遗传病的诊断

遗传病的诊断是建立遗传咨询和开展防治工作的前提。遗传病的诊断有普遍性原则，也有其特殊手段。普遍性原则与一般疾病一样，通过对病人的病史、症状、体征、实验室和其他检查建立初步诊断，然后通过临床观察和治疗，对诊断加以验证，最后确立诊断。但由于遗传病病种很多，虽然各有其特殊症状或综合征，但也有许多相似的症状和体征，因为临床医生遇到各种疾病的机会不多，诊断常感困难，故除一般诊断方法外，尚需辅以遗传学的特殊诊断手段，如染色体和性染色质的检查，特殊酶和蛋白质的生化分析，以及系谱分析、皮纹分析、携带者的检出等。
遗传病的症状和体征 症状和体征是形成初步诊断的重要线索，特殊综合征往往能提示某种遗传病，例如精神发育不全、白内障和肝硬化提示半乳糖血症；21三体型具有特殊的痴呆面容(伸舌、高颧、眼距宽、鼻梁塌陷)；蜘蛛指（趾）、四肢细长、主动脉瓣杂音，提示马凡(Marfan)综合征等。但有许多症状和体征为多种遗传病所共有，例如约有20种遗传病有短肢畸形，许多先天性代谢缺陷和染色体病有精神发育不全，所以单凭症状和体征作出初步诊断有时亦感困难。Nora和Fraser选择了157种比较常见的遗传病，将其累及主要器官或系统的症状、体征列成一览表，根据病人的症状和体征查表可得出诊断线索。如应用电子机算机，把各种遗传病的症状和体征贮存在电脑中，这样可根据病人症状和体征迅速得出一个或数个拟诊的遗传病，大大有助于确立诊断。
系谱分析 各种单基因遗传病常表现出特定的孟德尔式遗传。如从先证者入手，调查其亲属患病情况，将调查材料绘制成系谱(绘制方法及判断显性、隐性、X连锁遗传方式的标准参见“常染色体遗传”与“性连锁遗传”) 进行系谱分析，常有助于单基因病的诊断。要进行正确的系谱分析，首先必须有一个准确可靠的系谱。要注意到有些原因可影响系谱的可靠性，如
❶调查时，单凭代诉某些症状或体征作出诊断，缺乏必要的客观检查；
❷被调查对象的文化程度、精神症状、记忆能力及判断能力常影响调查结果的可靠程度；
❸涉及某些较复杂的亲属关系时(如重婚、非婚子女、养子养女、同父异母、异父同母等)，被调查者的合作与否常影响调查结果的真实性。在获得一可靠系谱后进行分析时，还应注意下列问题：
❶由于某些遗传病表现异质性，或某些显性遗传病外显不全而呈现“越代”现象，或可供分析的家庭成员过少，或某些关键性的家庭成员的资料无法获得，或由于某些遗传病迟发表现等原因，以致系谱的遗传方式不够典型；
❷由于新产生的突变基因，缺乏子代材料可供分析而得不出正确的判断；
❸判断遗传方式所根据的标志不同，则见不到明确的孟德尔遗传方式； 如在低磷酸血症以血液中磷酸浓度为标志，则符合X连锁显性遗传，如以能反映骨早期变化的X线检查为标志，则本病符合X连锁不完全显性遗传。
染色体和性染色质检查 染色体检查或称核型分析是确诊染色体病的主要方法。由于显带技术的广泛开展，已使染色体病的诊断和定位更加准确。进行核型分析的适应证各医疗单位有不同的规定，但目前一般认为需要进行核型分析的适应证患者如下：
❶出现过多个先天畸形家庭成员；
❷多发性流产的夫妇；
❸根据症状和体征疑为21三体型的小儿及其双亲；
❹X染色质和Y染色质数目异常者；
❺有明显体态异常，精神发育不全，特别是伴有先天畸形者；
❻有性腺发育不全症或先天性睾丸发育不全症和体征者；
❼原发性闭经和不育男性；
❽有两性外生殖器畸形者：
❾身材高大，性情粗暴的男性；
❿恶性血液病患者。随着技术的改进和新的染色体病的发现，可以预料，需要进行染色体检查的适应证将日益增多。性染色质(包括X染色质和Y染色质)的检查系在口颊粘膜、阴道粘膜取样，涂片，染色，进行X染色质观察； 又用盐酸喹吖因染色进行Y染色质（荧光小体）的观察，对性染色体数量畸变所致疾病的诊断有一定意义。在各种染色体疾病中所能见到的性染色质数量变化列于表1。

表1 性染色体病所见性染色质的改变

性染色体病	x染色质 Y染色质
正常男性(XY) 正常女性(XX) 性腺发育不全症(XO) XX型性腺发育不全 XY型性腺发育不全 先天性睾丸发育不全(XXY) XYY型综合征 XXYY型综合征 XXX型综合征 XXXXY型综合征 XXXXX型综合征	0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 2 1 2 2 0 3 1 4 0

生化检查 酶和蛋白质及其代谢产物的定性定量检查是确诊某些单基因病的主要手段。现在已有190种以上的酶活性异常和多种蛋白质异常可以用生化方法检出。酶和蛋白质的变型日益增多，蛋白质的变型主要靠电泳技术、肽链和氨基酸顺序分析来辨认。例如血红蛋白的变型，据1979年8月统计已达328种，大约有1/3左右表现一定的功能异常。酶的变型目前只能通过电泳速率和酶动力学来测定。酶动力学所用的指标是，底物和辅因子的利用率(单位为米氏常数——Km)、对抑制物的敏感性、对底物同类物的利用率、热稳定性、最适pH等。晚近指纹分析、色层分析、免疫学反应以及分子杂交等技术也逐渐用于鉴定酶变型。葡糖-6-磷酸脱氢酶 (G6PD)有150种以上的变型，主要是根据上述指标鉴定的。酶和蛋白质的检查主要通过血液、活检组织(肠粘膜、肝和甲状腺穿刺等) 进行。例如目前能从白细胞或红细胞测出的酶缺陷已在35种以上。例如丙酮酸激酶缺乏症仅表现在红细胞和肝细胞中，而白细胞、血小板和其他组织中虽含有同功酶，但活性正常。目前尚有相当多的单基因病无法直接测定酶或蛋白质的变化，也有些测定方法比较困难繁琐，故有时需测定酶的中间代谢产物或蛋白质的分解产物来反映。例如卟啉症可测定尿卟啉和类卟啉；苯酮尿症可测定尿中苯丙氨酸代谢产物——苯乳酸苯酮酸等。
细胞培养 细胞培养是诊断某些遗传病的重要方法，也是进行染色体检查和某些生化检查不可缺少的辅助手段。单个细胞在体外培养可以形成克隆，这样就可以使复杂的生化过程在细胞水平进行研究。例如通过成纤维细胞的培养可以鉴定35种以上的代谢缺陷。另外，还有15种以上的培养细胞显示形态学异常，可以据此诊断某些遗传病。但由于有组织特异性，不可能每种细胞都能反映各种酶缺陷。例如成纤维细胞不能用以测定苯丙氨酸羟化酶，因为此酶仅存在于肝细胞中。某些国家的研究中心已能提供50多种人类突变细胞株。这些细胞株可在体外保存若干年，这对遗传病的诊断、发生机理的研究

表2 携带者检出方法举例

检测方法	病例	遗传方式	材料	携带者表现
临床水平
症状体征	血友病	X-隐 性		部分有轻度损伤 后出血倾向，
	糖原贮积病 V型	AR(常 染色体 隐性)		部分有运动后肌 痉挛，
	β-海洋性贫 血			临床症状和贫血 较纯合体轻
细胞水平
染色体检 查	易位型21三 体型		淋巴细 胞	14/21, 21/22, 21/21等不平衡 易位
	Fanconi贫 血	AR	淋巴细 胞	染色体断裂及裂 隙轻度增加
细胞学方 法	Pelger- Hüet异常	AD(常 染色体 显性)	白细胞	69～93%中性粒 细胞核呈双叶或 眼镜状，圆形核 在40%以下
	镰形细胞贫 血	AR	红细胞	红细胞镰变较隐 性纯合体轻
组织化学 法	G6PD缺乏 症	X-连锁 不完全 显性	红细胞	正常细胞与G6 PD缺乏红细胞 的嵌合体
	慢性肉芽肿 病	X-隐性 (?)	白细胞	四氮唑蓝试验可 见白细胞为四氮 唑蓝阳性细胞和 阴性细胞嵌合体
组织培养	Lesch-Ny- han综合征	X-隐性	成纤维 细胞	放射性次黄嘌呤 掺入皮肤成纤维 细胞量证明为嵌 合体
分子水平
酶活性测 定	苯丙酮尿症	AR	肝组织	苯丙氨基羟化酶 活性为正常型 50%
	半乳糖血症	AR	红细胞	半乳糖-1-磷酸 转尿苷酰酶活性 为正常50%
蛋白质测 定	镰形细胞贫 血	AR	红细胞	电泳HbS含量较 纯合体低
	甲型血友病	X-隐性	血浆	抗血友病球蛋白 为正常50%
分子杂交	α-海洋性贫 血	常染色 体，不完 全显性	体细胞 cDNA	α-球蛋白结构基 因数目减少
限制酶法	镰形细胞贫 血	就临床 症状而 论，为 AR	成纤维 细胞	一条β链结构基 因缺少一个识别 部位
负荷试验	组氨酸血症	AR	血液	口服L-组氨酸 后，亚胺甲基谷 氨酸排泄量比正 常低1/5～1/3
	苯丙酮尿症	AR	血液	口服或静脉注苯 丙氨酸后，血中 苯丙氨酸水平下 降较正常为慢
代谢产物 测定	胱硫醚尿症	AR	尿	胱硫醚排泄量明 显增加
	乳清酸尿症	AR	尿	尿中乳清酸轻度 增加

（续表）

检测方法	病例	遗传方式	材料	携带者表现
其他方法	家族性选择 性B12吸收 障碍	AR	血液	维生素B12吸收 率较纯合体高
	慢性肉芽肿 病	X-隐性 (?)	白细胞	白细胞杀菌力中 度降低
	NADH-高 铁血红蛋白 还原酶缺乏 症	AR	红细胞	在氧化剂作用下 产生较正常为多 的高铁血红蛋白

以及绘制人类基因图，提供了十分有利的条件。
携带者的检出 携带者系指带有隐性致病基因的杂合体，以及染色体平衡易位的个体。携带者的检出不仅对遗传病的诊断，而且对遗传咨询和防治都有积极意义。染色体平衡易位携带者的检出常用于易位型21三体型，此时，父母一方（特别是青年母亲）可为平衡易位携带者。只要检测患儿双亲核型，如为45,XX(XY),-D,-G,+t(Dq; Gq)或45,XX (XY),-G,-G,+ t(Gq;Gq)，即可诊断双亲之一为平衡易位携带者。多见于14/21易位，其次为21/22及21/21易位。
隐性致病基因杂合体的检出近年来有很大进展。各种检测方法的理论根据是基因的剂量效应，即杂合体基因的产物的剂量介于纯合体与正常个体之间，为正常个体的半量。但因机体内外环境各种因素对基因表达的影响，以及检测方法的不同 （直接测定基因产物或测定基因间接产物），并非所有杂合体都能检出，大致存在三类情况：第一类较肯定能检出杂合体，这是因为正常基因与致病基因的表达呈“全或无”形式。例如无过氧化氢酶血症1型杂合体红细胞中过氧化氢酶水平相当于正常的50%。第二类是只能检出部分杂合体，这是由于上述各种因素的影响和检测方法的选择，使测定值在正常与杂合体之间，杂合体与纯合体之间发生重叠，造成判断困难。例如G6PD缺乏症，血友病等。第三类是目前还完全不能检出杂合体，如血小板无力症等。
杂合体携带者的检测方法大致可分为：临床水平、细胞水平和分子水平三类。从临床水平，一般只能提供线索，不能准确检出，例如部分血友病基因携带者有轻度损伤后出血倾向，某些红细胞酶缺乏的杂合体有轻度贫血表现。细胞水平的检测，除细胞培养和染色体检查外，还包括细胞学、组织学和组织化学的形态学观察以及嵌合体的形态学观察。这些检测方法都各有一定价值，其中有些方法检出率甚至较生化方法为高，例如组织化学检出嵌合体的方法。分子水平的检测法可分为两类： 一类是测定基因表达的直接产物——蛋白质和酶的产量和活性。这种方法特异性较高。另一类是测定基因间接产物，例如胱硫醚尿症患者双亲尿中胱硫醚排泄量较正常人明显增高。但这类方法特异性较差，杂合体检出率不高。在某些遗传病杂合体的表现与正常人相差不显著时，还可用底物负荷法来检测。例如苯酮尿症携带者可用苯丙氨酸负荷（口服或静注）检出，即携带者苯丙氨酸浓度在血中下降较慢。现将杂合体检出方法举例如表2。
由于某些非遗传因素可以造成异常的检测结果，以及由于某些纯合体也可有较轻的表型特征，故在判定杂合体时，应将实验结果、临床表现以及系谱分析材料加以综合分析，才能作出正确判断。
产前诊断 见“产前诊断”。
皮纹分析 皮纹学可以作为诊断某些遗传病的辅助手段。皮纹包括指纹、掌纹、足底纹和掌褶纹（屈肌线），在妊娠14周便已形成，出生后不再改变。指纹可分弓型、箕型和斗型三大类(图1)。弓纹的纹线从一侧发出到另一侧；箕纹从一侧发出中途转回；斗纹呈同心圆、螺纹和各种旋转花纹。箕纹有一个三叉点，按开口方向而分为尺箕（向尺侧）和桡箕（向桡侧）二个亚型。斗纹有两个三叉点。除典型者外，还有由两个箕纹互相缠绕而成的双箕斗型纹。从花纹的中心点向三叉点作一直线，计数通过这条直线的纹线数，十指累计，称指纹线总值 (TRC值)。在食、中、环和小指基底部，有指三叉点，即三个方向来的纹线汇合点，以a,b,c,d，表示。在掌骨基底部的掌面也有一三角，称轴三叉点，以t表示。联结at和dt线则形成atd角(简称t角)。从拇指到小指的指间区分别称为1、2、3、4指间区(见图2)。在2、3、4内掌面有所谓真实花纹、即出现斗型或箕型纹。手掌掌褶线一般有远侧、近侧和纵侧三条，远侧和近侧掌褶线如相连横贯整个手掌，称为猿线，又称通贯手。足底有与指掌类似的花纹，以𧿹趾球部花纹较为重要。
遗传病特别是染色体病患者皮纹往往出现某些特定组合。例如21三体型患者指纹以尺箕为多，atd角一般在50°～60°以上(正常在40°以下)。约1/3～1/2患者为通贯手，17%患者第5指仅一道指间褶，Ⅲ指间区箕纹为正常人一倍， 大多数患者在𧿹趾球部有胫侧的弓纹(图3)。其他染色体病如18-三体、13-三体、5p-综合征，性腺

图1 指纹的三种基本类型

图2 掌纹示意图(t角)

图3 拇趾球部皮纹
1. 远端箕形纹 2. 斗形纹 3. 胫侧箕形纹 4. 腓侧箕形纹 5. 近端弓形纹 6. 腓侧弓形纹 7. 胫侧弓形纹

发育不全症，先天性睾丸发育不全等都有某些值得注意的特征性改变。不过，少数正常人也可出现某些“异常”皮纹，故皮纹(尤其是单项皮纹“异常”) 仅可作为染色体病诊断的参考。
皮纹分析还可用于识别某些影响骨胳和皮肤系统的遗传病。由于皮纹在妊娠第14周形成，故可用以估计某些先天肢体畸形形成的时间，如并指症在出现可见并指之前，已有皮纹改变，这样可供诊断上的参考，并以此追踪家庭成员。再如指（趾）关节粘连症出生时可查出皮纹改变，这对到成年才能由X线诊断的轻症病例有明显的优越性。