医学遗传学medical genetics

系以遗传学基本理论为基础与医学实践紧密结合的一门综合性的新兴的边缘科学。其任务是研究人类遗传与疾病的关系：包括遗传性疾病从亲代传给后代的特点与规律、发病原理、病理过程、诊断、治疗、预防等；同时也包括外界环境致正常生殖细胞“突变”后对其后代可发生继续传递下去的某些疾病的有关内容。医学遗传学对人类繁衍、健康有重要意义，有很多遗传疾病发病原因已阐明，并有了防治方法；妊娠期的某些检查可及时发现某些遗传性疾病，并可及时采取措施；防止近亲婚配，实行计划生育对控制某些遗传性疾病已有重大意义等等。

医学遗传学

临床医学同遗传学相结合的边缘学科。研究人类病理性状的遗传规律及物质基础，特别是遗传性疾病的发病原因、传递方式以及诊断、治疗和预防等。

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医学遗传学

临床医学与遗传学相互渗透的一门新型学科。研究人类遗传病的发生原因，基因与染色体的结构和功能，基因突变与染色体畸变的类型、机理和频率，遗传方式以及诊断、治疗和预防等。为提高人口质量，改善遗传素质，根治各种“不治之症”提供科学依据。

医学遗传学／细胞遗传学／有丝分裂／减数分裂／染色体／核型／染色体带型与显带／人类染色体命名的国际体系／孟德尔遗传定律／连锁与交换／遗传方式／常染色体遗传／性连锁遗传／限性性状与从性性状遗传／多基因遗传／染色体外遗传／基因／DNA复制／遗传信息的转录／遗传信息的转译／显性与隐性／变异／基因突变／染色体畸变／染色体多态／生化遗传学／分子病／血红蛋白病与遗传／血浆蛋白病与遗传／先天性代谢缺陷／蛋白质和酶的多态现象／内分泌与遗传／体细胞遗传学／基因定位／免疫遗传学／红细胞血型抗原的遗传／主要组织相容性复合体／免疫球蛋白与遗传／原发性免疫缺乏病与遗传／遗传性补体缺乏／遗传性吞噬功能缺乏／遗传性干细胞发育缺陷／遗传性T细胞发育缺陷／遗传性抗体缺乏／微生物遗传学／质粒／细菌代谢的遗传控制／细菌接合／细菌转化／细菌转导／药物遗传学／生态遗传学／辐射遗传学／肿瘤与遗传／行为遗传学／发生遗传学／生统遗传学／群体遗传学／基因突变率／遗传多态／选择与基因频率／遗传漂变／人口移居与基因频率／近亲结婚／遗传负荷／遗传病的诊断／产前诊断／遗传病的防治／优生学／基因工程

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医学遗传学

医学遗传学是临床医学同遗传学相互渗透形成的一门边缘学科，是研究人类遗传病的发病原因，基因和染色体的结构和功能，基因突变与染色体畸变的类型、机理和频率，遗传病的遗传方式以及诊断、治疗、预后和预防等。
随着医学科学的发展，原先严重威胁人类生命的一些烈性传染病如鼠疫、天花和霍乱等已得到控制，发病率已大大下降； 与之成对照的是遗传病在发病中所占地位日益突出，目前已发现按孟德尔式遗传的人类性状和遗传病将近三千种，估计每一百个新生婴儿中有3～10人患各种遗传病。因此，研究遗传病已成为医学上的一个重要课题。
遗传病是指由于生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量、结构或功能上发生改变，从而使由此发育成的个体罹患疾病； 这不同于胎儿在母体里受感染所引起的一般非遗传性先天性疾病； 也不同于单纯由某个相同环境因子所引起的一般非遗传性家族性疾病。
遗传病主要分为基因病和染色体病。基因病是由于基因数量上、质量上或作用上的改变所引起，根据发生突变的基因数目又分为单基因病和多基因病两类： 单基因病起源于一个或一对基因的改变； 多基因病起源于多对基因的累积作用，以及某些环境因素的影响，故又称多因子病。染色体病分两大类： 染色体数目异常和染色体结构畸变。
发展简史 关于人类疾病的遗传概念已有五百多年历史，那时Talmud提到血友病的遗传。可是，比较系统地研究人类一些异常性状（包括疾病）的遗传还只是十八世纪以后的事情。十八世纪中期，法国Morean de Maup-ertuis对多指和毛发缺乏色素（白化病）作了家系调查，指出这两种性状的遗传方式不同，而且父母双方对其子代的作用是相等的。1814年，Josef Adams发表了《论临床所见疾病的遗传可能性》，这是近代有关遗传病的最早一篇系统论述，内容涉及了先天性疾病、家族性疾病同遗传病之间的差别，遗传病同发病年龄、环境促发因子、近亲结婚之间的关系等，全面触及了遗传病的一些基本问题；尽管那时还没有揭示出遗传规律，但已逻辑地推论到遗传学的一些基本原理。这标志着医学遗传学的发韧阶段。现代医学遗传学的发展同现代遗传学新理论、新技术的出现紧密联系在一起。现从生化技术的发展、染色体的研究和基因工程三个方面说明其发展情况。
医学遗传学与生化技术 先天性代谢缺陷是医学遗传学研究的一个重要方面，也是最早进行实验研究的遗传病。1899年，英国Garrod发表了有关尿黑酸尿病的论文，此后又比较深入地研究了尿黑酸尿病、白化病、胱氨酸尿症和戊糖尿症。1908年他在《先天性代谢缺陷》一书中提出了一个概念： 某些终身不愈的疾病的病因，在于支配某一代谢步骤的酶活力的降低或丧失。他观察到尿黑酸尿病患者的尿里含有大量尿黑酸，正常人却没有；而且呈家族性分布，往往同胞中有一人或几人患病，他们的父母正常，但通常是近亲结婚。他用孟德尔式的隐性遗传规律来说明这种病的遗传方式。Garrod还推测患者体内的尿黑酸是酪氨酸的降解产物，由于不能进一步氧化而积累起来。他还指出，白化病患者的病因是由于不能生成黑色素，胱氨酸尿症患者尿里排出大量胱氨酸，自发性戊糖尿症患者尿里出现戊糖，都是代谢障碍造成某些代谢产物积累的结果。这就确定了先天性代谢缺陷同遗传之间的关系，从生化代谢来研究遗传病的发病机理。因此，一般认为Garrod是先天性代谢缺陷的医学遗传学研究的创始人。
孟德尔定律的重新发现，推动了遗传学中包括疾病在内的各种生物学性状的分析。1924年，Bernstein研究ABO血型的遗传规律，提出了三等位基因学说，奠定了免疫遗传学研究的基础。三十年来，生化实验技术和分析方法的进展，提高了遗传病的临床诊断水平。例如，层析法检查小便，很容易查出异常代谢的产物；电泳技术可检出异常的血红蛋白分子；Smithies创立的淀粉凝胶电泳，可以方便地研究包括酶在内的血清蛋白和细胞蛋白质的结构异常。这样，医学遗传学在理论和实际应用两个方面，都向前跨进了一大步。
在理论上，阐明了基因同性状之间的关系。例如，Pauling等在研究镰形细胞贫血症时发现患者有一种异常的血红蛋白分子HbS，它的电泳性质不同于正常的血红蛋白分子HbA，两者的静电荷有差别。这种病的携带者同时出现HbA和HbS两种分子，比例为60:40，接近于1:1。因而，他认为这种病是由于血红蛋白分子结构出现异常造成的，提出了“分子病”概念。Neel和Beet进一步指出，这种“分子病”以一对简单的孟德尔因子遗传，杂合体同时带有正常的和突变的等位基因，所以同时出现两种血红蛋白分子。1956年，生物化学家Ingram创立了“指纹法”，查明由于HbA中带有游离羧基的谷氨酸为中性的缬氨酸残基所取代，从而出现HbS。这样，“分子病”概念得到确切的实验证据。
在实际应用方面，开辟了治疗某些遗传病的有效途径。苯丙酮尿症的治疗，是医学遗传学在实际应用方面取得重大进展的一个标志。1934年，Folling查出患者的尿里含有过量苯丙酮酸。1953年，Bickel等提出控制新生儿的营养，可有效地防止苯丙酮尿症的发展并收到治疗效果。
六十年代，Guthrie等发展了检查血液中苯丙氨酸浓度的简易方法，为在新生儿中大规模开展普查遗传病创造了条件。例如普查苯丙酮尿症，可有效地防止和减少精神发育障碍。遗传病的普查不仅可以改善后代的遗传素质，而且还可以减轻因遗传病患者出生给家庭和社会造成的经济上和精神上的负担。随着遗传病普查工作的开展，群体遗传学与医学遗传学逐渐结合起来。以后，对包括肿瘤在内的各种遗传病发病率的地区分布、人种差别、发病年龄、遗传因素和环境因素的相对重要性等方面进行广泛的调查分析，进一步了解了所要研究的基因在群体里的分布及其动力学，逐渐形成了一个新的分科——遗传流行病学。
医学遗传学与染色体研究 五十年代以前，由于技术和方法上的限制，人类染色体的研究进展缓慢，曾错误地认为人体二倍体染色体数目为48。直到1956年，Tjio、Levan 用入胚肺组织培养细胞进行分析观察，才正确地确定人体二倍体细胞的染色体数目为46。同年，Ford和Hamerton研究人的精原细胞有丝分裂中期的染色体，证实了上述结果。由于正确确定正常人体细胞的染色体数目，以及细胞培养和制片技术上的一些突破，促进了染色体研究的普遍开展。1953年，徐道觉采用低渗处理分裂细胞，使细胞胀大，染色体分散，便于观察计数； 1956年，Tjio用秋水仙素处理分裂中期细胞，破坏了有丝分裂期的纺锤丝，阻滞细胞进入分裂后期，从而获得较多的分裂中期；1960年，Nowell等用植物凝集素(PHA)刺激体外培养的人体淋巴细胞，使之进入有丝分裂； 同年，Moorhead等建立人体外周血体外培养和染色体制片等一套比较完整的技术。这样，就可采用比较简便的方法，在离体培养的外周血样本中研究染色体的形态、结构和数目
染色体异常的病症报道始于1959年，Lejeune在21三体型先天愚型(Down综合征)患者的体细胞里找到47条染色体，其中有三条21号染色体，比正常人多一条。这是先天性疾病与染色体异常有关的第一篇报道。次年，又相继发现了两种常见的先天性异常，即Klinefelter综合征和Turner综合征，患者的性染色体数目出现异常：前者多一条X染色体，核型为47,XXY; 后者少一条X染色体，核型为45,X。1960年，美国费城小组在慢性粒细胞性白血病患者的细胞里，第一次发现了特定的染色体结构上的改变，叫做Ph′染色体，这是最早报道的一种标记染色体。由此，医学遗传学开辟了一个新领域，从染色体异常的角度来研究各种先天性疾病、性别分化异常以及肿瘤同遗传之间的关系。
1970年Caspersson发表了人类显带染色体论文，根据各条染色体及其各个区段的特殊带型，可以更精确地鉴定每一条染色体及其各个区段，为测定各种基因在特定染色体上的特定位置（即基因定位）和查明各种染色体畸变类型，提供了有利标志。
组织培养技术进一步推广应用于孕妇羊水细胞和绒毛膜细胞的培养，结合生化分析和染色体观察，由此发展出遗传病的产前诊断，胎儿的性别鉴定。产前诊断与遗传病普查、隐性基因杂合体检出以及遗传咨询等相结合，使医学遗传学从诊断、治疗进入到减少和防止遗传病患者出生的预防阶段。
医学遗传学与基因工程 七十年代以来，基因工程的实验技术给治疗遗传病带来了新的概念和方法，开始了矫正基因缺陷、根治遗传病的探索。1975年，有人曾以兔乳头瘤病毒感染精氨酸血症患者，试图让病毒DNA中的精氨酸分解酶基因进入人体细胞，使基因表达产生精氨酸分解酶，从而降低患者血液中的精氨酸。这样治疗8个月后，患者血液中的精氨酸含量虽未下降，但是体外培养中的患者成纤维细胞精氨酸酶的活性却有所增高。这是以基因工程根治遗传病的第一次尝试。1978年，用DNA限制性内切酶切割从羊水细胞抽提出来的DNA，然后用带放射性标记的探针进行分子杂交，可以鉴定胎儿是否为镰形细胞贫血症患者或是杂合体，在分子水平上进行产前诊断。
“基因疗法”目前还只是处于探索阶段。
日益扩大的医学遗传学领域 当前，遗传学发展迅猛，新的分支学科不断出现。以遗传学基本原理和方法论为基础的人类遗传学和医学遗传学，也必然结合遗传学各个分支学科而扩大其研究对象，开辟新的领域，如生化遗传学、细胞遗传学和基因工程以及相关的免疫遗传学、群体遗传学、遗传流行病学等。此外，本卷还介绍内分泌、肿瘤等与遗传之间的关系，并结合发生遗传学、行为遗传学、体细胞遗传学、辐射遗传学、药物遗传学和生态遗传学等基本原理和方法，介绍了有关遗传病的发生、发展规律和诊断、防治方法。
我国医学遗传学研究简介 四十到五十年代，我国一些学者进行了某些遗传病的调查研究，例如ABO血型、红绿色盲等的普查，在临床实践中也报道了一些遗传病，例如先天性代谢缺陷病、先天性畸形等。六十年代，我国遗传学者采用新染色体技术，绘制中国人核型模式图，查明多种染色体病与染色体畸变之间的关系。同时，也进行了一些先天性代谢缺陷的生化测定，其中以G6PD缺陷为主。在七十年代，又采用染色体显带技术，进一步促进人类细胞遗传学和医学遗传学的发展。1978年中国遗传学会成立，特别是1979年人类、医学遗传学专业委员会成立，总结了近年来在全国范围内普遍开展的医学遗传学研究工作，设立了八个专题协作组，分别担任临床遗传学、群体遗传学、染色体病、先天性代谢缺陷、血红蛋白病、辐射遗传、产前诊断以及避孕药遗传效应等的调查研究，并定期组织交流，互相促进。
任务和展望
提高人口质量，改善遗传素质 我国人口总数居世界各国首位。人口数量问题已引起广泛重视，正积极开展计划生育以控制人口增长。可是，人口质量问题的重要性也应予充分注意。目前，由于我国医疗条件较差，科学文化知识不够普及；某些地方交通不发达，群体隔离情况比较严重；近亲结婚等不良习俗的影响；遗传病患者未能及时确诊，有的仍然结婚生育，留下后代，遗传病的发病率一般较高。某些地区严重的遗传缺陷患者，如痴呆、地方性呆小症和精神分裂症等发病集中。此外，由于环境污染，使先天性疾病和恶性肿瘤的发病率不断上升。所有这一切，都意味着我们后代中各种有害基因的频率增加。因此，医学遗传学面临着逐步提高我国各族人民的智力、体力和平均寿命，减少各种遗传病发病率的紧迫任务。产前诊断和早期流产可减少患儿出生，从而减少群体中有害基因的频率。重组DNA技术的发展，展示了从基因水平上取代或修复缺陷基因的前景。
另外，人类的人工授精、“试管胎儿”在国外已经实现，人的“无性繁殖”也不无可能。因此，通过修饰出生前后的个体发育，或通过改造环境，以提高人口质量，使之成为在智力和体力上“更好的”个体，也是医学遗传学的长远目标。
根治各种“不治之症” 体细胞遗传学的进展有可能在几十年内，把人类基因组中大约十万个结构基因中的大部分，定位在23对染色体上。分子遗传学对真核生物的染色质结构和功能的认识，DNA重组技术的发展，意味着在胚胎发生、细胞分化、基因调控和个体发育等方面将会有重大突破。这样，医学遗传学将有可能解决严重威胁人类生命的癌症等顽症痼疾。免疫遗传学同外科手术的发展，提供了移植人体器官的可能性。不难想象，医学科学和优生学的进展，将有可能大大延长人类寿命，逐渐改变人口的年龄组成，对社会的各个方面都将产生深远的影响。