延安大学：《生物化学 Biochemistry》精品课程教学资源（课件讲稿）第二十五章 基因诊断与基因治疗 Gene Diagnosis and Gene Therapy

第二十五章 基因断和基因治疗 Gene Diagnosis and Gene Therapy

目录 第二十五章 基因诊断和基因治疗 Gene Diagnosis and Gene Therapy

第一节 基因断 Gene Diagnosis

目录 第一节 基 因 诊 断 Gene Diagnosis

基因诊断的定义: 是指利用分子生物学技术和方法直接检 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。 基因诊断的优势 ①可在源头上识别基因正常与否,属于“病因诊断” ②针对特定基因,特异性强 ③所用的PCR等技术具有放大效应,故灵敏度高 ④适用性强,诊断范围广

目录 基因诊断的优势： ① 可在源头上识别基因正常与否，属于“病因诊断” ② 针对特定基因，特异性强 ③ 所用的PCR等技术具有放大效应，故灵敏度高 ④ 适用性强，诊断范围广 是指利用分子生物学技术和方法直接检 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。 基因诊断的定义：

1、基因诊断的主要对象和样品来源 对象: 主要是DNA分子,涉及到功能分析时,还可 定量检测RNA(主要是mRNA)和蛋白质等 分子 样品来源: 临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织 块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液和尿液

目录 1、基因诊断的主要对象和样品来源 主要是DNA分子，涉及到功能分析时，还可 定量检测RNA（主要是mRNA）和蛋白质等 分子。 临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织 块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液和尿液 等。 对象： 样品来源：

二、基因诊断技术 基因分型 定性分析 检测基因突变 分类 定量分析「测定基因拷贝数 测定基因表达产物量 基本流程: 核酸抽提一目的序列的扩增一分子杂交一→信号检测 核酸分子杂交 基因诊断的基础DNA序列分析技术 几种技术联合使用

目录 二、基因诊断技术 分类 定性分析 定量分析 基因分型 检测基因突变 测定基因拷贝数 测定基因表达产物量 基本流程： 基因诊断的基础 核酸抽提 目的序列的扩增 分子杂交 信号检测 核酸分子杂交 DNA序列分析技术 几种技术联合使用

(一)基因缺失或插入的诊断 1.DNA印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型,并可获得 基因缺失或插入片段大小等信息。DNA印迹一般可以 显示50bp~20kbp的DNA片段,片段大小的信息是 该技术诊断基因缺陷的重要依据 2.PCR法 裂口PCR(gap-PCR),简便灵敏而更适用于临 床诊断。该方法的思路是:设计并合成一组序列上跨 越突变(缺失或插入)断裂点的引物,从扩增片段的 大小直接判断是否存在缺失或插入突变

目录 （一）基因缺失或插入的诊断 1．DNA印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得 基因缺失或插入片段大小等信息。DNA印迹一般可以 显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是 该技术诊断基因缺陷的重要依据。 2．PCR法 裂口PCR（gap-PCR），简便灵敏而更适用于临 床诊断。该方法的思路是：设计并合成一组序列上跨 越突变（缺失或插入）断裂点的引物，从扩增片段的 大小直接判断是否存在缺失或插入突变

(二)基因点突变的诊断 1.等位基因特异性寡核苷酸分子杂交 GCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGA 正常了量量是 检测点突变的有基因组 CGGGACACCCCGT TCCACTTGCACCT 效技术是等位基DNA GCCCTGTGGGGCTAGGTGAACGTGGA 因特异性寡核苷 突变播】 CGGGACACCCCGA TCCACTTGCACCT 酸( allele specific oligonucleotide GTGGGGCAAGGTGAAC GTGGGGC TAGGTGAAC ASO)分子杂交 正常探针 突变探针 C

目录 （二）基因点突变的诊断 1．等位基因特异性寡核苷酸分子杂交 检测点突变的有 效技术是等位基 因特异性寡核苷 酸（allele specific oligonucleotide ， ASO）分子杂交

2.反向点杂交 反向点杂交( reverse dot blot,RDB)是改进的 ASO技术。一次检测可以同时筛查多种突变,大大提 高了基因诊断效率。 3.变性高效液相色谱 DHPLO技术的基本原理是利用待测样品DNA在 PCR扩增过程的单链产物可以随机与互补链相结合而 形成双链的特性,依据最终产物中是否出现异源双链 来判断待测样品中是否存在点突变 4.DNA序列分析 用于基因突变类型已经明确的遗传病的诊断及产前诊断

目录 2．反向点杂交 反向点杂交（reverse dot blot，RDB）是改进的 ASO技术。一次检测可以同时筛查多种突变，大大提 高了基因诊断效率 。 3．变性高效液相色谱 DHPLC技术的基本原理是利用待测样品DNA在 PCR扩增过程的单链产物可以随机与互补链相结合而 形成双链的特性，依据最终产物中是否出现异源双链 来判断待测样品中是否存在点突变。 4．DNA序列分析 用于基因突变类型已经明确的遗传病的诊断及产前诊断

基因诊断的医学应用 (一)遗传性疾病诊断和风险预泱 基因诊断目前可用于遗传筛查和产前诊断 我国部分代表性常见单基因遗传病基因诊断 疾病 致病基因突变类型 诊断方法 α地中海贫血α珠蛋白 缺失为主 Gap-PCR、DNA杂交、 DHPLC β地中海贫血β珠蛋白 点突变为主反向点杂交、 DHPLC 甲型血友病凝血因子Ⅷ点突变为主 PCR-RFLP 乙型血友病凝血因子Ⅸ点突变、缺失等 PCR-STR连锁分析 苯丙酮尿症苯丙氨酸羟化酶点突变 PCR-STR连锁分析、ASO分 子杂交 马凡综合症原纤蛋白 点突变、缺失 PCR-VNTR连锁分析、 DHPLC

目录 三、基因诊断的医学应用 （一）遗传性疾病诊断和风险预测 基因诊断目前可用于遗传筛查和产前诊断。 疾病 致病基因 突变类型 诊断方法 α地中海贫血 α珠蛋白 缺失为主 Gap-PCR、DNA杂交、 DHPLC β地中海贫血 β珠蛋白 点突变为主 反向点杂交、DHPLC 甲型血友病 凝血因子Ⅷ 点突变为主 PCR-RFLP 乙型血友病 凝血因子Ⅸ 点突变、缺失等 PCR-STR连锁分析 苯丙酮尿症 苯丙氨酸羟化酶 点突变 PCR-STR连锁分析、ASO分 子杂交 马凡综合症 原纤蛋白 点突变、缺失 PCR-VNTR连锁分析、 DHPLC 我国部分代表性常见单基因遗传病基因诊断

(二)多基因常见病的预测性诊断 预测性诊断可为被测者提供某些疾病发生风险的评估意见 (三)传染病病原体检测 适用情况 ①病原微生物的现场快速检测,确定感染源; ②病毒或致病菌的快速分型,明确致病性或药物敏感 性 ③需要复杂分离培养条件,或目前尚不能体外培养的 病原微生物的鉴定

目录 （二）多基因常见病的预测性诊断 预测性诊断可为被测者提供某些疾病发生风险的评估意见。 （三）传染病病原体检测 适用情况 ① 病原微生物的现场快速检测，确定感染源； ② 病毒或致病菌的快速分型，明确致病性或药物敏感 性； ③ 需要复杂分离培养条件，或目前尚不能体外培养的 病原微生物的鉴定