医学遗传学的现代及发展趋势

摘要：医学遗传学是遗传学的一个分支，它研究人类疾病与遗传关系，即研究遗传病的发病、传递方式、诊断、治疗、预防、再发风险，尤其是预防措施，为控制遗传病在一个家庭中的发生和人群中的流行提供理论基础和实际知识。遗传学家人为:疾病是人体遗传结构控制的代谢方式与人体周围环境之间的失衡引起的。目前,遗传性疾病有单基因病、多基因病、染色体病、线粒体病、体细胞遗传病和获得性遗传病。人们普遍认为,人类所有疾病都直接或间接地与基因有关。鉴于此,使教学内容越来越显充实、广泛、科学、先进的情况下,探索未来该学科的发展是很有必要的。

关键词：医学遗传学 基因 教学

目前,对疾病的诊断主要从症状、物理学检查、血清学及生化四个方面进行,这些方法均属表型诊断。检测基因无疑是最准确、最直接的方法。同时,基因治疗不局限于治疗单基因遗传病,以恶性肿瘤、多基因病以及传染性疾病的治疗也引入基因疗法。此外,基因药物的问世又为治疗人类疾病开辟了光明的前景,医学遗传学所有这些新成就正推动着医学科学的迅速发展,使该学科成为21世纪带动医学科学发展的带头学科之一[1]。

1、医学遗传学的过去

医学遗传学是遗传学和医学互相渗透、互相结合的一门学科,也是医学科学领域中十分活跃的前沿学科。

1900年被人们重新认识的孟德尔规律，标志着现代遗传学的延生，同时也为医学遗传学的形成和发展奠定了坚实的基础，豌豆杂交试验得出的遗传规律，同时适用于人类的遗传。医学遗传学发展的第一个重要的里程碑是1902年Garrod对尿黑酸尿症、白化症、胱氨酸尿症及戊糖尿症研究后提出先天性差错导致遗传性疾病。现在证实遗传性代谢病已达数千种之多。医学遗传学发展的第二个重要的里程碑是1956年Fjio和Levan证实人体体细胞染色体数是46条，随后开创了医学细胞遗传学，目前已证实染色体病达300多种。

随着分子生物学和分子遗传学的发展,医学遗传学也获得了迅速的发展,对医学所面临的一些重大课题有了更深刻的认识。目前不仅对基因病的诊断、发病机理、治疗和预防已达到分子水平,对某些染色体病的诊断也深入到相关基因片段的水平。

2、人类基因组研究计划的实现，对医学遗传学未来的影响

基因组是指人类所有遗传信息的总和。应包括核基因组和线粒体基因组（通常指核基因组），即决定人类遗传性状的约10万个基因的总和。这张由“遗传图、物理图、转录图和序列图”组成起来的不同层次而最终为分子水平的基因组图，堪称人类的“第二张解剖图”，它将揭示决定人类生老病死以及精神、行为等性状的所有遗传信息之迷，成为人类认识自我的知识宝库，并奠定21世纪生物学、医学的进一步发展与新的飞跃的基础。

美、英、法、德、日和中国科学家于2000年6月26日同时宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。这是人类科学史上里程碑的创举，它必将引发医药领域的一场全新的革命，其意义之大完全可以与人类登月或将原子分裂成原子核和电子相媲美。“破译基因组密码的意义就如同在刚发现电的那个时代,没有人能想象出电脑、互联网一样。”

2.1 基因诊断

有人估计，今后50年诊断学将突飞猛进。在医院检验中对疾病进行诊断的传统方法将被基因诊断替代, 因为前者既费时又需昂贵的医疗设备。未来的医生将使用一种信用卡大小的基因芯，芯片上微陈列着100万个或更多的寡核苷酸或DAN样品，用以检测或确诊包括癌症在内的所有疾病、畸形和功能障碍。基因组计划的实现及由此发展起来的基因克隆新策略，将使疾病相关的基因得到克隆，迄今，以各种技术克隆的人类基因已达1000多个[2]。

2.2 基因治疗

基因治疗是指运用DNA重组技术纠正患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗之目的。体细胞基因治疗一般只改善表型,而生殖细胞的基因治疗则能根治疾病.目前通过基因转移技术治疗人类疾病，已从理论、实验、进入了实践阶段，随着“人类基因组草图”的完成及后基因组学研究的深入，基因治疗必将展现在更加诱入的前景。基因治疗有两大难题,即外源性基因如何安全导入并高效正确的表达。在下世纪,这两大难题将会迎刃而解。近年来，体细胞基因治疗在经过了10年绯徊后，有了突破性进展，1996年世界有232个基因治疗方案，其中有的已初步取得成果。其中恶性肿瘤的基因治疗远远走在了遗传病基因治疗的前面。基因治疗的新方法、新技术的不断涌现，诸如反基因技术、反义RNA技术以及“自杀基因”，多药抗药性基因在基因治疗中应用，为基因治疗开辟了又一崭新领域，给遗传病患者和肿瘤患者带来福音。在下个世纪，“没有看不好的疾病，只有修不好的基因”将成为现实。

用于医疗的基因药物有望有5-10年内问世，为利用新的基因工程手段获得成本低、活性高的基因药物开辟了一条新的途径。从转基因动物的乳汁中获得目的基因产物,不但产量高,易提纯,而且表达的产物经充分的修饰加工, 具有稳定的生物活性, 90年代，已获得成功的转基因动物有10多种如转基因牛、绵羊和猪等。生产出贵重的药物蛋白有α抗蛋白酶、乳铁蛋白、人血清蛋白、人凝血因子Ⅸ、Ⅷ、抗凝血酶 Ⅲ、胶原、血纤蛋白原。1996年10月,上海奉新动物实验场已成功培养出5头有目的基因转基因羊,其中一头于1997年9月产下一头小羊羔,其中乳汁中有活性的IX因子表达。在下个世纪，预期转基因技术将成为最具高额利润的新型产业。

2.3 遗传保健

“预防为主”是我国医疗卫生工作的基方针, 预防和控制遗传病这一方针尤其为重要。近年来，由于医学遗传学的发展与临床医学紧密结合，产生了一门新的学科--遗传学，其主要任务在于预防和控制遗传病在一些家庭内的发生和在群体中的流行。

现在,我国已有三个国家级和10几个省级遗传医学中心,有计划地开展各地区的遗传病的预防工作。 随着后基因组学研究和信息科学的发展，未来的人类可佩戴由计算机控制的健康监测仪检查身体的关键功能并能提供身体对饮食、锻炼和减压力等需求的实用信息以及为人们提供更多的有关个体容易感染某种疾病或出现其他健康问题的信息。如:一个新生儿出世时,如果届时法律允许,她(他)的父母又同意的话,就可以邻到这个孩子的基因组图。这张图将记录他的全部奥秘和隐私,如这个孩子是不是一个色盲患者,大概会多高, 会不会秃顶,发胖,还可准确地预言这孩子将会得什么病。 遗传保健可以更有针对性进行预防或推迟疾病的发生或进行症状前诊断，把疾病消灭在萌芽之中，提高防病、治病能力。

3、医学遗传学的未来

医学遗传学许多新进展如基因组印迹、动态突变、后生效应及目前医学遗传学中非常活跃的两个分支学科：发育遗传学和行为遗传学。它们都会对未来医学产生深刻的影响。

3.1 分子医学新时代的到来

人基因组工程研究取得的技术成果和资源已开始对生物医学研究和临床医

学带来新的革命,随着越来越详细的基因组图谱的绘制完成,越来越多的与疾病相关的基因被克隆,这有助于研究人员寻找如肌强直营养不良、家族性乳腺癌等遗传病有关的基因。

分子医学新时代的主要特点，不是治疗疾病的症状，而是寻找引起疾病的根本原因，医学研究人员将能够根据新的药物和免疫疗法技术，设计出新的治疗机制，避开可能引发疾病的环境条件，通过基因疗法更换有缺陷的基因。将目前包括遗传性疾病在内疾病的诊断、治疗、预防进入分子水平，使人类处于最佳的生命环境中，为人类防病治病、健康长寿作出更大的贡献。

3.2 个体化医学的兴起

个体化医学是近年来发展起来的一门学科。其兴起的基础是医学分子生物学的飞速发展，人类基因组草图的绘制。尽管人与人之间的基因差异仅约0.2% ,但是这个微小的差异，使现实生活中的人们，有着各种不同有外貌特征、性格、生理功能, 使我们的人类社会成为一个“丰富多彩”的世界；也使得不同个体间虽同患一种疾病，但临床表现不尽相同, 且每个人所处环境,生活习惯等因素的不同,其伴随疾病或共患疾病必然存在着较大的差异.同样治疗某种疾病的药物，往往对甲有效对乙无效。因此，建立个体化医学的目的就是为了更灵活、更有针对性、更恰当地选择用药。找到对某一患者最佳的治疗方案,以造福于患者,使其免遭花钱受罪的痛苦。目前,正在兴起的药物基因学以及基因组的多态性,尤其是单核苷酸多态性研究使20世纪医生的个体化治疗成为可能。总之，医学遗传学的每一进展、每一成果和每一技术都会对医学产生深远的影响并推动医学科学的发展，成为20世纪带动医学科学发展的最活跃的带头学科之一。

参考文献：

[1]罗会元.人类遗传学问题与方法[M]. 北京：人民卫生出版社1999年11月

[2]李璞.医学遗传学[M]. 北京：中国协和医科大学出版社 1995年5月□