1、Medical GeneticsMedical Genetics 前言前言 数量性状的多基因遗传数量性状的多基因遗传 多基因病的遗传多基因病的遗传Medical Genetics Multifactorial inheritance is responsible for the greatest number of individuals that will need special care or hospitalization because of genetic diseases.Medical Genetics常见的多基因疾病常见的多基因疾病 近视近视 高血压高血压 糖尿病糖尿病 精神
2、分裂症精神分裂症 哮喘哮喘Medical Genetics Up to 10%of newborn children will express a multifactorial disease at some time in their life.多多基因遗传病的群体患病率较高，一般在基因遗传病的群体患病率较高，一般在0.1%1%之间，之间，少数疾病可更高，少数疾病可更高，15%20%的人受多基因病所累。的人受多基因病所累。Some of these diseases occur more frequently in males.Others occur more frequently in
3、females.Environmental factors as well as genetic factors are involved.Medical GeneticsMedical Genetics 微效基因（微效基因（minor geneminor gene）人类的一些遗传性状或某些遗传病的遗传基础不是人类的一些遗传性状或某些遗传病的遗传基础不是一对主基因，而是一对主基因，而是几对基因几对基因，每一对基因对遗传性状，每一对基因对遗传性状或遗传病形成的作用是微小的。或遗传病形成的作用是微小的。Medical Genetics 多基因遗传（多基因遗传（polygenic inheritan
4、cepolygenic inheritance）性状或疾病的遗传方式取决于性状或疾病的遗传方式取决于两个以上两个以上微效基因的累微效基因的累加作用，还受环境因素的影响，加作用，还受环境因素的影响，这些性状称为这些性状称为多基因性状，多基因性状，又称为又称为数量性状数量性状或复杂性状（或复杂性状（complex diseasecomplex disease），），其遗传其遗传方式称为方式称为多基因遗传（多基因遗传（polygenic inheritance）或多因子）或多因子遗传（遗传（multifactorial inheritance，MF），），所影响的疾所影响的疾病称为病称为多基因遗传病
5、。多基因遗传病。Medical GeneticsThe multifactorial model is:(1)Several,but not an unlimited number,loci are involved in the expression of the trait.(2)There is no dominance or recessivity at each of these loci.(3)The loci act in concert in an additive fashion,each adding or detracting a small amount from th
6、e phenotype.(4)The environment interacts with the genotype to produce the final phenotype.Medical Genetics多基因遗传受环境因子的影响多基因遗传受环境因子的影响Medical Genetics 质量性状（质量性状（qualitative characterqualitative character）单基因遗传性状在群体中的变异分布是不连续的。单基因遗传性状在群体中的变异分布是不连续的。Medical Genetics 数量性状（数量性状（quantitative characterquant
7、itative character）多基因遗传性状在群体中的变异分布是连续的。如身高、血压、智商多基因遗传性状在群体中的变异分布是连续的。如身高、血压、智商Medical Genetics Consider the following:One locus for height,with three alleles.Allele h2 adds 2 inches to the average 68-inch height.Allele h0 neither adds nor subtracts from the average height of 68 inches.And allele h-s
8、ubtracts 2 inches from the average height.Suppose h0 is twice as frequent as either h2 or h-.一英寸等于一英寸等于2.54厘米厘米Medical Genetics The Punnett square for the population would be as follows:FATHERS GAMETES h22h0h-MOTHERSGAMETESh2h2,h2722(h2,h0)70h2,h-682h02(h2,h0)704(h0,h0)682(h-,h0)66h-h2,h-682(h-,h0)6
9、6h-,h-64一英寸等于一英寸等于2.54厘米厘米Medical Genetics64 66 68 70 72 Medical Genetics If a second locus,called the tall locus,or t,is also involved in height,with three alleles as above,one adding two inches,one neither adding nor subtracting from the phenotype,and one subtracting 2 inches,with the neutral alle
10、le occurring twice as frequently as the either of the others,the histogram becomes:Medical GeneticsMedical Genetics假设三对非连锁的基因控制人类身高，分别是假设三对非连锁的基因控制人类身高，分别是AA、BB、CC。这三对基因中这三对基因中A、B、C较较A、B、C对身高有增强作用，各可对身高有增强作用，各可在平均身高（在平均身高（165cm）基础上增加）基础上增加5cm，因此基因型，因此基因型AABBCC个体为高身材个体（个体为高身材个体（195cm）；）；而它们的等位基因而它们的等
11、位基因A、B、C则各在身高平均值的基础上减低则各在身高平均值的基础上减低5cm，故基因型，故基因型AABBCC个体为矮身材个体（个体为矮身材个体（135cm）Medical GeneticsAAAABBBBCCCCAAAABBBBCCCC*165 cm165 cmMedical Genetics正态分布正态分布Medical Genetics多基因性状特点多基因性状特点 数量性状数量性状 在群体中连续分布在群体中连续分布 近似正态分布近似正态分布单基因性状特点单基因性状特点 质量性状质量性状 在群体中不连续分布在群体中不连续分布Medical Genetics 多基因遗传特点多基因遗传特点：1
12、两个极端变异（纯种）个体杂交后，子两个极端变异（纯种）个体杂交后，子1代大部分为代大部分为中间型，具有一定的变异范围，是中间型，具有一定的变异范围，是环境影响环境影响的结果。的结果。3 在随机杂交的群体中，变异范围很广泛，但大多数个在随机杂交的群体中，变异范围很广泛，但大多数个体接近中间型，极端变异个体很少，近似于体接近中间型，极端变异个体很少，近似于正态分布正态分布。多基因与环境因素多基因与环境因素都起作用。都起作用。2 两个中间型子两个中间型子1代杂交后，子代杂交后，子2代大部分为中间型，代大部分为中间型，但其变异范围要比子但其变异范围要比子1代广泛，也可出现极端变异的个代广泛，也可出现极
13、端变异的个体（纯合子）；除体（纯合子）；除环境因素环境因素外，外，微效基因的分离组合微效基因的分离组合也也起作用。起作用。Medical Genetics易患性易患性 liability：在多基因遗传病中，遗传：在多基因遗传病中，遗传基础和环境因素的共同作用，决定了一个个基础和环境因素的共同作用，决定了一个个体是否易于患某种疾病的可能性，称为易患体是否易于患某种疾病的可能性，称为易患性性一、易患性与发病阈值Medical Genetics 易感性（易感性（susceptibilitysusceptibility）易感性特指由遗传因素决定的患病风险易感性特指由遗传因素决定的患病风险，仅代表个体所
14、含有的遗传因素；但在一定的环仅代表个体所含有的遗传因素；但在一定的环境条件下，易感性高低可代表易患性高低。境条件下，易感性高低可代表易患性高低。Medical Genetics群体易患性变异分布图群体易患性变异分布图 The threshold model for multifactorial traits.Below the threshold the trait is not expressed.Individuals above the threshold have the disease.Medical Genetics 发病阈值发病阈值 （thresholdthreshold）当一个
15、个体易患性高到一定限度就可能发病。当一个个体易患性高到一定限度就可能发病。这种由这种由易患性易患性所导致的多基因遗传病所导致的多基因遗传病发病最低限发病最低限度度称为发病阈值称为发病阈值。阈值代表在一定条件下患病所必需的最低阈值代表在一定条件下患病所必需的最低的易患基因的数量的易患基因的数量Medical Genetics易患性的平均值和阈值距离与患病率关易患性的平均值和阈值距离与患病率关系系 Medical Genetics 遗传度（遗传度（heritabilityheritability）易患性高低受遗传基础和环境因素双重易患性高低受遗传基础和环境因素双重影响，其中遗传基础所起作用的大小称
16、为影响，其中遗传基础所起作用的大小称为遗传遗传度（率）。度（率）。Medical Genetics唇裂唇裂 遗传度遗传度76%76%Medical Genetics精神分裂症遗传度精神分裂症遗传度 80%Medical Genetics三、多基因病遗传特点及发病风险估计三、多基因病遗传特点及发病风险估计Medical Genetics1 发病有家族聚集倾向，患病率与亲属级别有关。发病有家族聚集倾向，患病率与亲属级别有关。患者亲属的发病率高于群体发病率。患者亲属的发病率高于群体发病率。Medical GeneticsMedical Genetics随亲属级别的降低，患者亲属的发病随亲属级别的降低
17、，患者亲属的发病风险迅速降低。风险迅速降低。Medical Genetics 如何计算一级亲属患病率？如何计算一级亲属患病率？Medical Genetics当多基因病的群体发病率为当多基因病的群体发病率为0.1%1%，遗传率为，遗传率为70%80%时时，用，用Edward公式估计患者一级亲属发公式估计患者一级亲属发病风险病风险f=P例如：唇裂例如：唇裂腭裂的发病率为腭裂的发病率为0.17%，遗传率为，遗传率为76%，患者，患者一级一级亲属的发病率为亲属的发病率为f=0.0017 4%Medical Genetics患病率、遗传度与患病率、遗传度与亲属级别的关系亲属级别的关系Medical G
18、enetics发病率发病率0.17%遗传率遗传率76%一级亲属一级亲属发病率发病率 4%Medical Genetics例如例如 无脑畸形和脊柱裂的患病率为无脑畸形和脊柱裂的患病率为0.380.38，在图中横轴上查出，在图中横轴上查出0.380.38之点，之点，作一垂直线与纵轴平，已知此病的遗传度为作一垂直线与纵轴平，已知此病的遗传度为6060，从图中找出遗传度，从图中找出遗传度6060的斜线，把它和的斜线，把它和0.380.38的垂直线相交点作一横线在纵轴上的一点近于的垂直线相交点作一横线在纵轴上的一点近于4 4，即，即表明该病的一级亲属患病率表明该病的一级亲属患病率接近接近4。Medica
19、l Genetics在多基因遗传病中，当一个家庭中患病人数愈多，在多基因遗传病中，当一个家庭中患病人数愈多，则亲属再发风险愈高。则亲属再发风险愈高。Medical Genetics3 患病严重程度越重，患者亲属再病风险越高患病严重程度越重，患者亲属再病风险越高例如，一侧唇裂一侧唇裂的患者，其同胞的再发风险为2.46%；一侧唇裂并腭裂一侧唇裂并腭裂的患者，其同胞的再发风险为4.21%；双侧唇裂加腭裂双侧唇裂加腭裂的患者，其同胞的再发风险为5.74%。Medical Genetics 4 群体发病率存在性别差异时，发病率低的性群体发病率存在性别差异时，发病率低的性别的后代发病风险相对高。别的后代发
20、病风险相对高。Medical Genetics 人群的遗传易患性人群的遗传易患性发病率低，提示女性阈值高发病率低，提示女性阈值高 群体患病率较低即阈值较高的那种性别患者亲属群体患病率较低即阈值较高的那种性别患者亲属 的发病风险较高。的发病风险较高。Medical Genetics 例如人群中男性先天性幽门狭窄的患病率例如人群中男性先天性幽门狭窄的患病率高于女性，男性患病率为高于女性，男性患病率为0.50.5，女性患病率，女性患病率为为0.10.1，男性的患病率比女性高，男性的患病率比女性高5 5倍，即男性倍，即男性发病阈值低于女性。男性患者的儿子患病率是发病阈值低于女性。男性患者的儿子患病率是
21、5.55.5，女儿的患病率女儿的患病率2.42.4。如为女性患者，如为女性患者，其儿子的患病率达到其儿子的患病率达到19.419.4，女儿的患病率达女儿的患病率达到到7.37.3。Medical Genetics男性患者后代男性患者后代女性患者后代女性患者后代0.5%0.1%5.5%2.4%19.4%7.3%女性患者比女性患者比男性患者带男性患者带有更多的致有更多的致病基因病基因Medical Genetics教学要求教学要求1.掌握多基因遗传、易感性、易患性、阈值、掌握多基因遗传、易感性、易患性、阈值、遗传度等概念遗传度等概念2.了解多基因遗传病的遗传度估算方法了解多基因遗传病的遗传度估算方法3.熟悉质量性状与数量性状遗传的特点熟悉质量性状与数量性状遗传的特点4.熟悉影响多基因遗传病的再发风险因素熟悉影响多基因遗传病的再发风险因素Medical GeneticsThank you!
