用。MFS检出率主要受其临床诊断正确性、基因突变类型、临床基因检测方法和水平的影响。临床基因检测MFS时，通常检测FBN1基因序列的突变情况，MFS患者FBN1基因突变检出率占73%～90%。

目前，突变基因的常用检测方法有变性高效液相色谱分析（denaturinghighperformanceliquidchromatograph，DHPLC）、变性梯度凝胶电泳（denaturinggradi-entgelelectrophoresis，DGGE）、限制性片段长度多态性分析（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）、构象敏感凝胶电泳（conformationsensitivegelelectrophoresis，CSGE）、单链构象多态性分析（single-strandconformationpolymorphism，SSCP）、高分辨率溶解曲线（highresolutionmeltingcure，HRM）、多重连接探针扩增技术（multiplexligation-dependentprobeamplification，MLPA）和直接测序等。

DHPLC检测具有自动化、高通量、高灵敏度、高特异性、检测速度快和价格低廉等特点，适用于基因突变的大规模筛查，检测未知单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）可达到95%以上。DGGE法检测对各种突变特别是点突变较敏感，检测时无需标记，并且几乎可以检测出所有突变，但无法确定突变位置，DN段大小限制在100～500bp，需要专门设备检测且需要计算机对序列进行分析。RFLP法可用于证实患者的突变位点，为产前诊断提供确切诊断依据。DGGE、RFLP、CSGE和SSCP等方法的基因突变检出率为60%～90%，且检测过程相对繁琐。HRM检测无需基因序列特异性探针，不受碱基位点的局限，可以同时检出已知或未知突变与SNP，灵敏度和精确度高达100%。但是HRM需专业仪器，技术要求高，反应条件摸索费时费力。MLPA法可以用于拷贝数异常的检测。直接测序法价格相对较贵，不适合大样本基因突变筛查，但可以确定突变基因位点和类型，是突变检测的金标准。

基因cDNA序列筛查突变基因，不仅可以检测整个编码区基因突变，还可以检测基因剪接位点的突变。cDNA筛查方法检测FBN1基因突变的检出率达90%。应用CSGE、DHPLC和直接测序等方法不仅可以检测基因组DNA（genomicDNA，gDNA）中的突变基因，还可以检测导致RNA快速降解的基因。gDNA筛查方法检测FBN1基因突变的检出率达70%～93%[15]。MFS基因突变体具有多样性，作为常规检测MFS的FBN1基因外显子多、基因大、没有突变热点，给突变筛查带来难度，且突变筛查可能存在假阳性[20-21]。

3基因型与表型的相关性

由FBN1基因突变与心血管表型特征相关性可知，FBN1基因突变主要引起主动脉和二尖瓣病变，如主动脉扩张、主动脉夹层、主动脉闭锁不全、二尖瓣反流和二尖瓣脱垂等。而FBN1等位基因的完全缺失并不预示着温和表型的出现，且单倍基因剂量不足也可导致典型MFS表型[22]。研究表明，MFS患者的预后取决于疾病的临床表现和治疗，而不是简单地取决于TGFBR2突变的存在与否[23]。TGFBR2基因发生突变的MFS患者临床症状表现倾向于肢体细长和具有心血管疾病，但没有眼部病症[17]。MFS表现型复杂多变，即使同一家系同一等位基因的突变，也会出现严重程度不同的表型，因此，到目前为止，通过某一特定突变基因推测其表型还不可能。由此可见，除了突变基因，MFS患者的表型还可能受环境等其他因素的影响。

4MFS的主要致死病变及新生儿MFS

患者的致死病变主要在心血管系统，且死亡年龄与心血管病变程度有关。MFS的心血管疾病病症主要表现为二尖瓣脱垂、二尖瓣反流、主动脉根部扩张和主动脉瓣反流等，主要危及生命的心血管并发症是主动脉和主动脉夹层动脉瘤，约1/3的MFS患者有二尖瓣脱垂和（或）主动脉根部扩张的并发症[24-26]。若不提前干预治疗，病程发展快且易危及生命。

新生儿MFS病症往往表现最严重，主要包括指细长、手指屈曲性痉挛、胸部畸形、早衰面容、心脏瓣膜反流和邻近主动脉扩张等，易导致新生儿因心力衰竭致死[27-28]。FBN1基因24～32外显子突变被认为是导致新生儿MFS的主要突变基因[29]。MFS患者有正常的生育能力，因此，对家族遗传性MFS患者及家系成员进行基因检测，确定突变基因位点，对于指导患者及其家属婚育和对其后代进行产前诊断具有十分重要的意义。

5展望

MFS的发病机制尚未清晰，其基因型和表型之间的差异表明环境等因素可能影响其表型。基因组学、后基因组学、蛋白质组学和环境基因组学的研究表明，大多数疾病由基因突变和环境因素共同影响所致。因此，通过分子生物学、遗传学和生物信息学等技术的应用，从基因、蛋白、细胞、组织、器官、家系和环境等方面进行研究，利于进一步确定MFS的发病机制和遗传特征。对MFS先证者家属进行突变基因单倍型分析和基因检测，提前对MFS患者进行干预治疗，不仅可以进行提前诊断、减缓病程发展，还可以为后续基因治疗、药物靶点治疗和组织工程修复等奠定研究基础，为临床新药应用、生物疗法和基因疗法等提供科学依据。

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