蒙厚勤
摘要:在《遺傳與變異》的教學中,有關人類遺傳病的一些概念性的問題很容易出錯,如遺傳病會遺傳嗎?遺傳病的同病異質性、遺傳病與環境、腫瘤與遺傳病的關系等。通過本文分析,希望有助于師生理解遺傳病這一概念。
關鍵詞:遺傳病 同病異質 環境 腫瘤與遺傳
遺傳與變異是生物學教學中的重點與難點,其中涉及人類的遺傳病,雖然內容不多,但一些概念性問題很容易出錯,現分析如下,以便教師在教學中“慎言”,也為學生糾正對遺傳病認識上的模糊不清。
一、遺傳病真的可以“遺傳”嗎?
遺傳病是指細胞內遺傳物質發生改變而引起的疾病。就細胞而言,可以是生殖細胞(精子、卵子、受精卵),也可以是體細胞內的遺傳物質發生改變;就發生改變的遺傳物質而言,可以是基因(DNA)的改變(突變),也可以是染色體的改變(數目或結構改變),因此,遺傳病能否傳遞給下一代,需要具體分析。
1.如果是由于患者體細胞內遺傳物質的改變,不論是基因還是染色體的突變所引起的遺傳病,只影響個體本身,與生殖無關聯,致病的遺傳物質無法傳遞給下一代,因此是不遺傳的。如腫瘤,現代遺傳學認為,大多數腫瘤是體細胞遺傳物質改變,引起細胞的生長與分裂失控而形成,通常不會遺傳。
2.如果是生殖細胞中遺傳物質發生改變,情況比較復雜,通常生殖細胞主要指精子、卵子、受精卵。精子、卵子只有通過受精作用形成受精卵才會形成子代,因此,只需分析受精卵即可。受精卵中遺傳物質主要存在于細胞質、細胞核(染色體)兩處,如果是細胞質內遺傳物質的改變引起的遺傳病,則表現為母系遺傳。即只有女性患細胞質遺傳病時,才有可能傳遞給后代。男性患者因精子極小,幾乎不含細胞質,通常不會傳給后代。
如果是細胞核內遺傳物質改變,即染色體及其上的基因(DNA)改變引起的遺傳病,也可分以下幾種情況:(1)染色體畸變,包括染色體結構與數目的改變。前者因涉及的基因改變比較多,往往引起嚴重的畸形,患者或流產或不能正常發育等,所以大多無法傳遞給下一代。如果是染色體數目畸變(增加或減少),在個體產生精子與卵子時,因不能進行正常的配對(聯會),無法產生正常的精子與卵子,因此大多也不能傳遞給后代。(2)染色體上基因的改變,可以分為顯性遺傳與隱性遺傳病。顯性遺傳病在后代的發病率很高,可以代代相傳。隱性遺傳病發病率很低,只是將致病基因代代相傳。后代不一定會患病,實際上,這種遺傳病的致病基因最多,每個家庭或多或少都有隱性致病基因。因婚配雙方家族不同,相同的致病基因“相見時難”,后代發病率很低,所以致病基因可以代代相傳,但“病癥”傳給后代的可能性很低。
3.現代遺傳學認為。遺傳病與環境關系密切相關,即使能代代相傳的遺傳病,因環境與遺傳背景的改變,后代會出現外顯率降低、表現度下降乃至不表現等現象。
4.即使能代代相傳遞的遺傳病,如果其的危害程度大,直接影響到患者的生長發育,導致嚴重畸形或發育不全,在“自然選擇”中會被淘汰,更難爭取到繁殖后代的機會。如抗維生素D佝僂病、地中海貧血、性腺發育不良等,患者或早夭,或發育不良,也就無法傳遞給子代。
因此,大多遺傳病是不“遺傳”的。只有少數危害程度小,發病受環境影響較小,主要由基因突變引起的基因病,才有機會傳遞給后代。
二、遺傳病的同病異質性
同病異質性就指遺傳病與遺傳物質改變不是一一對應關系,即表現型相同的遺傳病,其基因型或染色體核型并不一定相同。據研究,大多數遺傳病具有同病異質性。如先天性聾啞病,環境因素可以引起,遺傳因素同樣可以引發。在遺傳因素引發的先天聾啞中,大多數是常染色體上的隱性致病基因引發(占70%左右),還有常染色體上的顯性遺傳與X連鎖隱性遺傳。即使在常染色體隱性遺傳中,也有40多個不同的基因(基因座位)均可引起該病;常染色體上的顯性遺傳方式中,也有6個基因,屬于X連鎖隱性遺傳的,也有4個基因。有的是因染色體畸變引起的。其他如先天愚型、白化病、血友病、色盲等,都有多個不同的基因。
三、遺傳病與環境的關系
傳統認為,遺傳病是由于細胞內遺傳物質的改變而導致的疾病,環境對遺傳病的影響主要表現在環境誘導細胞內遺傳物質的改變,從而導致遺傳病,如環境污染、各種不利的物理與化學、生物因素都是導致遺傳物質改變的原因。現代遺傳學認為。遺傳病發病與否和環境關系密切,很多遺傳病只有在環境誘發下才會發病。比如,苯丙酮尿癥,是由于體內基因缺陷,導體內苯丙氨酸代謝酶障礙,只有在攝入高苯丙氨酸的飲食時,才會誘發該病。控制飲食即可控制該病。
現代醫學證實,哮喘、高血壓、精神分裂癥等很多疾病都有遺傳因素,但是否發病,卻與環境密切相關。
四、腫瘤是遺傳病嗎?
現代醫學證實,腫瘤是一種體細胞遺傳病。腫瘤的發生是遺傳因素(基因突變或染色體變異)與環境因素共同作用的結果,環境中的致癌因素直接或間接作用于體細胞的遺傳物質,引起染色體或基因的改變而導致細胞分裂失控,進而形成腫瘤。譬如肺癌,吸煙可以致癌,但人體內芳烴羥化酶(AHH)誘導的多態性是肺癌易感性的重要遺傳因素。AHH能在人體內活化許多致癌的多環芳烴,包括吸煙時吸入的芳烴類,從而促進癌的發生。這種酶的可誘導性在人群中具有多態性,呈AD遺傳方式,AHH活性高的人,易將香煙中的多環芳烴活化為致癌物,因此,這種人易患肺癌。
另外,科學研究發現,腫瘤的發生有種族差異、家庭聚集性等特征,也找到了部分“癌基因”,說明腫瘤既是一種體細胞遺傳病,有的還是一種代代相傳的基因病。
(責編 田彩霞)