[科普中國]-生理多態(tài)現(xiàn)象

生理多態(tài)性指同在一個(gè)生物群體，各個(gè)體之間存在的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生化學(xué)的差異，并非所有多態(tài)性都是可以遺傳的。

定義多態(tài)性是廣義的多態(tài)性指多種表現(xiàn)形式。“多態(tài)性” 一詞最早用于 生物學(xué)，生物群體中，同基因組存在2個(gè)或2個(gè)以上等位基 因（頻率>0.01)的現(xiàn)象稱為遺傳多態(tài)性。遺傳多態(tài)性的形成機(jī)制是基因突變。遺傳多 態(tài)性類型很多，從個(gè)體的整體到細(xì)胞、再到蛋白質(zhì)、基因水平均存在著遺傳多態(tài)性。

多態(tài)性包括：表型多態(tài)性、染色體多態(tài)性、蛋白質(zhì)多 態(tài)性、酶多態(tài)性、抗原多態(tài)性及DNA多態(tài)性。法醫(yī)物證鑒定主要是通過對蛋白質(zhì)多態(tài)性、酶多態(tài)性、抗原多態(tài)性和DNA多態(tài)性 的分析解決司法實(shí)踐中的個(gè)人識別和親權(quán)鑒 定的問題。1

生物多態(tài)性生物多態(tài)性是指地球上所有生物，從食物鏈系統(tǒng)、物種水平、群體水平、個(gè)體水平、組織和細(xì)胞水平、分子水平、基因水平等層次上體現(xiàn)出的形態(tài)（morphism）和狀態(tài)（state）的多樣性。

生物多態(tài)性（organism polymorphism）又稱生物多樣性（life diversity），包括生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性。其中遺傳多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)和核心，是生物多樣性的內(nèi)在形式。又由于基因是生物遺傳信息的載體，所以遺傳多樣性的本質(zhì)是基因多樣性。

從分類學(xué)角度考慮，許多物種包含著豐富的亞種多型分化，即該物種具有多種地理或生態(tài)群體。例如西方蜜蜂Apismellifera 的原產(chǎn)地———非洲、歐洲、亞洲中部和西部的生態(tài)系統(tǒng)多樣性豐富，經(jīng)過長期繁衍進(jìn)化，各地蜜蜂已形成了適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的特殊亞種或生態(tài)型。一定意義上講，一個(gè)物種包含成千上萬的個(gè)體，就具有一個(gè)獨(dú)特的基因多樣性。

遺傳多態(tài)性編輯

遺傳多態(tài)性（genetic polymorphism）又稱遺傳多樣性（genetic diversity），泛指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和，包含種內(nèi)或種間表現(xiàn)于分子、細(xì)胞、個(gè)體和群體四個(gè)水平的遺傳變異程度。遺傳多態(tài)性特指種內(nèi)不同群體間、群體內(nèi)不同個(gè)體間的多態(tài)現(xiàn)象，是特定物種保持其進(jìn)化潛能的基本條件，與生物多樣性的形成、消失和發(fā)展息息相關(guān)。

產(chǎn)生用分子生物學(xué)的術(shù)語來定義，遺傳多態(tài)性就是一種孟德爾單基因性狀，在同一正常群體中的同一基因位點(diǎn)上具有多種等位基因引起，并在環(huán)境影響下，由此導(dǎo)致生物機(jī)體遺傳結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的多種物理表現(xiàn)和可見性狀。

自然選擇是造成遺傳多態(tài)性的主要原因。多態(tài)現(xiàn)象的遺傳機(jī)制的研究有助于對生物進(jìn)化過程的了解。影響遺傳多態(tài)性的因素很多，主要可以分為自然因素和人為因素。

度量遺傳多態(tài)性現(xiàn)象是指同一生物群體中，兩種或兩種以上變異類型或基因型并存的現(xiàn)象。一般認(rèn)為每種變異型的頻率超過1%即可定為多態(tài)現(xiàn)象，不足1%的稱為罕見變異型。

由于生物的遺傳多態(tài)性是通過多方面表現(xiàn)的，對遺傳多態(tài)性應(yīng)該進(jìn)行多角度的綜合評價(jià)，避免應(yīng)用單一方法進(jìn)行研究。形態(tài)學(xué)研究具有檢測直觀、相關(guān)文獻(xiàn)資料豐富、研究方便、鑒定周期短等優(yōu)點(diǎn)；形態(tài)學(xué)研究對于差異細(xì)微的近緣種或近似種的區(qū)分比較困難，并且要求鑒定者具備豐富的鑒定經(jīng)驗(yàn)。分子生物學(xué)方法是現(xiàn)今最熱的多態(tài)性研究方法之一，該方法的研究水平比較先進(jìn)，可以針對形態(tài)特征極其相似的近緣種、復(fù)合種及亞種、生態(tài)型、地理種群進(jìn)行精確鑒定區(qū)分，現(xiàn)為廣大科研工作者所普遍采用；應(yīng)用分子生物學(xué)方法的過程中應(yīng)注意盡量避免因操作熟練程度不高、儀器精密性差以及中間環(huán)節(jié)較多所引起的誤差問題。

類型遺傳和變異這一對既對立又統(tǒng)一的內(nèi)在矛盾，在外在環(huán)境的影響下相互作用，促生了生物群體遺傳多態(tài)性的存在，進(jìn)而提供了物種進(jìn)化的動(dòng)力。根據(jù)一個(gè)群體中各種變異類型的比例，可以把遺傳多態(tài)性分為兩種類型：

平衡型：一個(gè)群體中各種變異類型的比數(shù)可以長期保持不變，呈現(xiàn)所謂平衡型（或穩(wěn)定）多態(tài)現(xiàn)象；

過渡型：一個(gè)群體中各種變異在一種類型取代另一種類型的過程中所呈現(xiàn)的多態(tài)現(xiàn)象，這里各種變異類型的比數(shù)逐漸發(fā)生變化，因此稱為過渡型（不穩(wěn)定）多態(tài)現(xiàn)象。

.

人類基因的研究較為深入，從分子生物學(xué)上看，人類遺傳多態(tài)性主要有染色體多態(tài)性、酶和蛋白質(zhì)多態(tài)性、抗原多態(tài)性、DNA多態(tài)性等五類。

染色體多態(tài)性

染色體的多態(tài)性又稱異態(tài)性（heteromorphism），是指正常人群中經(jīng)?？梢姷礁鞣N染色體形態(tài)的微小變異。這種變異主要表現(xiàn)為同源染色體大小形態(tài)或著色等方面的變異。多態(tài)性是可遺傳的，并且通常僅涉及一對同源染色體中的一個(gè)。例如表現(xiàn)的D和G組的隨體增大、重復(fù)（雙隨體）或缺如，短臂的長短，1、9、16號染色體的次縊痕區(qū)加長或縮短，染色體著線粒區(qū)的熒光強(qiáng)度變異等。Y染色體長臂的長度變異，可大于F組，也可小于G組，這種變異可能有民族差異。

染色體多態(tài)性的臨床意義尚不清楚，在產(chǎn)前診斷中，染色體多態(tài)性可分胎兒細(xì)胞和母體細(xì)胞；可探討異常染色體不分離的來源，有利于對患者家庭進(jìn)行婚育的指導(dǎo)。此外，可用于鑒定不同個(gè)體，對法醫(yī)學(xué)中的親權(quán)鑒定有一定的意義。

蛋白質(zhì)多態(tài)性

人類結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的多態(tài)性是一種普遍現(xiàn)象。例如結(jié)合珠蛋白（haptoglobin,Hp）是一種糖蛋白，其生理功能在于Hp和血紅蛋白結(jié)合后不能透過腎小球膜，因而紅細(xì)胞破壞后釋出的血紅蛋白不能被腎清除，既避免鐵的大量丟失，也可保護(hù)腎免受損害。構(gòu)成Hp分子的肽鏈有α和β鏈二種。Hp多態(tài)性主要是α鏈的遺傳變異。α鏈有α1和α2二種。α1中又有αIs和αIF二種亞型，各由84個(gè)氨基酸組成，兩者區(qū)別在于第54位氨基酸（αIF為賴氨酸，αIs為谷氨酸），因此可以推斷這一區(qū)別是通過一次點(diǎn)突變形成。α2則由143個(gè)氨基酸組成。從α鏈一級結(jié)構(gòu)分析，Hpα2是HpαIF的N端71個(gè)氨基酸和HpISC端的72個(gè)氨基酸連接而成，即發(fā)生了錯(cuò)誤配對和不等交換，形成了與HbLepore相似的融合基因。Hpα1和α2肽鏈?zhǔn)怯梢粚Φ任换騂p1和Hp2所決定，基因定位于16q22.1，呈共顯性遺傳。因此有三種基本基因型：Hp1－1型為Hp=1/Hp1；Hp2－1型為Hp2/Hp1；Hp2-2型為Hp2/Hp2。除上述三型外。α還有其它變異型，由此組合成人群中Hp的多種多樣的基因型和表現(xiàn)型。

常見的3種Hp類型在不同人種中分布不同，Hp1和Hp2的基因頻率也各異，Hp2基因頻率以亞洲人中最高(0.75)，歐洲白人次之(0.60)，非洲人最低(0.30～0.40)。

人血清運(yùn)鐵蛋白（transferrin,Tf）也是一種高度多態(tài)性系統(tǒng)。Tf基因位于3q21,已發(fā)現(xiàn)有30多種遺傳類型（根據(jù)電泳遷移率快慢分型），也有明顯的種族差異。

酶的多態(tài)性

酶的遺傳多態(tài)性表現(xiàn)為許多酶都在存在同工酶的現(xiàn)象。同工酶（isozyme或isoenzyme）是指分子結(jié)構(gòu)不同的酶，可催化相同化學(xué)反應(yīng)，這類酶稱為同工酶。同工酶不僅可存在于不同個(gè)體。也可存在于不同的組織中，甚至在同一細(xì)胞的不同細(xì)胞器中有同工酶。

根據(jù)酶的多態(tài)性產(chǎn)生原因不同，大致可以分為三類：

（1）多座位同工酶（multiple loci determining isozyme）:是指由不同基因座位決定的同工酶。例如乳酸氫酶（lactic dehydrogenase,LDH）有A、B兩種亞基，分別由LDHA基因（定位于11p15-p14）和LKHB基因（定位一起12p12.2-p12.1）所決定。磷酸葡萄變位酶（phosphoglucomutase,PGM）的3個(gè)不同肽鏈分別由不同座位的基因編碼。PGM1定位于1p22.1、PGM2定位于4p14-q12、PGM3定位于6q12。以LDH同工酶為例，LDH是A、B兩種亞基不同比例組成的四聚體，依電泳速度可有5種表現(xiàn)型：LKH1（B4）、LDH2（B3A）、LDH3（B2A2）、LDH4（B1A3）及LDH5（A4）。如果A或B亞基再有不同突變，通過各種組合可以形成多種多樣的變異類型。

（2）單座位復(fù)等位基因同工酶：是指同一座位上的不同等位基因所編碼的酶蛋白。例如胎盤堿性磷酸酶（placental alkaline phosphatase,PLAP）是一種典型的復(fù)等位基因編碼的酶，PLAP為二聚體，基因定位于2q37，依電泳速度可分3種變異型即慢（S）、中（I）、快（F）型，它們受3個(gè)復(fù)等位基因PLs、PLi及PLf控制，每種基因分別編碼S、I、F三種同工酶（G6PD）和腺苷酸激酸（AK）的同工酶即屬此類。

（3）翻譯后同工酶：酶蛋白翻譯產(chǎn)物經(jīng)不同修飾反應(yīng)也可產(chǎn)生不同分子形式的同工酶，稱為翻譯后同工酶（post-translational isozyme），又稱次級同工酶（secondary isozyme）。這些修飾反應(yīng)包括基因的添加（磷酸化、乙?；?、甲基化等），酰胺鍵的水解，肽鍵的斷裂和部分肽鍵的脫落，二硫鍵的形成和糖鏈的添加等。例如免肌醛縮酶（ALD）是由4個(gè)A亞基組成的純聚體，但發(fā)育中，一部分肽鏈中羧基本末端第4位的天冬氨酸，從而A亞基形成α和β兩種類型，故A亞基可為純聚體也可為雜交體，但都有醛縮酶活性。

抗原多態(tài)性

抗原多態(tài)性在人類遺傳學(xué)應(yīng)用較多的抗原有紅細(xì)胞抗原系統(tǒng)和白細(xì)胞抗原系統(tǒng)。個(gè)體間抗原性差異是由基因突變產(chǎn)生。已發(fā)現(xiàn)20個(gè)紅細(xì)胞血型系統(tǒng)，其中包括100多種紅細(xì)胞抗原，比較重要的有：ABO、MNSs、Rh和Xg等血型系統(tǒng)。白細(xì)胞抗原系統(tǒng)中以人類的主要組織相容性復(fù)合體（mojor histocompatibility complex,MHC）中的人類白細(xì)胞抗原（human leucocyte antigen,HLA）最引人注目，是所知人類最大的一個(gè)抗原多態(tài)系統(tǒng)。HLA的基因座位在6q21，已確認(rèn)的HLA抗原特異性有148種，分屬于A、B、C、D、DR、DP、DQ7個(gè)連鎖基因座位。A座位具有24個(gè)抗原（即有24個(gè)復(fù)等位基因）；B座位有52個(gè)；C座位有8個(gè)；D座位有26個(gè)；DR座位有20個(gè)；DQ座位有9個(gè)；DP座位有6個(gè)，因此，估計(jì)人群中可存在24×52×11×26×9×6=385，482，240種單倍型類型，即要在無親緣關(guān)系人群中找到一條單倍型完全相同的人的機(jī)會(huì)只有約1/3.8×108。HLA多態(tài)性現(xiàn)象主要是由于產(chǎn)物不同而有不同的表現(xiàn)型。

DNA多態(tài)性

DNA多態(tài)性在人群中不同個(gè)體之間的基因產(chǎn)物大多數(shù)是一致的，但每個(gè)個(gè)體在遺傳上還是有所不同的，這種個(gè)體之間的差異從本質(zhì)上講是DNA堿基順序存在的差異，它是通過用內(nèi)切酶切割不同個(gè)體的基因組DNA出現(xiàn)不同長度的片段而被發(fā)現(xiàn)的，并通過孟德爾方式遺傳，稱為DNA多態(tài)性。

因素影響遺傳多態(tài)性的因素分為兩個(gè)：自然因素和人為因素。

自然選擇

自然因素為環(huán)境因子和生物競爭，這方面的影響須經(jīng)過漫長的選擇進(jìn)化加以體現(xiàn)。自然選擇是自然界中難以計(jì)數(shù)的偶然事件累積出現(xiàn)的的必然結(jié)果，Ernst Mayr 提出“自然選擇只是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)現(xiàn)象，它意味著較好的基因型有較好的延續(xù)的機(jī)會(huì)”，進(jìn)化的改變不能體現(xiàn)于個(gè)體上，只能體現(xiàn)于群體（或種群）的遺傳組成的改變上。

人為因素

人為因素包含人工選擇、藥物使用、病毒傳染等對群體遺傳多態(tài)性的影響。人工選擇是人根據(jù)自身的需求，對物種的某一性狀或某些性狀進(jìn)行極端選育，選留理想變異，淘汰不利變異，如此反復(fù)，大大增加了一個(gè)群體內(nèi)的選擇壓力，同時(shí)也加快了這個(gè)群體進(jìn)化的進(jìn)程。人工選擇主要用于品種或品系的育種。

育種

人工選擇是人類高度發(fā)揮主觀能動(dòng)性改造世界的體現(xiàn)，可以利用已有的物種資源進(jìn)行重新洗牌，挑出最適合的組合?，F(xiàn)代遺傳學(xué)的進(jìn)展，育種也越來越趨向于主動(dòng)選擇化和微觀化。

傳統(tǒng)育種是在發(fā)現(xiàn)特定基因型的基礎(chǔ)上運(yùn)用宏觀的育種手段，比如近交定型、群體閉鎖擴(kuò)繁等展開的。特定基因型的發(fā)現(xiàn)和獲得，依舊是源于自然狀態(tài)下，屬于被動(dòng)選擇型育種。

微觀的基因工程育種是將目的基因?qū)朐糄NA中或切除目的DNA片段，進(jìn)而獲得預(yù)期性狀。這是一個(gè)完全主動(dòng)選擇的育種過程，而且這種育種方法見效快，周期短。這種方法仍處于實(shí)驗(yàn)階段，甚至很多技術(shù)只是完成了理論的構(gòu)建，距離實(shí)用還有很長很久的路要走。

基因多態(tài)性概念基因多態(tài)性（gene polymorphism）是指處于隨機(jī)婚配的群體中，同一基因位點(diǎn)可存在2種以上的基因型。在人群中，個(gè)體間基因的核苷酸序列存在著差異性稱為DNA基因多態(tài)性（gene polymorphism）。這種多態(tài)性可以分為兩類，即DNA位點(diǎn)多態(tài)性（site polymorphism）和長度多態(tài)性（longth polymorphism）。

1.位點(diǎn)多態(tài)性：

位點(diǎn)多態(tài)性是由于等位基因之間在特定的位點(diǎn)上DNA序列存在差異，也就是基因組中散在的堿基的不同，包括點(diǎn)突變（轉(zhuǎn)換和顛換），單個(gè)堿基的置換、缺失和插入。突變是基因多態(tài)性的一種特殊形式，單個(gè)堿基的置換又稱為單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism, SNP）, SNP通常是一種二等位基因（biallelic）或二態(tài)的變異。據(jù)估計(jì)，單堿基變異的頻率在1/1000-2/1000。SNP在基因組中數(shù)量巨大，分布頻密，檢測易于自動(dòng)化和批量化，被認(rèn)為是新一代的遺傳標(biāo)記。

2. 長度多態(tài)性：

長度多態(tài)性一類為可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列（variable number of tandem repeats, VNTRS），它是由于相同的重復(fù)順序重復(fù)次數(shù)不同所致，它決定了小衛(wèi)星DNA（minisatellite）長度的多態(tài)性。小衛(wèi)星是由15-65 bp的基本單位而成，總長通常不超過200bp，重復(fù)次數(shù)在人群中是高度變異的。另一類長度多態(tài)性是由于基因的某一片段的缺失或插入所致，如微衛(wèi)星DNA（microsatellite），它們是由重復(fù)序列***構(gòu)成，基本序列只有1-8bp,如（TA）n及（CGG）n等，通常重復(fù)10-60次。長度多態(tài)性是按照孟德爾方式遺傳的，它們在基因定位、DNA指紋分析，遺傳病的分析和診斷中廣泛地應(yīng)用。

基因具有高度多態(tài)性和變異性。DNA分子在堿基排列、空間結(jié)構(gòu)等方面有各種各樣的形式。DNA有不同的形態(tài)，比如最普通的是雙螺旋結(jié)構(gòu)，但在分裂時(shí)是兩條單鏈。

生物學(xué)作用基因多態(tài)性在人群中的基因型分布頻率符合Hardy-Wenberg平衡，其可以使基因的轉(zhuǎn)錄水平或活性的增強(qiáng)或降低、改變遺傳密碼、啟動(dòng)子的突變及非轉(zhuǎn)錄區(qū)的突變、導(dǎo)致蛋白質(zhì)肽鏈中的片段缺失等。

如果基因多態(tài)性的堿基的取代、缺失、插入引編碼序列的核苷酸順序改變，在轉(zhuǎn)錄和翻譯合成蛋白質(zhì)的過程中，有的對多肽鏈中氨基酸的排列順序產(chǎn)生影響，有的不產(chǎn)生影響?？煞譃椋?/p>

錯(cuò)義突變（missense mutation）指DNA分子中堿基對的取代，使得mRNA的某一密碼子發(fā)生變化，由他所編碼的氨基酸就變成另一種不同的氨基酸，使得多肽鏈中氨基酸的順序也相應(yīng)地發(fā)生改變。

無義突變（nonsense mutation）指由于堿基取代使原來可翻譯某種氨基酸的密碼子變成了終止密碼子。例如UAU（氨酸）顛換成UAA（終止密碼子）使多肽鏈的合成到此終止，形成一條不完整的多肽鏈，使蛋白質(zhì)的生物活性和功能改變。轉(zhuǎn)換也可引起無義突變。

無義突變和DNA片段的缺失都可以導(dǎo)致肽鏈中的片段缺失，致使基因編碼的蛋白質(zhì)失去原有的功能。

同義突變(same sense mutation)指堿基的取代并不都是引起錯(cuò)義突變和翻譯終止，也就是雖然堿基被取代了，但蛋白質(zhì)水平上沒有引起變化，氨基酸沒有被取代。

移碼突變 (frame-shifting mutation)指在編碼序列中單個(gè)堿基、數(shù)個(gè)堿基的缺失或插入，片段的缺失或插入可使突變位點(diǎn)之后的三聯(lián)體密碼子閱讀框發(fā)生改變，不能編碼原來的正常蛋白質(zhì)。

移碼突變不僅翻譯后的肽鏈中氨基酸序列發(fā)生改變，而且也導(dǎo)致肽鏈中的大片段缺失。

**影響mRNA剪接：**如果點(diǎn)突變發(fā)生內(nèi)含子的剪切位點(diǎn)，可以產(chǎn)生兩種影響：一是原有的剪接位點(diǎn)消失，二是產(chǎn)生新的剪切位點(diǎn)。無論是那一種形式，都可以導(dǎo)致mRNA的錯(cuò)誤剪接，產(chǎn)生異常的mRNA，最終產(chǎn)生異常的表達(dá)產(chǎn)物，數(shù)個(gè)堿基的缺失、片段缺失等勻有可能造成剪接位點(diǎn)的缺失。

醫(yī)學(xué)意義通過對基因多態(tài)性與疾病的易感性的聯(lián)系研究，可闡明人體對疾病、毒物和應(yīng)激的易感性，為臨床醫(yī)學(xué)、遺傳病學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)的發(fā)展開拓了新的研究領(lǐng)域。

臨床醫(yī)學(xué)方面

人類基因多態(tài)性在闡明人體對疾病、毒物的易感性與耐受性，疾病臨床表現(xiàn)的多樣性（clinical phenotype diversity），以及對藥物治療的反應(yīng)性上都起著重要的作用。

早期臨床上有關(guān)基因多態(tài)性的研究是從HLA基因開始的，分析基因型在疾病發(fā)生易感性方面的作用，如HLA-B27等位基因與強(qiáng)直性脊椎炎發(fā)生率的密切關(guān)聯(lián)，可作為診斷的依據(jù)。通過基因多態(tài)性的研究，可從基因水平揭示人類不同個(gè)體間生物活性物質(zhì)的功能及效應(yīng)存在著差異的本質(zhì)。

疾病基因多態(tài)性與臨床表型多樣性的聯(lián)系已受到重視，如腫瘤等多基因病的臨床表型往往多樣化，闡明基因型（genotype ）與表型(phenotype)之間的聯(lián)系在認(rèn)識疾病的發(fā)生機(jī)理、預(yù)測疾病的轉(zhuǎn)歸等方面也有重要的作用。

藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和受體的遺傳多態(tài)性是導(dǎo)致藥物反應(yīng)個(gè)體和群體差異的重要原因。藥物代謝酶的表型表現(xiàn)為催化代謝的活性大小，可通過測定其底物的代謝率確定。表型是個(gè)體間藥物代謝和反應(yīng)差異的表現(xiàn)，而基因型則是反應(yīng)差異的根本原因。

藥物代謝基因多態(tài)性可以影響藥物的代謝過程及清除率，從而影響治療效果。致病基因的多態(tài)性使同一疾病不同個(gè)體其體內(nèi)生物活性物質(zhì)的功能及效應(yīng)出現(xiàn)差異，導(dǎo)致治療反應(yīng)性上懸殊，按照基因多態(tài)性的特點(diǎn)用藥，將會(huì)使臨床治療符合個(gè)體化的要求。在疾病基因多態(tài)性研究的引導(dǎo)下，臨床醫(yī)生將有可能預(yù)斷不同的個(gè)體在同樣的致病條件下會(huì)出現(xiàn)什么樣的病理反應(yīng)和臨床表現(xiàn)，即臨床表型。如高血壓的治療將根據(jù)基因多態(tài)性的研究選擇更具針對性的藥物，調(diào)整其劑量，而不是不加選擇地使用ACEI、鈣拮抗劑或交感神經(jīng)受體阻斷劑。合并癥的防治也會(huì)更個(gè)體化，更具針對性。

遺傳病學(xué)方面

基因的有害突變導(dǎo)致基因多態(tài)性，經(jīng)典的突變和動(dòng)態(tài)突變本身可能是遺傳病的病因；同時(shí)，眾多的多態(tài)性位點(diǎn)又是很好的遺傳標(biāo)記，可以在遺傳病的研究和臨床診斷中發(fā)揮重要的作用。

**1.多態(tài)性作為遺傳病的病因：**點(diǎn)突變引起的疾?。簭溺牭稜罴?xì)胞貧血開始，突變引起各種遺傳病的例子愈來愈多，遺傳性腫瘤也逐漸被認(rèn)識。重復(fù)序列多態(tài)性作為遺傳病的病因：如CCG，CTG和CAG這樣的三核苷酸重復(fù)序列，當(dāng)其拷貝數(shù)過度增高時(shí)可以引起強(qiáng)直性肌營養(yǎng)不良等。三核苷酸拷貝數(shù)的擴(kuò)增或突變發(fā)生在世代傳遞過程中，由于拷貝數(shù)在世代間的改變，它被稱為動(dòng)態(tài)突變。動(dòng)態(tài)突變疾病大多是些神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病，也有少數(shù)腫瘤。動(dòng)態(tài)突變疾病的發(fā)現(xiàn)提示序列拷貝數(shù)的多態(tài)性能夠成為遺傳病的病因。

**2.多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記的應(yīng)用：**絕大多數(shù)DNA多態(tài)性并不引起遺傳病，但可作為遺傳標(biāo)記來使用。例如：上述提到的各種多態(tài)性標(biāo)記，包括RFLP位點(diǎn)，微衛(wèi)星和小衛(wèi)星DNA標(biāo)記都已廣泛用于遺傳病的連鎖診斷。利用各條染色體上位置已知的眾多的多態(tài)性標(biāo)記，通過患病家系的連鎖分析，可以找到多基因病的致病基因或相關(guān)基因的位置，并為他們的分離克隆提供依據(jù)。此外，在疾病的關(guān)聯(lián)分析和病因?qū)W研究方面，通過比較患病群體和正常群體，可以發(fā)現(xiàn)兩組間多態(tài)性位點(diǎn)的特定等位基因頻率有顯著差別，則表明該位點(diǎn)與該疾病相關(guān)聯(lián)。使用多態(tài)性標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析既可以提示相關(guān)基因存在的位置，也有助于發(fā)病機(jī)理的闡明?；蚨鄳B(tài)性還可以用于疾病的分型與治療，即根據(jù)患者疾病多態(tài)性的基因型來解釋疾病的病因和臨床表現(xiàn)。

預(yù)防醫(yī)學(xué)方面

在預(yù)防醫(yī)學(xué)方面，基因多態(tài)性的研究涉及的范圍廣泛，包括基因多態(tài)性與病因未知的疾病關(guān)系的研究，也包括對已知特定環(huán)境因素致病易感基因的篩選。由于基因多態(tài)性有明顯的種族差異，因此在基因-環(huán)境交互作用模式上，不同的種族之間有可能不同。所以，開展我國人群的基因多態(tài)性與環(huán)境的作用關(guān)系的研究具有重要的意義。

基因多態(tài)性的研究在職業(yè)病醫(yī)學(xué)中則更具有實(shí)際的意義。對易感基因和易感性生物標(biāo)志物的分析，將某些攜帶敏感基因型的人甄別開來，采取針對性預(yù)防措施，提高預(yù)防職業(yè)性危害工作的效率。對特定的污染物易感人群和耐受人群的基因多態(tài)性研究，有助于闡明環(huán)境因素的致病機(jī)制，也推動(dòng)了遺傳易感性標(biāo)志物的研究。

檢測方法1、限制性片段長度多態(tài)性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）：由DNA 的多態(tài)性，致使DNA 分子的限制酶切位點(diǎn)及數(shù)目發(fā)生改變，用限制酶切割基因組時(shí)，所產(chǎn)生的片段數(shù)目和每個(gè)片段的長度就不同，即所謂的限制性片段長度多態(tài)性，導(dǎo)致限制片段長度發(fā)生改變的酶切位點(diǎn)，又稱為多態(tài)性位點(diǎn)。最早是用Southern Blot/RFLP方法檢測，后來采用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）與限制酶酶切相結(jié)合的方法。多采用PCR-RFLP法進(jìn)行研究基因的限制性片段長度多態(tài)性。

2、單鏈構(gòu)象多態(tài)性（SSCP）：是一種基于單鏈DNA構(gòu)象差別的點(diǎn)突變檢測方法。相同長度的單鏈DNA如果順序不同，甚至單個(gè)堿基不同，就會(huì)形成不同的構(gòu)象。在電泳時(shí)泳動(dòng)的速度不同。將PCR產(chǎn)物經(jīng)變性后，進(jìn)行單鏈DNA凝膠電泳時(shí)，靶DNA中若發(fā)生單個(gè)堿基替換等改變時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)泳動(dòng)變位（mobility shift），多用于鑒定是否存在突變及診斷未知突變。

3**、PCR-ASO探針法**（PCR-allele specific oligonucleotide, ASO）：即等位基因特異性寡核苷酸探針法。在PCR擴(kuò)增DNA片段后，直接與相應(yīng)的寡核苷酸探雜交，即可明確診斷是否有突變及突變是純合子還是雜合子。其原理是：用PCR擴(kuò)增后，產(chǎn)物進(jìn)行斑點(diǎn)雜交或狹縫雜交，針對每種突變分別合成一對寡核苷酸片段作為探針，其中一個(gè)具有正常序列，另一個(gè)則具有突變堿基。突變堿基及對應(yīng)的正常堿基勻位于寡核苷酸片段的中央，嚴(yán)格控制雜交及洗脫條件，使只有與探針序列完全互補(bǔ)的等位基因片段才顯示雜交信號，而與探針中央堿基不同的等位基因片段不顯示雜交信號，如果正常和突變探針都可雜交，說明突變基因是雜合子，如只有突變探針可以雜交，說明突變基因?yàn)榧兒献?，若不能與含有突變序列的寡核苷探針雜交，但能與相應(yīng)的正常的寡核苷探針雜交，則表示受檢者不存在這種突變基因。若與已知的突變基因的寡核苷探針勻不能雜交，提示可能為一種新的突變類型。

4、PCR-SSO法：SSO技術(shù)即是順序特異寡核苷酸法（Sequence Specific Oligonucleotide, SSO）。原理是PCR基因片段擴(kuò)增后利用序列特異性寡核苷酸探針，通過雜交的方法進(jìn)行擴(kuò)增片段的分析鑒定。探針與PCR產(chǎn)物在一定條件下雜交具有高度的特異性，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)的原則。探針可用放射性同位素標(biāo)記，通過放射自顯影的方法檢測，也可以用非放射性標(biāo)記如地高辛、生物素、過氧化物酶等進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)記物檢測。

5、PCR-SSP法：序列特異性引物分析即根據(jù)各等位基因的核苷酸序列，設(shè)計(jì)出一套針對每一等位基因特異性的（allele-specific）、或組特異性 （group-specific）的引物，此即為序列特異性引物（SSP）。SSP只能與某一等位基因特異性片段的堿基序列互補(bǔ)性結(jié)合，通過PCR特異性地?cái)U(kuò)增該基因片段，從而達(dá)到分析基因多態(tài)性的目的。

6、PCR-熒光法：用熒光標(biāo)記PCR引物的5’端，熒光染料FAM和JOE呈綠色熒光，TAMRA呈紅色熒光，COUM 呈蘭色熒光，不同熒光標(biāo)記的多種引物同時(shí)參加反應(yīng)，PCR擴(kuò)增待檢測的DNA，合成的產(chǎn)物分別帶有引物5’端的染料，很容易發(fā)現(xiàn)目的基因存在與否。

7**、PCR-DNA測序**：是診斷未知突變基因最直接的方法，由于PCR技術(shù)的應(yīng)用，使得DNA 測序技術(shù)從過去的分子克隆后測序進(jìn)入PCR直接測序。PCR產(chǎn)物在自動(dòng)測序儀上電泳后測序。常用方法有：Sanger雙脫氧末端終止法;Maxam-Gilbert化學(xué)裂解法；DNA測序的自動(dòng)化。DNA順序全自動(dòng)激光測定法是最先進(jìn)的方法。

8**、PCR指紋圖法**（PCR-fingerprints）：實(shí)用于快速的同種異型DR/Dw配型。在DR/DW純合子及雜合子個(gè)體中，每種DR單倍型及每種單倍型組合所產(chǎn)生的單鏈環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大小、數(shù)目和位置各異，由于同質(zhì)雙鏈和異質(zhì)雙鏈之間的分子構(gòu)象不同。因此，在非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳時(shí)，它們的遷移率各不相同，從而獲得單倍型特異的電泳帶格局即PCR指紋。也有人用人工合成的短寡核苷酸片段作為探針，同經(jīng)過酶切的人體DNA作Southern blot，可以得出長度不等的雜交帶，雜交帶的數(shù)目和分子量的大小具有個(gè)體特異性，除非同卵雙生，幾乎沒有兩個(gè)人是完全相同的，就象人的指紋一樣，人們把這種雜交帶圖形稱為基因指紋(gene finger-printing)。

9**、基因芯片法**：又稱為DNA 微探針陣列（Micro array）。它是集成了大量的密集排列的大量已知的序列探針，通過與被標(biāo)記的若干靶核酸序列互補(bǔ)匹配，與芯片特定位點(diǎn)上的探針雜交，利用基因芯片雜交圖象，確定雜交探針的位置，便可根據(jù)堿基互補(bǔ)匹配的原理確定靶基因的序列。這一技術(shù)已用于基因多態(tài)性的檢測。對多態(tài)性和突變檢測型基因芯片采用多色熒光探針雜交技術(shù)可以大大提高芯片的準(zhǔn)確性、定量及檢測范圍。應(yīng)用高密度基因芯片檢測單堿基多態(tài)性，為分析SNPs提供了便捷的方法。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大學(xué)