序

理解遗传因素如何影响人类疾病的探索正在加速收集。大多数人认为，人类基因组的草图可解决这一问题，该草图第一次向我们提供遗传物质整体功能性，以及在完成人类遗传系列顺序的道路上是一种有意义的里程碑。这将是将来生物医疗研究的基本来源。

46 条人类染色体（22 对常规染色体和二条性染色体），在它们的群体中间几乎存在 30 亿 DNA 碱基对，它包含 30000—40000 蛋白质 —- 编码基因。这比期望的数量少得多 —- 仅为蠕虫或果蝇模型组织的二倍多。编码区构成不到 5% 的基因组（剩余 DNA 的功能还不清楚），某些染色体比其它染色体有更高的密度。

经过 10 年的不懈努力，已经绘制出人类基因组的物理图谱，基因组的编码基因起着里程碑的指导意义。物理图谱已为完成草图顺序提供了足有成效的框架结构以及直接辅助鉴别大约 100 个疾病基因。

在本网上特指的大多数遗传性疾病是一个基因发生突变造成的。然而，面临的最困难问题之一是找到基因如何影响诸如糖尿、哮喘、癌症、和精神病这类有复杂遗传途径的疾病原因。在所有的情况中，没有哪个基因可对任何人疾病有影响作出肯定或否定的回答。在疾病显露前，往往会发生多次突变。许多基因中的每个基因发生微妙变化都会影响到对疾病的敏感性。基因还会影响到一个人对环境如何反应。弄清问题的来龙去脉毫无疑问将（或全面）极好地提供足够的帮助。

第一课 基因与癌症

癌症发生

正常情况下，细胞分裂，包括为发出细胞何时分裂指令而联合工作的信号网络都是在严格控制条件下进行的。一旦细胞分裂失去控制，其不正常分裂为何经常发生？差错为何被锁定？在网络中，一个或更多个结节的突变能发生癌症，某些环境因素条件下会造成突变（例如吸烟）某些遗传因素会造成突变，或两者兼而有之。促进癌变的因素通常必须在一个人将要发生恶性成长前会加速起来：具有某些例外，一种危险不能独立满足癌症的形成。

癌症特征的主要机理是：

1. 损伤了 DNA 修复途径

2. 把正常基因转化成癌基因

3. 抑制癌症基因的功能失常。

第一节 乳腺癌

乳房癌在美国妇女中是癌症死亡的第二个主要原因，估计 1997 年美国有 44190 死亡，（290 男性，43900 女性）而卵巢癌比乳房癌死亡得少，但仍是所有女性癌症的 4%，对这两种类型癌症，存在清楚的遗传联系。

1994 年，两个乳房癌基因得到论证，第 17 条染色体上的 BRCA1 和在第 13 条染色体上的 BRCA2。在患者在各自携带 BRCA1 或 BRCA2 突变时，在他们生命的某一刻被诊断出患有乳房癌和卵巢癌的危险。直到最近还不清楚这些基因是什么功能，直到对有关酵母蛋白质的研究才展现出它们的正常作用：它们参与修复受诱导辐射而受损害的双螺旋 DNA，这就是为什么在 BRCA1 或 BRCA2 突变后不再起修复作用的道理，使 DNA 复制造成更大偏差有利癌症生长。

尽管减少死亡率的最佳选择是通过早期检测（普查 BRCA1 和 BRCA2 还未推荐），然而，去寻找抗癌药的新战略不断被开发。称之为“合成致死筛选”最新方法在酵母菌和果绳组织中寻找新药靶点，最近在酵母中研究的同样方法帮助验证 BRCA1 和 BRCA2 的功能，这就是在许多动物器官中研究治疗的药物也能应用于人类的想法。

图示：在第十七条染色体上 BRCA1 基因突变表达

图示：在第 13 条染色体上 BRCA 2 基因突变表达

第二节 淋巴癌

伯基特淋巴瘤（BURKITTLYMPHOMA）是一种癌的罕见形式主要影响中非的儿童，但此疾病也在其它地区有所报道，在非洲见到的类型，虽然致病机理不够清楚，但似乎与 EB（Epstein-Barr-virus）病毒的传染有关。

伯基特淋巴癌起因于包括 MYC 基因在内的染色体易位。一种染色体易位意味着染色体受到破坏，易位至其它染色体上，在伯基特淋巴癌上经典的染色体易位发生在第 8 条染色体上，它是 MYC 基因的位置，因改变 MYC 的表达途径，因此在控制细胞生长和增殖中破坏常规功能。

我们仍不能确知什么原因引起染色体易位，然而，象如小鼠模型组织的研究正在使我们更好理解如何发生易位的，帮助我们理解这个过程为何影响到伯基特淋巴癌及其它诸如白血病的癌。

图示：在第八条染色体上 MYC 基因表达

第三节 白血病癌

慢性骨髓白血病（CML）是一种以恶性白血病细胞取代骨髓为特征的血细胞癌，在循环的血液中能找到许多白血病细胞，并能向脾、肝和其他器官扩散。

通过找到一种叫做 PH 染色体的不正常特殊染色体来常规诊断 CML.PH，全称为 philadelphia，是一个城市名，因首先在该城发现不正常染色体而命名的 PH 染色体。PH 染色体是在长臂染色体 9 号和 22 号之间发生基因易位或基因交换的结果。交换带动两个基因一起交换：在染色 22 上的 BCR（破碎点簇区）,9 号染色体上的原致癌基因 ABC（Ahlesoon 白血病毒），产生具有酪氨酸氨基转移激酶活性融合蛋白杂交基因 BCR-ABC 编码，它激活信号传导途径导致失控的细胞生长。

用小白鼠把含有 BCR-ABC 基因病毒传染给小白鼠骨髓时，就制造出象 CML 疾病的模型，在另一种动物模型中已显示出融合蛋白，把正常血前体转化恶性肿瘤细胞. 为了研究人类疾病，开发了封闭 BCR-ABC 的反叉低聚物（短 DNA 节片）（antisense oligomers）它专门抑制形成白血病细胞，而不会影响正常细胞的发展。这些和其它实验工艺可导致 CML 的治疗。

图示：在第 22 条染色体上 BCR 基因表达

图示：在第九条染色体上 ABC 致癌基因的表达

第四节 肠癌

美国癌症协会估计美国在 2000 年新诊断出肠癌患将是 93800 名，其中 47100 人死亡。当按非常严格程序规律分裂的正常细胞失去控制时，各种类型的癌症都会发生，而环境因素肯定能引起癌症危险（例如吸烟、膳食和锻炼）。大多数癌也有基因基础，确实几百种基因和蛋白质包含在监视细胞分裂和 DNA 复制过程中，一种或多种基因或蛋白质的突变有时能导致失控癌细胞生长。

结肠癌是一种最普通的遗传性癌综合症。在结肠、直肠中有待发现的基因是：都在染色体 2 上的 MSH2、MSH6 和染色体 3 上的 MHL1。正常情况下，这些基因的蛋白质产物帮助修复 DNA 复制产生的错误，一旦 MSH2、MSH6 和 MLH1 蛋白质产生突变，就不能正常工作，不能修复复制错误，导致危险的 DNA，因此也就易产生结肠癌。

还不清楚的是, 为什么在可能产生癌的所有组织中，基因突变是基础，然而对小老鼠和布鲁尔酵母菌（brewer’s yeast）中相对应基因的研究正在帮助我们进一步理解 DNA 修复的机理，并且环境因素的作用也可能易发生结肠癌。

图示：在第 3 条染色体上 MHL1 基因表达

图示：在第 2 条染色体上 MSH2,MSH6 基因表达

第五节 肺癌

在美国，不管是男还是女，肺癌是癌症引起死亡的最普通原因，事实上，北美是世界上肺癌比例最高的地区。1997 年大约 178100 被诊断出患肺癌，而粗略估计死亡者为 160400 人。患肺癌者五年存活率仅占 14% 是很悲哀的。自 1940 年以来肺癌死亡率对有 20 年吸烟史的男女性别各有不同增加。男性肺癌 90% 死亡和女性肺癌 80% 死亡都要归因于吸烟。除吸烟是肺癌的主要危险因素外，某些如石棉类的工业物和环境因素也能引起肺癌。

小细胞肺癌是区别于其它类型的肺癌（发现癌症已发生转移）, 一年查出近 110000 癌症患者。1982 在小细胞肺癌细胞丝中首先检测出染色体。对于其它癌，观察到控制细胞生长和分裂的各种分子的突变（癌基因和肿瘤——抑制基因）一个突变不可能导致癌成长。基本的研究进入这些分子的功能研究——它们为何和什么时候起作用——这将帮助与肺癌和其它癌作斗争，并找到合适治疗的线索。

图示：在第 3 条染色体上 SCLC1 基因的表达

第六节 恶性黑色素瘤

在 1997 年大约 40300 美国人被诊断出具有恶性黑色素瘤，黑色素瘤是一种最具攻击性的皮肤癌。黑色素在具轻微色素皮肤人群中是最普通的，有黑色素瘤的人群是易发展成新黑色素瘤的高危人群。

在某些情况下，有家属史的危险性。家属遗传中，9 号染色体上 CDKN2 基因突变能构成对黑色素瘤的敏感性，称为 P16 蛋白的 CDKN2 编码是细胞分裂环中一种重要的调节基因，它起着在细胞分裂前终止从合成 DNA 中来的细胞分裂。P16 一旦停止工作，皮肤细胞就失去控制细胞分裂环的制动闸，就会继续无节制增生。增生至某一点能感到皮肤生长突然变化，或出现痣块。

与黑色素瘤作斗争的最有力武器是：

1. 预防: 穿保护衣服和使用遮阳屏障

2. 早期检查及早发现皮肤生长变化或出现新的生长。因为在 P16 途径中其它成分功能障碍也会影响其它癌变，所以通过研究 P16 的分子生物学可把黑色素瘤与其它类型癌区分开来。

图示：在第 9 条染色体上 CDKN2 基因表达

第七节 内分泌肿瘤

多发性内分泌腺瘤形成（MEN）是一种由导致增生（非正常性组合或增加组织中正常排列细胞的数量）及由分泌系统中两个至更多成分的功能亢进（过剩功能）。因为它们把激素释放至血流中，所以内分泌腺在人体区别于其它器官。激素是跟随血液流动控制和指令各种器官功能的有力化学物质。正常情况下，内分泌腺体释放的激素是仔细平衡以满足人体需要，当一个人有 MEN 时，特殊的内分泌腺体例如甲状腺体、胰腺体、垂体腺趋向于过度活跃，当这些腺体过度驱动时，导致这样的结果：血液中过多的钙（导致肾结石或肾危害）、疲劳、虚弱、肌肉或骨骼疼痛、便秘、消化不良和骨胳纤细。

已发现多年的染色体Ⅱ上的 MEN1 基因于 1997 年有更精细的图谱。

图示：在第 11 条染色体上 MEN1 基因表达

第八节 多发性神经纤维瘤

多发性神经纤维瘤型 2（NF2）是一种听力神经上以良性肿瘤发展为特征的罕见遗传障碍疾病。此疾病还以恶性中枢神经系统肿瘤的发展为特征。

NF2 基因已复制于染色体 22 上，所以也称为“抑制肿瘤基因“，象其它肿瘤抑制基因一样（例如 P53 和 Rb）。NF2 的正常功能是对细胞生长和分裂起制动闸作用，确信细胞不会无控制地分裂，就如它们肿瘤中控制细胞分裂一样。NF2 突变削弱它自己的功能，并解释了在多发性神经纤维瘤患者中观察到的临床症状。NF- 2 具有常规染色体显性遗传特征，即意味着男女性别受影响机会均等，受到父母影响的每个儿童有 50% 遗传基因的机会。

我们正在通过深入研究多发性神经纤维瘤型 2 及设计小白鼠模型组织的研究，掌握更多有关 NF2 基因的功能，但仍不知 NF2 在细胞中确实的分子功能。虽然蛋白质类似于：cytoskeletonmembrance 联结着蛋白质的 ERM 家系。有关 2 紧密伙伴的进一步研究工作将有助于确认未来药物治疗的潜在特殊目标。

图示：在第 22 条染色体上 NF2 基因表达

第九节 P53 基因

P53 基因象 Rb 基因，是一种肿瘤抑制基因，例如它的活动终止肿瘤的形成，如果一个从他（她）的父母那里遗传到 P53 的一个功能性拷贝，那么他们就易感染癌，并常在成熟早期的各个组织中发展几个独立的肿瘤，但这条件是罕见的就如所知道 Li-fraumeni 综合症那样，然而在大多数肿瘤类型中发现了 P53 突变，并有助于形成肿瘤的分子活动的复杂网络。

P53 基因已被定位于染色体 17，在细胞中 P53 蛋白结合 DNA。它依次刺激另一个基因，结果产生细胞之间起分裂作用的 P21 蛋白——刺激蛋白（cdk2）。当 P21 和 cdk2 络合时，细胞不能通过下一步细胞分裂, 突变的 P53 不能以有效方式长久连结至 DNA 上，因此 P21 蛋白质不会有效地为细胞分裂起到“停止信号“的作用，细胞分裂失控形成肿瘤。借助于小白鼠为人类癌症阐明癌症生长的分子机理，已采用有力的”基因叩开“工艺。确存在 P53 所有正常功能大量的信息量及它在人类癌症中的突变表达，大量反映它在人类癌症发病机制中起关键作用的信息。P53 恰是一种达到肿瘤形成顶点的网络事件中的一种成分。

图示：在第 17 条染色体上 P53 基因表达

第十节 胰腺癌

胰腺是负责产生激素胰岛素的，同时还有其它物质，它还对蛋白质的消化起到关键作用。在美国 1997 年估计增长 27000 名胰腺癌患者，其中 28100 名死于该疾病。

大约 90% 胰腺癌患者失去一部分染色体 18，在 1996 年，从死于胰腺癌病人身上发现了肿瘤表达基因 DPC4（smad4）所以 DPC4 可能在胰腺癌中起到作用，在脊椎动物存在 smad 蛋白质的全部家系中，包含设计途径的转化生长因素——Beta（TGT-Beta）的信号传导, 另一种表达基因是 P53 和 Rb，如果发生突变或缺乏基因组，就能引起各种组织的癌细胞生长。

DPC4（smad4）同系化合物存在于蠕虫（caenorhabditiselegans）老鼠和果蝇中（drosuphila）.

在 daosophila 中，当缺少 DPC4 基因时有许多发展性的缺陷，而且同系物 smad4 突变的鼠胚胎在胚胎发育 7.5 天前就死亡，由于减少了细胞增殖减小了鼠尺寸，对这些有机体模型的研究将有助于阐明 smad4 和有关人类蛋白的作用。

图示: 在第十八条染色体上的 DPC4 肿瘤基因表达.

第十一节 前列腺癌

前列腺癌在美国是导致美国男性死亡的死二位原因。1998 年美国男性中诊断出患前列腺癌的大约 39200 名。前列腺癌的死亡率美籍非洲男性是美籍白种人的两倍多，前列腺癌死亡率随年龄增长而增长，前列腺癌患者的 75% 是在 65 岁以上被诊断出来的。

尽管前列腺癌的高度流行，很少知道有某些男性对此病的遗传性感染原因，大量的研究指出家庭更是主要的危性因素，它可能对全部前列腺癌估计起到 5~10% 的作用。

最近最重要的突破之一可能是在称之为 HPC1 的表达基因在染色体 1 上发现, 对前列腺癌的敏感位置，它可解释 500 例前列腺癌有关 HPC1 的情况。接下去一步是克隆肠基因，一旦研究掌握顺序，他们将能探索 HPC1 顺序与以前来自人类和动物的蛋白比较，这将提供 HPC1 在细胞起功能作用的线索，提供找到药物点的潜在起始点。

图示: 在染色体 1 上 HPC1 肿瘤表达基因

第十二节 RS 癌症基因

癌症发生在人体组织中的细胞生长分化失去控制和混乱时. 而不会有两种癌是遗传性完全一致的(甚至在同一组织类型中), 正常细胞生长只存在很少的途径能发生差错. 不正常途径之一是刺激细胞生长的基因出现超常活跃, 这种异动的基因称为”致癌基因”.

Ras 是一种在染色体 11 上被发现的致癌基因, 它以开关的作用帮助传播信息. 当细胞表面的受体刺激时(例如, 激素),Ras 被打开, 并发出细胞生长的指令. 如果细胞表面的受体没受到刺激的话,Ras 是处于休眠状态. 大约 30% 的癌症是由于发生 Ras 突变, 结果充当开关作用的 Ras 永久地打开着, 不管细胞表面的受体是被激活或不被激活一直指令细胞不顾一切地生长.

单个致癌基因通常不足以把一种正常细胞转变为癌细胞, 只有许多不同的基因中发生多种突变才会产生癌细胞. 为了阐明导致癌细胞的复杂网络关系, 小鼠常用作人类疾病的模型, 它将促使我们理解和确认新药和治疗的可能目标.

图示: 染色体 11 上致癌基因 Ras

第十三节 成视网膜细胞瘤

成视网膜细胞瘤发生在幼儿身上, 影响一岁的儿童达 20,000 名. 肿瘤从未成熟视网膜 —- 担负检测光和颜色的眼睛部分 —- 发展而来. 既有遗传的也有非遗传的成视网膜细胞瘤, 形式. 以遗传而言, 复合肿瘤都是在眼睛中, 而非遗传性的仅一只眼睛受到一个肿瘤的影响.

在遗传型中, 一种称之为 Rb 的基因从染色体 13 中丧失, 由于 Rb 的缺乏似乎与成视网膜细胞瘤有关, 所以可认为 Rb 在正常细胞中的作用是抑制肿瘤的形成.Rb 在人体的所有细胞中找到, 它在正常条件下通过防止某些调节蛋白不发生触发 DNA 复制的方式对细胞分裂环起制动闸作用. 如果失去了 Rb, 细胞就会在无控制状态下反复复制自己, 最终形成肿瘤.

成视网膜细胞瘤如果不治疗, 几乎是致命的, 但如果早期诊断并采用现代方法治疗, 其生存率超过 90%. 由于 Rb 基因在所有细胞类型中均能找到, 所以 Rb 肿瘤抑制分子机理的研究将洞察许多癌的进展, 而不单指成视网膜细胞瘤.

图示: 在第十三条染色体上表达的 Rb 基因

第十四节 希佩尔 - 林道病综合症

希佩尔—林道病综合症 (VONHIPPEL——LINDAU SYNDROME) 是一种以血管不正常生长为特征的多系统障碍疾病. 而血管正常生长象树状一样. 具 VHL 疾病的人时有毛细管节出现，这些节称为血管瘤或称为成血管细胞瘤．可长在视网膜，大脑某一部位，脊柱索，肾上腺和身体其他部位．

VHL 疾病的基因定位于染色体3上，以显性方式遗传，如果父母一方有一种显性基因，那么他（她）的下一代就有50%的机会遗传那种基因．VHL 基因是一种肿瘤抑制基因，这就意味着它在正常细胞中的作用是停止无控止的生长和增殖．如果 VHL 基因失去或突变，那么它对细胞生长的遗传影响就是失去或缩小与其它调节蛋白缺陷结合的能力，能引起癌生长．就象 Rb 肿瘤抑制基因那样，VHL似乎对肿瘤基因的多步骤过程起着＂守门员＂作用．虽然未涉及任何其它人类蛋白的已知家系，但在小鼠和鼠中找到了人类 VHL 的同源性，运用这些动物作为人类疾病模型有机体的实验正在帮研究人员发现 VUL 的正常的生理作用，通过这种发现可洞察它的发病机理．初步结果认为 VHL 在调节细胞环的出口形式方面起作用．

图示：在第三条染色体上 VHL 基因表达

第二课 基因与免疫

免疫系统 是一个复杂而高度发展的体系。它的任务是简单的：去搜索和杀死入侵者。如果一个人出生时带有严重的免疫缺陷系统，易发生病毒、细菌、霉箘、或寄生虫感染而死亡。在严重的复合免疫缺陷中，酶的缺少意味着毒素废物侵入免疫系统细胞内杀死免疫细胞，这样便摧毁免疫系统。免疫系统细胞的缺乏还是迪乔治综合症的基础，胸腺的不确当的发展，既起因于过量的免疫应答又起因于一种“自动免疫进攻”（autoimmuneattack）。哮喘、家属性地中海热、和局限性回肠（肠炎病）全部起因于免系统的过量反应，而自动免疫多腺综合症和一部分糖尿病是由於免疫系统进攻了“自身”细胞和分子。当不能区分敌我时，免疫系统的一个重要作用是区分入侵细胞还是自身细胞应引起自动免疫疾病疫。

第一节 哮喘

哮喘影响美国包括儿童在内的人群超过 5%，它是以咳嗽为特征经空气传播的慢性炎症疾病。短促咳嗽胸部紧张。各种“确发”可以诱导疾病发生，或恶化哮喘发作。诱导“确发”因素包括病毒呼吸传染和受到如吸烟那样的刺激。哮喘的生理症状是由水肿引起的狭小空气通道（细胞组织空间流动），并从炎症细胞流入空气通道壁。

已知哮喘是一种“复杂”的遗传性疾病，这就意味着存在许多促使个人对疾病敏感的基因，染色体 5、6、11、14 全都和哮喘有关，有关这些基因在哮喘中的作用还不清楚，但根据研究，其中最基本的位置是在染色体 5 上。虽然哮喘在这位置上的基因还没有被特别确认，但已知这区域是应答哮喘炎症（包括细胞素、生长因素、生长因素受体）关键分子的基因编码区域。

特殊哮喘基因的探索正在进行，国际人类努力研究的得力助手是象鼠这样模型组织，鼠与人类一样，在它们染色体 11、13、18 上有同样的染色体 5 结构。对人类基因组这一区域基因的进一步研究将涉及到包括哮喘在内的特殊基因并能认识有关对哮喘发病机理起重要作用的生物学途径。

第二节 内分泌

内分泌系统是负责把激素释放至血液或淋巴中，内分泌系统缺陷由感染引起。梗塞或肿瘤破坏全部或大部分的腺体。然而，由于产生部分或全部破坏腺体结构的自动免疫反应，经常抑制免疫器官的活动。自动免疫疾病影响到一种器管后常继续损伤其它腺体，结果产生多腺体的疾病。

自动免疫多腺体综合症 1 型（APS1, 也称 APECED）是一种定位于染色体 21 的罕见自噬体隐性疾病。1997 年末，研究人员报道了他们分离出一种新型的基因，他们称它为 AIRE（自动免疫调节器）。数据搜索揭示出基因的蛋白产物是一种转录因子 — 一个在基因表达中起作用的蛋白质。研究人员显示这种基因突变归应于致癌基因 APS1.

APS1 基因缺陷的确认是朝向开发基因诊断疾病的第一步，基因及其功能的研究将进一步促进找到潜在的疾病治疗方法及增加我们对其它自动免疫疾病的总体机理的理解。

第三节 肠炎疾病

肠炎疾病（IBD）是在小肠和大肠引起炎症或溃疡的一组慢性炎症。IBD 既可分类为溃疡性肠炎又可为局限性回肠炎。溃疡性结肠炎影响到结肠和直肠的内层，局限性回肠炎扩张至肠壁的更深层。由于是慢性炎症，所以一生中会多次复发。

大约有 20% 的局限性回肠性病有家属史。就是有这种复杂的踪迹，才意味着在基因组不同位置上的几个基因可能引起疾病。这种疾病的敏感位点最近被定位于 16 号染色体。在这些区域中找到的候选基因包刮与炎症应答相关的几种基因，包括与 B - 淋巴细胞功能有关的 CD19；包括与白细胞粘结相关的 sialophorin；包括与微生物细胞粘合相关的 CD11 整合素束；在 IBDs 中改变对 IL- 4 调节功能感兴趣的白细胞介素 -4。

因为某些与局限性回肠炎相关的遗传因子也影响溃疡性结肠，所以，对局限性回肠疾病的研究可进一步理解 IBD 的两种类型。

第四节 迪乔治综合症

迪乔治综合症（DIGEORGESYNDROME）是一种罕见的先天性（例如，出身就有）疾病，个体之间临床表现差异很大，但最普遍的是包括经常发生感染史，心脏缺陷和面部结构特异。

迪乔治综合症是减数分裂（制造胚胎细胞和确认后代遗传差异的过程）重组发生差错，造成第 22 号染色体大量缺损所致。缺损意味着患有迪乔治综合症的病人在该区域中有几种基因不存在。出现疾病临床差异是与在染色体缺损中大量损失遗传物质有关。

虽然研究人员现在知道为正常发展胸腺和有关的腺体需要 DGS 基因，但扭转 DGS 的缺损是困难的。某些，例如心脏病患者和说话损伤者能通过外科或治疗获得效果，但免疫系统 T—细胞（由腺体产生）的缺损是更具挑战性，并需对基因重组和免疫功能作进一步研究。

第五节 家属性地中海热

家属性地中海热（FMF），大多数发生在非 -Ashkenazi Jewish,,Armenian,Arab 和 Turkish 中，每 200 人中就有一个患这种病。每五个多点人群就有一个疾病携带者。FMF 通常以周期性发热和腹膜炎（腹膜炎症）为临床特点的遗传性疾病。

在 1997 年，研究人员确认 FMF 基因并找到引起遗传性风湿病的几种不同基因突变。在染色体 16 上发现的基因给蛋白质作了编码，它几乎只有在对免疫应答起重要作用的白细胞上的粒细胞中发现。这种蛋白质可能在无“制动闸”作用的失活免疫应答控制下正常参与炎症产生过程。一种不适宜的全快速炎症反应就发生：FMF 侵袭。

基因突变的发现将有助于为 FMF 开发一种简单的血液诊断试验。随着对突变蛋白的确认，有可能容易认识到引起疾病侵袭的环境触发因素，有可能不仅对 FMF 而且还可能对其它炎症疾病使用新的治疗方法。

第六节 具有过量 -lgM 的免疫缺陷

具有过量 -lgM 的免疫缺陷，是一种罕见的以增加许多有问题的 lgM 抗体而无力产生足够量的 lgG 和 lgA 为特证的原发性免疫缺陷。具有 HIM 的个体对周期性的细菌感染敏感并增加自动免疫和早年患癌症的危险性。

在对一种新抗原正常应答中，B 细胞首先产生 lgM 抗体，随后 B 细胞打开产生 lgG,lgA 和 lgE. 就能产生更有效的保护组织和粘膜表面的抗体。来自 HIM 的最普遍现象是存在基因 TNFSF5 缺陷，TNFSF5 基因在 q26 的染色体 X 上被发现。正常状态下，基因产生一种 CD40 的抗原配位子(CD154)，一种在 T 细胞上对 B 细胞和其它免疫细胞上起到保证受体 CD40 作用的蛋白质。没有 CD154，B 细胞就不能接受从 T 细胞来的信号，就不能打开抗体产生 lgA 和 lgG. 免疫细胞之间缺乏 CD40 信号使得对 HIM 敏感的个体易受到如肺囊虫和隐孢子类的感染。

HIM 的治疗主要由有规律的 IV 取代失去的 lgG 和对感染的及时治疗。然而，长久和最终的免疫只有骨髓移植才能保持，当找到合适的供体时就能做到这一点。

第七节 严重的组合免疫缺陷

严重的组合免疫缺陷（SCID）代表了一组罕见的以很少或没有免疫应答为特证的有时是致死的先天性疾病。以普遍熟知的“气泡男孩”病为代表的 SCID 特点是特殊的白细胞（B- 和 T - 淋巴细胞）缺陷。白细胞保护我们免受外来病毒、细菌、和真菌的感染。没有功能性的免疫系统，SCID 病人很易对如肺炎、脑膜炎、和水豆这类疾病重复感染，出生时就会死亡。虽然易受外界入侵，但采用如骨髓和干细胞移植这种新的治疗方法，可以救活 80% 的 SCID 病人。

所有形式的 SIID，其半数是通过母系 X - 染色体伴性遗传，伴性的 SCID 起引于白细胞介素 2 受体伽码 (IL2RG) 基因的突变，正常情况下，伽码 (IL2RG) 基因产生常规的数个 IL 成分，IL2RG 激活一个重要的信号分子 JAK3。一旦位于染色体 19 上的 JAK3 引起突变，也能产生 SCID，有缺陷的 IL 受体和 IL 受体通道在区分入侵者及激活、过度发展调节其它免疫细胞方面起重要作用的 T - 淋巴细胞的过度发展。

SCID 的另一种形式是在染色体 20 上缺少基因编码腺苷脱氨基酶，这就意味着酶的底物累积在细胞中，受影响个体免疫系统的免疫淋巴组织细胞遭到严重损害或完全失去。所有形式的 SIID，其半数是通过母系 X - 染色体伴性遗传，伴性的 SCID 起引于百细胞介素 2 受体伽码 (IL2RG) 基因的突变，正常情况下，伽码 (IL2RG) 基因产生常规的数个 IL 成分，IL2RG 激活一个重要的信号分子 JAK3。一旦位于染色体 19 上的 JAK3 引起突变，也能产生 SCID。有缺陷的 IL 受体和 IL 受体通道防止在区分入侵者以及在激活、调节其它免疫细胞胞方面起重要作用的 T - 淋巴细胞过度发展。

SCID 的另一种形式是在染色体 20 上缺少基因编码腺苷脱氨基酶，这就意味着酶的底物累积在细胞中，受影响个体免疫系统的免疫淋巴组织细胞遭到严重损害或完全失去。

在 SCID 中心对“SCID 鼠”进行新治疗的探索中，其最重要的发展是培育包括 ADA、JAK3 和 IL2RG 这些缺乏的基因。可通过人类组分去重新认识损伤鼠的免疫系统。所以这些动物为生物医疗研究中研究正常或基因突变免疫系统提供了非常有用的模型。

第三课 基因与代谢疾病

代谢 是人体从所吃食品的脂肪、碳水化合物、和蛋白质中获得能量并合成所需分子的手段，代谢也是通过矿物质和维生素帮助酶反应的手段。

综合状态使发生在细胞中的酶催化反应变成复杂的网络。虽然本报告专指由代谢过程差错引起的疾病，但确实存在耐受系统差错的有效水平：一种酶突变经常地不是个体遭受疾病的原委。许多不同的酶可能完成修正同样的分子，可能有许多方发为各种代谢中间体获得最终结果。如果关键酶失效或者代谢机制途径受影响，只有此时会生病。

在这儿我们强调，对于基因已确认、克隆、和复制的代谢疾病，许多是代谢先天失调：由于是代谢酶突变的遗传因素，另一种是与调节蛋白和输送机制的突变有关。

第一节 BEST 疾病

通常以卵磷脂斑营养不良症二型为特证的 BEST 疾病是主要发生在 European Cancasians 的一种遗传疾病。虽然受影响患者经常显示出症状而且这些症的严重性很不相同，但具有这类疾病的患者总是在他们的早年逐步显示出失去视敏度。

BEST 疾病是一种常规染色体显性，换句话说，位于染色体 11 上 VMD2 基因的唯一复制发生突变可能引起疾病的发展。在他们失去视力前，具有这类疾病的患者在对应中心视觉的视网膜区域中积累了大量类似蛋黄（卵磷脂即是蛋黄的意思）物质。与其说打破了这些物质倒不如说形成与 BEST 疾病有关的逐渐丧失视觉的特征。

虽然已知 VMD2 基因功能局限于称为视网膜色素上皮的眼睛区域，但很少知道有关 VMD2 基因的蛋白质产物。根据 VMD2 蛋白质编码可能包括光受体成份的移去或加工的推测，VMD2 蛋白质功能的检测和动物模型的开发将是朝着未来理解 BEST 疾病的决定性的步履。

第二节 肾上腺脑白质营养不良症

肾上腺脑白质营养不良症（ALD）是一种罕见的遗传性代谢疾病，它影响年青男孩的 Lorenzo Odone, 它是在 1993 年的影片“Lorenzo’s oil”中报道的，在这种疾病中，失去了覆盖在脑神经上的脂肪（髓磷脂鞘），导致渐进性的神经功能丧失和死亡。

具有 ALD 疾病的患者，因为不会以正常的方式通过酶来分解脂肪酸，所以在他们的脑和肾上腺皮质中累积了高级的饱和、非常长键的脂肪酸。当 ALD 基因在 1993 年被发现后，人们惊叹是对应的蛋白质而不是酶，事实上是输送蛋白质家系中的成员，。关于输送蛋白质如何对脂肪酸酶的功能起作用，就这点而论，非常长链高级脂肪酸如何引起神经纤维上髓磷脂的失落仍是一个谜。直到最近在酵母菌酵母啤酒中曾找到所有有关 ALD 蛋白质的输送者后，才为人类疾病开发了白鼠模型。对白鼠模型的研究和其它分子生物学有进一步理解并加快有效治疗的程序。

第三节 戈谢病

戈谢病（Daucherdisease 发音“go-shay”）是一种由基因突变引起的遗传疾病。基因在正常情况下负责葡糖脑苷脂酶的作用，这种酶帮助人体分解成名为葡糖脑苷脂的脂肪。有戈谢病的患者，不能产生这种酶，因而也不能分解脂肪，这样就把脂肪累积在肝脏、脾和骨髓中。戈谢病能导致疼痛、疲劳、黄疸、骨损伤、贫血甚至死亡。

虽然戈谢疾病可能影响任何种族的人员，但对来自东欧（Ashkenazi）的犹太人影响更为普遍。在 Ashkenazi 犹太人口中，戈谢病是最普遍的遗传疾病，大约 1 /450 人的概率。在总体人口中，影响的概率是 1 /10 万，按照美国国家戈谢疾病基金的统计，有 2500 位美国人患戈谢病。

在 1991 年，酶取代治疗变成对戈谢病第一有效治疗方法，治疗由根据研究提供的改性型葡糖脑苷脂酶组成。治疗只要在门诊部进行。每隔两周治疗一次，每次花 1—2 小时。酶取代疗法能停止和经常逆转戈谢病的症状，让患者享受更好的生活质量。

第四节 葡萄糖、半乳糖吸收障碍

葡萄糖、半乳糖吸收障碍（GGM）是一种罕见的代谢障碍疾病，它是通过小肠内壁转化葡萄糖和半乳糖受障碍所引起的。GGM 是以生命第一天的早期患严重腹泻和脱水为特征的，如果乳糖（奶糖）、蔗糖（片状糖）、葡萄糖、和半乳糖不能从膳食中移去，就会很快引起死亡。在世界上发现的 200 个严重 GGM 患者中，其中一半人是起因于近亲结婚。总人口中至少有 10% 的人表现为不耐葡萄糖，然而，这些人群只表现出轻微的疾病症状。

GGM 是一种常规染色体隐性混乱，受此影响的个体在位于第 22 位染色体上遗传了两个 SGLTI 基因的缺陷拷贝。正常情况下，在小肠（称为腔）关闭空间，乳糖酶把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，而蔗糖酶把蔗糖分解成葡萄糖和果糖，由 SGLT1 的蛋白质产物然后把葡萄糖和半乳糖从小肠腔送至小肠细胞。而由 GGM 个体携带的突变产生失去功能的截短 SGLTI1 蛋白质，或出现不能转化小肠腔外葡萄糖和半乳糖的不适宜蛋白质，如果剩余的葡萄糖、半乳糖不能转化，身体脱水进入小肠腔就导致腹泻。

虽然不能治愈 GGM 疾病，但病人能通过在膳食中移去乳糖、蔗糖、和半乳糖的方法来控制他们的症状。出生前诊断为 GGM 的婴儿将付以以果糖为基准的取代公式，随后能否继续有正常的体格取决于以果糖为基准的固体膳食。具有严重 GGM 疾病的较大儿童和成年人也能采用以果糖为基准的膳食控制住他们的症状，并能显示出作为他们年令的改善葡萄糖允许量。

第五节 动脉粥样硬化

动脉粥样硬化，虽然年令到 40 或 50 岁才具有威胁性，但是一种能影响任何年令人群的疾病。它是一种以免疫系统细胞富胆固醇引起动脉狭窄为特征的疾病，它使能遗传或受环境影响的动脉粥样硬化的主要危险因素是：包括血液中胆固醇和三甘脂水平升高，高血压和吸烟。

能以几种不同形式存在的称为载脂蛋白 E 的蛋白质是一种在染色体 19 上找到的基因编码。它能从血液中移去过量的蛋固醇并将它带至肝细胞表面的受体上，一旦缺乏载脂蛋白 E，就会失去携送到受体上去的能力，就会导致增加一个人的血脂升高，随后出现动脉硬化的危险。

当前，激烈争论的焦点是脂质蛋白 E 的各种突变形式如何影响人体。因此，许多被提出的建议停留在他们的实验阶段，而鼠正在证明能用于人类疾病模型，在我们充分理解脂质蛋白 E 在血液中脂质含量规律的机理以前，仍需要作大量的研究工作。

第六节 眼睛脉络膜的螺旋状萎缩

遭受脉络膜的螺旋状萎缩以及视网膜面临渐进性失明的人群，全盲通常发生在 40 至 50 岁的年令。该疾病是一种先天性代谢障碍。

在染色体 10 上，找到引起螺旋状萎缩的基因突变，编码一种称为鸟氨酸酮酸转氨酶（OAT）。不同的 OAT 遗传突变引起疾病症状的严重性不同。OAT 把氨基酸鸟氨酸从尿环形式最后转化成谷氨酸盐。在螺旋状萎缩中，由于缺乏 OAT 功能，就增加了鸟氨酸的等离子水平。

现在知道在膳食中减少精氨酸有利于大多数病人，近来关于该疾病的研究包括：（1），研究等位基因（基因遗传的转位）相互作用的不同突变如何引起不同的疾病症状。（2），对鼠模型疾病的研究正在促使我们更好地理解疾病并希望达到治愈的目的。

第七节 糖尿病

糖尿病是一种影响人体制造和使用胰岛素的慢性疾病，激素必须把食物转化为能量。糖尿病很大程度上增加了视觉缺损、心脏病、肾脏衰竭、神经性疾病和其它疾病。在美国有 160 万受到 I 型糖尿病的影响，或青少年开始得糖尿病变更是严重的问题。

已经知道 I 型糖尿病具复杂的因素，即意味着有几种基因的突变影响疾病。例如，现在已经知道依赖胰岛素型糖尿病在位于第 6 条染色体上可能包含至少一个对 I 型糖尿病敏感的基因。虽然基因定位于还有抗原基因（正常产生免疫系统的分子不会攻其本生）的第六条染色体区域，但在这一位置上的突变如何真正地使病人发生危险还不清楚。

在 I 型糖尿病人中，人体免疫系统设置一种免疫，攻击它自身胰岛素和制造胰岛素的胰管细胞。然而，如何发生的机理还不清楚。

在人类基因组中，大约 10 个位点现在被发现似乎对 I 型糖尿病敏感，在这些中是：（1），在第 11 条染色体位点 IDDM2 上的基因。（2），

葡萄糖激酶基因，这是对帮助调节胰岛素分泌的葡萄糖代谢起关键作用的酶，它存在于第七条染色体上。

谨慎的病人保健和控制每日的胰岛素用量能较好地帮助病人获得健康。但为了防止常引起糖尿病的免疫应答，我们将需要用病鼠模型作实验，并进一步帮助我们理解在其它染色体上的基因如何增加病人的糖尿病危险性。

第八节 肥胖

肥胖是人体脂肪过量，它常损害健康。医生一般认为男子人体脂肪超过 25%、女子人体脂肪超过 30% 就是肥胖。众所周知，论证肥胖是诸如心脏病、糖尿病、高血压、中风、某些癌的形成等慢性疾病的危险因素。论证证明肥胖形成有多种原因：基因、环境、生理、和其它因素都起作用。

由脂肪细胞产生的激素 Leptin 大约三年前在鼠中发现的。随后人类 Ob 基因被定位于第七条染色体上，当大量脂肪储藏在脂肪细胞中时，Leptin 起着融脂作用，Leptin 被释放进血液中，并向大脑发出人体足够进食的信号。然而，大多数超重的人群在他们的血液中有高水平的 Leptin.. 其它分子的提示也对饱食有足够的感觉并对人体体重有影响。

Leptin 的发现已经使控制重量的分子研究进入研究的热潮，正在进行的基础研究发现整个网络信号促成激素和其它重要的角色。鼠已被确认为研究人类肥胖的非常有用的模型，并有助于开始阐明帮助控制人体重量的成分。由于有效减肥的市场是巨大的，药品公司正在和基础研究科学家并肩工作以便在控制人体重量的困惑中找到可能的药物靶点。

第九节 血红蛋白尿症

夜间发作的血红蛋白尿（PNH），其独特性迷惑血液家已一个多世纪。PNH 是以减少大量红细胞并出现血尿、血浆为特证的，在睡觉后明显。PNH 主要与血栓的高危险危害有关，最普遍的血栓出现在腹腔内的大静脉中。大多病人死于血栓。

在 PNH 血细胞中缺少一种称之为 PIG- A 的酶，它需要细胞抗基的生物合成。一部分在细胞外面的蛋白质经常被糖基磷基酰肌醇（GP1）抗基束缚于至细胞膜上。如果 PIG- A 缺乏的话，保护细胞免受血液中结构成分破坏的表面蛋白不会被固定，因此就缺少束缚能力，所以血细胞就被分解了。

在 X - 染色体上发现 PIG- A 基因。PNH 虽然不是遗传疾病，但是一种遗传障碍，一种获得性遗传障碍。受影响的血细胞克隆通过改变 PIG- A 至全面降低红细胞、白细胞（包括淋巴细胞）和血小板。血中不正常红细胞的比例决定了疾病的危险程度。

第十节 苯基酮尿酸症

苯基酮尿酸症是一种由缺乏苯基丙氨酸酶所引起的代谢遗传疾病。酶的缺乏导致精神发育迟缓、器官损坏和姿态异常。母亲患 PUK 严重地危及妊娠。

传统的 PKU 是一种常规染色体隐性遗传疾病，它是由在第 12 条染色体上发现的苯基丙氨酸（PAH）两个等位基因突变引起的。在男孩中，PHA 把苯基丙氨酸转化为酪氨酸。PHA 基因的两对突变意味着酶失去活性或失去效率，使孩子体内苯基氨基酸浓度达到毒素水平，在某些情况，PAH 的突变将产生一种称之为高苯基丙氨酸的表现型 PKU 温和形式。两种疾病是在 PHA 位点上不同突变的结果；在这种情况下，病人是 PAH 两种突变的杂合（基因的每一个拷贝有不同的突变），温和突变将占优势。

PKU 的形式曾在鼠中发现，这些模型组织正在帮助更好掌握这种疾病，并找到医治这种疾病的方法。仔细的膳食调理会使儿童获得正常生活，有这种病的母亲能生产出健康的孩子。

第十一节 雷弗素姆病

雷弗素姆病是一种罕见的隐性遗传的脂质代谢病，临床表现为慢性神经性炎、肌肉协调萎缩、色素性视网膜炎（渐进性视觉疾病）和共济失调。雷弗素姆病是以植烷酸在原生质和组织中的累积为特点的。植烷酸是叶绿素成分植醇的衍生物。

1997 年，确认了雷弗素姆病的基因，并定位第十条染色体上，基因的蛋白质产物 PAHX 是一种为植烷酸代谢所需要的酶，雷弗素姆病已经损坏 PAHX- 植烷酸水解酶，由于人类 PAHX 包含靶向过氧化酶的 PTS2 定位序列，所以可认为雷弗素姆病是一种过氧化酶障碍。

我们的身体不能合成植烷酸，我们必须从我们所有的食品中获得它，因此，加强用膳食来治疗植烷酸的缺损能获得有效的果。

第十二节 丹吉尔病

丹吉尔病（TD）是一种胆固醇转化的遗传障碍疾病，它由弗吉尼亚海岸丹吉尔孤岛而得名。TD 首次是在岛上一个五岁儿童身上确认，他有橙色扁桃体的特点，非常低的高密度脂蛋白（HDL）或富胆固醇和肝脾肿大。

TD 是由 9q31 染色体上 ABC1（束缚 ATP 的盒）的基因突变所致，ABC1 编码一种帮助细胞摆脱过量胆固醇的蛋白质，由血中的 HDL 微粒接纳过量的胆固醇并把它携带至肝脏，经肝脏加工胆固醇被整个身体细胞备用，患有 TD 病的个体不能从细胞中消除胆固醇，导致在扁桃体和起它器官中类积。这一重要的胆固醇输送基因的发现可以导致掌握 HDL 水平及在美国与主要危险冠状动脉病之间的相反关系。开发调节 HDL 水平的新药不仅帮助患 TD 的病人而且能帮助更多有 HDL 缺陷家属史的病人。

第十三节 泰—萨病

一种和 AshkenaziJews 有关的遗传性代谢障碍泰 - 萨病也已在 Ouebec 东南的法国加拿大人，Louisiana 西南的 Cajuns 人和世界的其他人群中发现。泰 - 萨病表现的严重性从婴儿到青少年随年令不同有所变化，形成麻痹、痴呆、视觉缺损、和早期死亡，或在漫长的成年期形成神经功能性障碍和精神病。

泰萨病是一种由第 15 条染色体上等位基因（HEXA）HEXA 突变引起的常规染色体隐性疾病。HEXA 是 Beta- 己糖胺酶 A 的 alpha- 亚基, 它发现在通过细胞为再循环降解大分子的溶酶细胞器中。正常情况下，beta- 己糖胺 A 帮助去降解称之为 GM2 神经节苷脂的脂质，但是，泰 - 萨病患者缺乏或只有少量的这种酶，就造成 GMZ 神经节苷脂在神经中的过量堆积，从泰 - 萨病表现的各种不同病情中看到神经变性进展首先取决于 GM2 神经节苷脂累积的速度和程度，其次取决于存在于人体中功能性 beta- 己糖胺酶的水平。

虽然由于泰 - 萨病鼠因为分解 GM2 神经节苷脂具有较少的变化途径而限制了它的用途，但仍然为泰萨病开发了鼠模型。随后对泰 - 萨病进行的一种神经节苷脂合成抑制剂治疗充满希望。由于对神经节苷脂危险性在婴儿出身前不清楚，因此对患病婴儿采用这种或那种方法治疗的有效性是非常有限的。逆转这危险的困难将使得很难为患病婴儿开发一种有效的治疗方法。然而，后一种治疗泰萨病的措施是有希望的，把这样的治疗方法与 DNA 和酶的荧光篩选程序在使用中结合起来将导致最终控制这种疾病。

第四课 肌肉和骨胳

骨骼 提供附着肌腱、能产生力量的肌肉抗基点。许多疾病是由对肌肉形成、功能起重要作用并连结组织的基因发生缺陷所引起的。(连结组织是一个包括骨骼、软骨、和腱在内的大课题)。

原纤维缺陷——是在产生强而韧性的组织中起重要作用的连结组织蛋白质 — 引起马方综合症（DMD），而骨骼畸形是在软骨中缺乏硫酸盐输送者所引起的。

肌肉细胞本身缺陷所造成的二种原发性疾病是杜兴（型）肌营养不良（DMD）和肌强直营养不良（DM），DM 是另一种“动力突变”疾病。亨廷登舞蹈病也同样如此，它与肌肉蛋白质激酶基因发生突变造成核甘酸酶重复扩展有关。DMD 与缺乏对维持细胞结构起重要作用的细胞支架蛋白、肌细胞增强蛋白有关。

而埃—克综合症基因已被定位。我们期待把蛋白质功能理解为疾病的基础。

第一节 杜兴型肌营养不良

杜兴型肌营养不良（DMD）是以肌肉假肥大性为特证的一组肌肉营养不良的疾病。DMD 是一种最流行的肌肉营养不良症，并以肌肉快速退化为特征的疾病，它发生在生命的早期阶段，全部是伴性的，主要影响男性，大约在世界范围内的发病率为 1 /3500 男孩。

在 X - 染色体上发现了 DMD 的基因，编码一个大的肌细胞蛋白。在肌肉细胞中为维持细胞结构支架需要肌细胞蛋白，可想象为通过把细胞支架内部成分固定至细胞膜表面来加强肌细胞。一旦失去了肌细胞蛋白，细胞膜就变得可渗透，细胞外面的组分就会进入细胞内，增加细胞内压直至肌细胞“爆炸“和死亡，随后的免疫应答就发生危险。

已有一种 DMD 的鼠模型，它有利于进一步论证我们对肌细胞蛋白正常功能和疾病途径的理解。尤其是，为弥补病鼠肌细胞蛋白的损失增加肌细胞蛋白生产的初步实验有希望成功。

第二节 埃 - 克综合症

也可叫做“软骨外胚层发育异常”的埃 - 克综合症是以短肢、侏儒症、多指（多脚趾，或多或少手指）、腕骨畸形、指甲营养障碍、部分唇裂、心脏变形和经常产前长牙为特证的罕见遗传性疾病。

引起埃 - 克综合症 EVA 的基因已被定位于染色 4 的短臂上。到目前为止，对健康 EVA 基因的功能还不清楚，自从提出了该疾病的分子机理，这就成为要回答这种疾病的最重要的问题之一。

埃 - 克综合症经常在 Lancaster County Pennsylvania 的老年辈 Amishcommunity 中找到。因为这组人群小而孤立的，所以能得到难得的机会去观察这一特殊人群一代又一代的情况。所观察到的遗传途径已指出这是隐性常规染色体疾病。（例如，获得双亲基因突变后，才对疾病的影响变得明显。）

第三节 马方综合症

马方综合症是一种结缔组织疾病，所以影响许多结构，包括骨胳、肺、心脏、眼睛和血管。该疾病通常以细长肢为特征，据信已影响 Abrahama Lincoln.

马方综合症是一种被定位到染色体 15 上 FBN1 基因的显性常规染色体疾病。FBN1 编码一种称之为原纤维蛋白，它是形成结缔组织弹性纤维的基础。没有这种原纤维提供的结构支持，许多组织是纤弱的，其严重性也由此而来，例如主动脉壁破裂。

Beta 封闭剂常用于控制某些马方综合症的心血管症状，然而，它们不能有效对付骨胳和眼睛疾患，这些疾患还很严重。在模型鼠中鼠原纤维合成、分泌物和结缔组织形成的研究将对进一步掌握人类马方综合症是有希望的。

第四节 肌强直症

肌强直症是一种肌肉收缩而力量减弱至松弛。具有这些症状后，肌肉也变软弱无力并消耗了。肌强直症能引起智力缺陷、头发脱落和白内障。这种罕见的疾病一般发生在年青人中，然而它能发生在不同的年令阶段并具有极为不同的危险程度。

在第 19 条染色体上找到肌强直基因，给骨肌肉中发现的蛋白激酶编码，这种基因编码可能起调节作用。

这种疾病的普遍特怔是它的症状随着每一代的出身变得更严重，这是因为一代一代基因错误复制导致基因组“AGC/CTG 三连体重复”扩大，同样的情况发生在亨廷病上。在 5 至 27 个的 AGC/CTG 复制拷贝之间不会对个体产生影响，至少需 50 个重复拷贝才会对肌强直病人产生影响，而影响更为严重的病人扩大至几千碱基对。

第五节 脊柱肌肉的萎缩

以脊柱运动神经元的死亡和随后的肌肉瘫痪为特征的脊柱肌肉萎缩（SMA）是一种引起儿童致命的最普通遗传神经肌肉疾病。SMA 发生的年令和严重性从由呼吸衰竭引起早期死亡的婴发生期（I 型）到减少预期寿命（2 型）、不能行走（2 型、3 型）的青少年温和发生期各不相同。

阐明疾病的原因认为，在染色体 5 上找到生存运动神经元基因（SMN1）的等位基因发生突变，使 SMA 成为隐性常规体疾病。典型解释 SMN1 缺损引起突变，或者也是位于染色体 5 上，称为 SMN2 的几乎同一基因取代了 SMN1。SMN1 和 SMN2 都给同一蛋白编码，但 SMN1 基因产生全尺寸的蛋白质，而 SMN2 基因产生截短的编码蛋白和少量的全尺寸蛋白，SMN1 基因都缺损引起 I 型 SMN，而当 SMN1 被 SMN2 取代增加 SMN2 的复制数量时，产生青少年型病。影响个体的 SMN2 基因数越多，全长的蛋白将产生越多，就产生温和的疾病形式。已知在产生 mRNA 中起关键作用的编码蛋白质 SMN1 和 SMN2 通过男孩表达出来，但只能在脊柱运抵神经元的特别高水平时才能找到。

SMN1 的功能目前通过鼠和转基因鼠在进行研究，这种蛋白和它的功能的特征甚至将导致在与帮助控制 SMN 发病危险性的基因治疗结合应用中充满希望。

第五课 运输者

存在 于细胞膜中的运输、通道和泵是保持离子在细胞中平衡的关键，是为从神经到组织传播信号所不可缺少的。

通道和运输中造成缺陷的结果是各不相同的, 取决于信道和运输的位置在哪里及输送什么。在心脏，缺乏钾离子通道就不能传导电子脉冲，导致在长 QT 综合症中看到心律不齐。在肺中，如不能在上皮细胞中输送钠和氯离子，就会导致囊细胞钎维化充血，这是最常见的一种遗传缺陷。彭德莱综合症看上去与硫酸盐输送缺陷有关。

第一节 囊扦维化

囊纤维化（CF）在今天的美国，是一种最常见的致命遗传性疾病，它使患者产生一种阻塞肺的厚而粘的肌肉，容易引起感染并出现终止在小肠起消化作用的胰腺酶阻滞。

CF 是由缺陷基因引起的，它编码于钠和氯（盐）输送者，该输送者是在肺和其它器官界线的上皮细胞中发现的。在这种基因中找到几百个突变，所有这些突变通过上皮细胞产生钠、氯运输缺陷。CF 临床表现的严重性直接与患者遗传特殊突变的特点有关。

由于在 1989 年发现 CFTR，所以 CF 研究明显加快，1990 年，科学家成功地克隆了正常的基因并在实验室把它加入到 CF 细胞中，校正钠、氯运输缺陷机制。这种基因治疗的技术在有限的患者中作了试验。然而，这种治疗并没有象原先期望的那么有效，在采用基因治疗之前，还需作进一步研究。同时，其它的实治疗也应证明有用于与 CF 的斗争。

第二节 听觉损失

听觉损失是相当普遍并可出现在从婴儿到老年的任何年令段。大约 1% 的婴儿患有重度听力障碍，其中一半是先天遗传，存在许多耳聋基因。而且在美国和欧洲人口中，引起听力障碍的最普遍原因是连结蛋白 26(Cx26)基因的突变。与囊纤维化一样，Cx26 有 3% 携带率，它引起大约 20% 的儿童耳聋。

Cx26 突变引起先天性综合症，非综合症的耳聋不会伴有如视觉缺损这类的症状。Cx26 被定位于染色体 13q11-12 并编码称为连结蛋白 26 的间隙结合蛋白，间隙结合蛋白是原生质膜通道，它让小分子和离子在毗邻细胞之间运动。内耳的间隙结合蛋 ` 白可能起保持钾离子体内平衡的作用，它对内耳的功能和听力是重要的。已认识到 Cx26 的突变可能破坏钾离子循环，因而出现耳聋。

发现 Cx26 突变是引起先天性听力损失，能帮助早期诊断听力损伤。耳聋早期诊断和治疗对语言和社会交际的开发是重要的。

第三节 畸形发育

畸形发育异常（DTD）是一种罕见的生长障碍，患有该种障碍的病人通常有短而畸形足、变形手关节。该疾病虽然在所有人口都能发现，但在 Finland 中尤为普遍。

发生在 DTD 中的基因突变定位于染色体 5 并编码一种新奇的硫酸盐运输者。它与 DTD 患者在不同组织中观察到的不寻常硫酸盐浓度相匹配。因为作为关节减震器的软骨，在它制造过程中需要硫酸盐，所以硫酸盐对骨关节是重要的。在软骨中添加负电荷有助于减震作用。

在充分认识医疗条件和开发有效的医疗方法前，必须进一步做大量的研究。

第四节 血友病 A

血友病 A 是一种遗传性血液疾病，主要影响男性，血友病是以缺乏凝血蛋白因子 VIII，使患者产生不正常渗血。Babylonian Jewe 在 1700 年前首先叙述了血友病，当王后 Victoria 把该病介绍给欧洲几个皇室家庭后才引起公众广泛注意。在 X 染色体上 HEMA 基因的突变引起血友病 A。正常情况下，女性有两个 X 染色体，而男性有一个 X 染色体一个 Y 染色体，因为男性仅在 X 染色体有任何基因的一个拷贝，他们不能象女性那样增加一个基因拷贝而消除危险。

因此，象血友病 A 这类与 X - 染色体有关的疾病在男性中更为普遍，凝血因子 VIII 的 HEMA 编码基因主要在肝脏中合成，它是与血凝结相关的许多因素之一，即便其它凝结因子仍然存在，只要凝血因子 VIII 单独缺损就足以引起血友病。

第五节 LONG-QT 综合症

LONG-QT 综合症（LQTS）起因于心脏钾离子通道的不正常结构，使受到影响的人感染加速心率失常。这就会导致突然丧失意识和引起突然的心脏病患者死亡。患有心脏病的青少年当他面对从锻炼至大声喧嚷的压力都会出现心脏瘁死的危险。

LQTS 通常是一种常规染色体显性遗传疾病，定位于染色体 11 上的 LQT1 发生突变，导致自己心脏钾离子通道发生严重缺陷，不能把电子传导脉冲至整个心脏。还可能存在其它基因，不确定地定位于染色体 3、6 和 11，它的突变产物可能导致或引发 LQT 综合症。

Beta 封闭剂常用于治疗疾病综合症，并对某些综合症病人产生效果。然而，普遍有效的治疗方法，比如避免激烈的体育锻炼和其它压力仍是有效的。有关上述讨论基因如何相互作用的研究应为 LONG-QT 治疗加速新的开发。

第六节 门克氏综合症

门克氏综合症是一种标志细胞吸收铜能力减弱的先天性代谢缺陷，特点为大脑严重变性及动脉病变，导致在婴儿期死亡。头发稀疏发脆并在显微镜下呈卷缩状。

门克氏疾病是患者不能输送铜的 X 连锁隐性性状遗传疾病，输送铜需要与制造骨胳、神经和其它结构相关的酶来执行。包括 I 型埃勒斯 - 当洛斯综合症在内的许多其它疾病，可能是等位基因突变的结果（例如，在同一基因上发生突变，但稍有不同的临床症状），有望对这些疾病的深入研究可有效用于对门克氏疾病的斗争。

如果在刚出生的头几个月里就加强治疗，铜组氨酸盐对某些患者呈现出增加生命的有效预期性。然而，这种治疗增加生命只能预期从三岁到十三岁，所以只能认为是一种缓冲作用。在鼠模型中存在相同的门克氏病的条件，对这类鼠模型的研究将能帮助阐明人类铜输送的机制，为门克氏患者开发有效的治疗方法。

第七节 彭德莱综合症

彭德莱综和症是造成 10% 遗传性耳聋的一种遗传性疾病，表现为先天性双侧神经性聋，伴甲状腺肿形成，而无甲状腺功能减退。最近发现的彭德莱综合症遗传病因为科学家一百多年的困惑作出了解释。

1997 年十二月，在 NIN’s 国家人类基因组研究机构，使用物理图谱来帮助缺认可能引起彭德莱综合症的异常基因。

正常基因标识一种 Pendrin 蛋白质，它只有在甲状腺有效水平中找到，且与大量硫酸盐输送密切相关。但这种蛋白质的基因发生突变时携带这种突变基因的患者将在临床上显示出彭德莱综合症。

因为甲状腺肿不总是只在患彭德莱综合症的病人身上找到，缺陷的 Pendrin 基因弄清楚原来与某些耳聋有关，而在次以前没有认识到这点。Pendrin 的发现还激发起把新的研究手段用于甲状腺研究，并改变硫酸盐输送在人类疾病中的作用。

第八节 成人多囊肾脏病

成人多囊肾脏疾病（APKD）是以在一个或两个肾脏中出现大囊、导致慢性肾衰竭为特怔的疾病。肾脏在人体中作用是，过滤血液中以尿和细胞外流动的浓缩氢、钠、钾、磷及其它离子形式出现的代谢最终产物。

1994 年欧洲多囊肾脏病协会从染色体 16 中分离出一种基因，染色体 16 在具有 APCD 的家属中遭到破坏。被 PKD1 基因编码的蛋白质是一种包含细胞 - 细胞间反应、细胞 - 基质间反应的整体薄膜蛋白。PKD1 在正常细胞中的作用可能与中间微管功能有关，如在薄中放置 Na(+),K(+)—ATPase

离子泵。程序性的细胞死亡或细胞凋亡可能也包含在 APKD 中，进一步搞清楚疾病的发病机制期待做进一步研究。

所以，称为“CPK”鼠是人类疾病众所周知的模型。期待对病鼠分子基础的究为提供更好理解人类疾病并希望出现更有效的医疗效果。

第九节 镰状细胞性贫血

镰状细胞性贫血（SCA）在美国是最常见的遗传性血液疾病，大约有 72000 个美国人受到影响或在非洲后裔美国人中的概率为 1 /500。SCA 是以发生疼痛、慢性溶血性贫血、和严重感染为特征的疾病。通常开始于儿童期。

SCA 是一种常规染色体隐性疾病，在染色体 11p15.4 发现的血红蛋白 Beta 基因突变引起贫血。携带 HBB 的频率在世界各地不同，由于携带者有点儿抗疟疾能力，所以高发率与高发疟疾地区有关。

大约 8% 非洲后裔美籍人是携带者。HBB 的突变导致产生结构不正常的 Hbs 血红蛋白（Hb）,Hb 是一种产生血蛋白的携氧蛋白，具带色特点。在某些如低氧或高浓度血红蛋白的条件下，具有 Hbs 血红蛋白的患者，其不正常的 Hbs 簇聚集，把受扰乱的 RBCs 变成镰刀形，改形并固定下来，结果就产生疼痛甚至形成危害性组织。

虽然到目前为止，SCA 还没有治愈的方法，但流质、止痛药、抗体、和输血的结合常用于临床治疗。一种抗肿瘤药羟基脲在防止疼痛危象方面已显示出效果。当患 SCA 的患者服用羟基脲时，诱导胎儿形成 Hb(HbF)，使胎儿期或新生期产生的正常 aHb，防止镰刀型贫血产生。已开发出的 SCA 鼠模型，正在成为有效治疗 SCA 的潜在新方法。

第十节 肝豆状核变性

肝豆状核变性是一种罕见的铜输送常规染色体隐性遗传疾病，由于产生铜的类积使毒素进入肝和脑，肝病是儿童中最常见的临床症状，神经性疾病在青年中是最常见的。眼睛角膜也受到影响：凯泽尔—弗莱舍尔环使角膜周围带深铜色环，它表示铜的沉积。

肝豆状核变性疾病（ATP7B）被定位于染色体 13 上，发现基因的顺序与由铜输送所引起的另一种门克氏疾病基因缺陷部分相似。编码束缚铜区域的相同顺序，它是与门克氏病蛋白非常相似的 P - 型 ATPase 越膜泵的一部分。

人类 ATP7B 基因的同源性已被定位于鼠的第八条染色体上，人类疾病在鼠中的可靠模型也是有用的（称为 Long-Evens Cinamon[LEC]rat）, 这些系数有利于研究铜的输送和肝病理生理学，将帮助开发治疗肝豆状核变性疾病的方法。

第十一节 泽尔韦格综合症

泽尔韦格综合症是一种影响儿童并能引起死亡的罕见遗传性疾病，异常问题在产前就发生了，肿大的肝、血液中高水平的铁和铜及视觉障碍是泽尔韦格综合症的主要临床表现。

被定位于染色体 12 的 PXR1 基因，发生突变就引起泽尔韦格综合症。PXR1 基因是在动物细胞，尤其在它们肝、肾和脑细胞过氧化物酶体 - 微体的表面发现的受体产物，虽然过氧化物酶体参与许多代谢方面的重要反应，但它的功能还不完全清楚。PXR1 受体为把酶输入过氧化酶体所必需，只有它功能发挥，过氧化酶体才能使酶发挥它们的重要功能，比如，细胞脂质代谢和代谢氧化作用。

酵母菌与人类有同原的 PXR1，它提供有力的分子遗传技术，将被用于细胞中过氧化酶体正常功能及发生在疾病状态分字水平的研究。