遗传病的遗传模式

原创 顾世立 上海儿童医学中心内分泌遗传代谢

遗传病的遗传模式

儿/童/内/分/泌/系/列/科/普

在上一期的文章中，

我们已经介绍了遗传病的几大分类，

那么这些遗传病是按照怎样的方式遗传的呢？

我们将按遗传病的分类一一为大家介绍。

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一、单基因遗传病

这是由一对等位基因控制而发生的遗传性疾病，其遗传遵循孟德尔定律，也称为孟德尔遗传病，包括了五种遗传方式，分别是常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁显性遗传、X连锁隐性遗传、Y连锁遗传。

1. 常染色体显性遗传

（Autosomal dominant，AD）

人共有23对染色体，而前22对为常染色体，在一对同源常染色体上，出现一个显性和一个隐性基因（杂合）或两个都为显性基因（纯合），称为常染色体显性遗传，男性和女性遗传概率均等，表现也相同。这类常见的疾病有亨廷顿病、家族性地中海热、马方综合症等。

在实际临床中，许多常染色体显性突变是“新发突变”，即在家族中是首次出现，而不是遗传自父母中任何一方，但患者将变异传递给子女时也遵循上述遗传模式，杂合子亲代（即下图中的Dd）在每次妊娠中将该变异传递给子代的几率为50%。

（图源：UpToDate，图中黑色大D为显性基因，白色小d为隐性基因）

2. 常染色体隐性遗传

（Autosomal recessive，AR）

若一对等位基因位于常染色体上，且均为隐性基因（纯合），则称为常染色体隐性遗传，在遗传上没有性别差异，男女概率均等，表现也相同，患病的后代通常是从父母双方分别遗传一个有害的等位基因（即下图的小r基因）。常染色体隐性遗传病在杂合个体中（下图的Rr）无表现，仅为携带者，但有50%的概率将变异遗传给孩子，所以当父母均为杂合时，孩子患病的概率为25%。这类常见的疾病有镰状细胞贫血症、β地中海贫血、苯丙酮尿症等。

（图源：UpToDate，黑色大R为显性基因，白色小r为隐性基因，孩子为rr的概率是25%）

3. X连锁显性遗传

（X-linked dominant，XLD）

人类第23对染色体为性染色体，这一类遗传方式的致病基因位于X染色体上，带有致病基因的女性杂合子即可发病（下图左）。由于女性（XX）有2条X染色体，为XX，其中任何一条X染色体上存在致病基因都会发病，而男性只有一条X染色体，所以女性发病率为男性的2倍。男性患者（XY）的X染色体只能从母亲传来，将来只能传给女儿（下图右），这种传递方式也称为交叉传递。常见的X连锁显性遗传病包括Alport综合征、小眼畸形、X连锁低磷性佝偻病等。

X连锁显性遗传的特点有：

a）人群中女性患者数目多于男性患者，约为其2倍，但病情通常较轻

b）患者双亲中一方患病，如双亲无病，则来源于新发突变

c）男性患者的女儿全部为患者，儿子全部正常；女性杂合子患者的子女中均各有50%的发病可能

d）家族中常可见到连续传递现象

（图源：Wikipedia，X-linked dominant inheritance）

4. X连锁隐性遗传

（X-linked recessive，XLR）

如果决定一种遗传病的致病基因位于X染色体上，并且为隐性基因，称为X连锁隐性遗传。带有致病基因的女性杂合子不发病，与正常男性之间的婚配，儿子有50%的概率受累，女儿不发病，但50%为携带者（下图左）。男性患者与正常女性（即2条X染色体均正常）之间的婚配，所有子女均不会发病，但因为父亲的X染色体必然会传给女儿，所以女儿均为杂合子携带者（下图右）。常见的疾病包括血友病B、G6PD缺乏症、杜氏肌营养不良等。

X连锁隐性遗传的特点有：

（1）人群中男性患者远多于女性。

（2）双亲无病时，儿子有50%可能发病，女儿则不发病，这是因为母亲为携带者。若母亲不携带致病基因，则来源于新生突变。

（3）男性患者的兄弟、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙也可能发病。

（4）家系中常有几代女性携带、男性发病的情况，其中如有女性患者，她的父亲一定是患者，母亲一定是携带者。

(图源：Wikipedia，X-linked recessive inheritance）

5. Y连锁遗传

（Y-linked inheritance）

如果决定某种形状或疾病的基因位于Y染色体，称为Y连锁遗传。因为只有男性具有Y染色体，这些基因将由父亲传给儿子，儿子传给孙子，又称为全男性遗传，如外耳道多毛症。

（图源：Wikipedia，Y linkage）

6.共显性

（Codominance）

同一对等位基因，彼此没有显性和隐性的区别，杂合子能将两种性状都表达出来，称为共显性，如人类的ABO血型。

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二、多基因遗传

人类绝大多数表型性状是由环境和遗传因素共同决定的，如肤色、身高、体重等，同样地，人类许多常见病如糖尿病、高血压、冠心病等也是由环境和遗传共同决定。和上文提到的单基因疾病相比，这些疾病的发病率更高，往往受多个基因调控，遗传方式不遵循孟德尔定律，为多基因遗传或多因子遗传，大部分具有家族聚集的特征，也就是患者亲属的发病风险高于普通人，约为0.5%-1%。环境因素对性状的表现程度影响更大。

多基因疾病多为常见病，人群中发病率为15%-20%，表型取决于多个基因的共同作用，其中可能存在显、隐性关系，但显隐并没有明确的区分，多对基因作用累积后可形成一个明显的效应。但是，多基因遗传病和单基因遗传病是人为划分的，例如糖尿病既有单基因造成的，也有多基因影响所形成，并无绝对性。

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三、线粒体病

线粒体位于细胞质内，为我们机体提供生命活动必须的能量，其基质中含有线粒体DNA（mtDNA），独立于核基因组外，可独立进行复制、转录和翻译，线粒体DNA的突变是许多疾病的基础。

精子中只有很少的线粒体，几乎不进入受精卵，因此受精卵中的线粒体DNA几乎全来自卵子，所以线粒体遗传病也不符合孟德尔遗传，表现为母系遗传，母亲将mtDNA传递给子女，且只有女儿能将其mtDNA传给下一代。线粒体病还存在阈值效应，只有当突变的mtDNA到达一定数量时，才引起组织器官的功能异常。

这一类疾病包括MELAS综合征、MERRF综合征等。

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四、染色体异常

染色体畸变是体细胞或生殖细胞内染色体发生的异常改变，可分为数目畸变和结构畸变，导致的结果是遗传物质改变，引起染色体异常综合征或染色体病。在新生儿中染色体异常的发生率为0.7%，在自发流产胎儿中约为50%。

染色体的改变可以自发产生，称为自发畸变，也可通过物理、化学、生物作用诱发，称为诱发畸变，还可由父母遗传而来。当母亲年龄增大时，生育21三体综合征患儿的危险性就越高。大多数染色体病患者的父母的染色体和表型均正常，病因是因为父母的生殖细胞或受精卵早期分裂过程中新发生染色体畸变，因此患者常呈散发性，无家族史。部分有畸变染色体但表型正常的父母也有可能将畸变染色体传给子女，导致子女患病。

常见的染色体遗传病有21三体综合征、Tunner综合征、克氏综合征等。

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