1、,第二十一章,基因诊断与基因治疗 Genetic Diagnosis and Gene Therapy,主讲教师 刘永明,本章内容,概述 基因与疾病 第一节 基因诊断(gene diagnosis ) 第二节 基因治疗(gene therapy),教学要求,掌握基因诊断概念和特点；熟悉基因诊断的常用技术方法；了解基因诊断的应用。 掌握基因治疗的概念；了解基因治疗的基本程序和基因治疗的应用。,基因变异致病类型,内源基因的变异 基因结构突变 基因表达异常,外源基因的入侵,第 一 节 基 因 诊 断 Genetic Diagnosis,特点 针对性强 特异性强 灵敏度高 适应性强,一、基因诊断的概念
2、和特点,定义 利用现代分子生物学和分子遗传学的技术和方法，直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。,二、基因诊断常用技术方法,限制性内切酶谱分析法 DNA限制性长度多态性(restriction fragment length polymorphism, RLFP)分析 等位基因特异寡核苷酸探针(allele specific oligonucleotide, ASO),（一）核酸分子杂交技术,Mst酶切位点(GCTNAGG),5,3,正常基因,突变基因,1.15kb,1.35kb,镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析,0.2kb,1.15kb,1.35kb,正常人
3、,突变携带着,患者,镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析,放射自显影照片,RLFP分析法,甲型血友病的基因诊断（连锁分析1）,5,3,引物1,引物2,99 bp,43 bp,Bcl I,因子VIII 基因142 bp 片段,甲型血友病的基因诊断（连锁分析2）,142 bp 99 bp 43 bp,异常带,先证者,胎儿,点突变（C to T）,5,3,3,5,G,探针1,探针2,A,等位基因特异寡核苷酸探针（ASO）,（二）聚合酶链反应（PCR）,PCR/单链构象多态性分析 (single strand conformation polymorphism, SSCP) PCR产物变性后，经聚
4、丙烯酰胺凝胶电泳，正常基因和变异基因的迁移位置不同，借此可分析确定致病基因的存在。,正常人,纯合突变,杂合突变,Leber 病患者 PCR/SSCP分析,+,DNA链末端合成终止法,（三）基因测序,DNA自动测序,采用荧光替代放射性核素标记是实现DNA序列分析自动化的基础。用不同荧光分子标记四种双脱氧核苷酸，然后进行Sanger测序反应，反应产物经电泳（平板电泳或毛细管电泳）分离后，通过四种激光激发不同大小DNA片段上的荧光分子使之发射出四种不同波长荧光，检测器采集荧光信号，并依此确定DNA碱基的排列顺序。,DNA自动测序结果举例,（四）基因芯片技术,基因点突变分析,三、基因诊断的应用,遗传疾
5、病 肿瘤 感染性疾病，传染性流行病 判断个体疾病易感性 器官移植组织配型 法医学中个体识别、亲子鉴定,第 二 节 基 因 治 疗 Gene Therapy,定义 早期是指用正常的基因整合入细胞基因组，以校正和置换致病基因的一种治疗方法。,目前广义上来讲是指将某种遗传物质转移到患者细胞内，使其在体内发挥作用，以达到治疗疾病目的的方法。,一、基因治疗的概念,基因治疗的基本方法 基因矫正 (gene correction) 基因置换 (gene replacement) 基因增补 (gene augmentation) 基因失活 (gene inactivation),几种常见的基因失活技术,反义核
6、酸技术 核酶技术 三链技术 干扰RNA技术,基因治疗的其他方法：如“自杀基因”的应用，基因疫苗等,二、基因治疗的基本程序 间接体内疗法（ex vivo）,治疗性基因的选择,基因载体的选择,靶细胞的选择,基因转移,外源基因表达的筛选 利用在体中的标记基因,回输体内,病毒载体 非病毒载体,体细胞 生殖细胞,间接体内疗法 直接体内疗法,基因治疗应用的条件,单基因缺陷的疾病 仅限于体细胞的基因治疗 靶细胞可从病人机体获取、培养，并进行遗传操作后回输病人体内 治疗效果大过对病人的危害 表达水平无需严格控制即可改善疾病，并且无副作用 人体的基因治疗计划必须经过证明符合严格的安全标准,三、基因治疗的应用与展望,应用,展望,遗传性疾病、心血管疾病、肿瘤、感染性疾病、神经系统疾病,进一步寻找切实有效的基因 精密调控外源基因在人体内的表达 体细胞移植和重建的生物学研究 减少外源基因对机体的不利影响,
