1 人類遺傳學及其應用 暨南大學資訊工程系 2003/04/22

2 人類遺傳學  遺傳現象  遺傳模式與遺傳不穩定性  人類遺傳學的應用  人類基因體計畫（ Human Genome Project ）  遺傳篩檢  基因療法（ Gene Therapy ）  DNA 指紋（ DNA Fingerprint ）

3 內容出處  DNA 的 14 堂課 Understanding DNA and Gene Cloning by Karl Drlica 周業仁譯 天下

4 背景知識  人類的體細胞（ somatic cell ）含有 23 對染色 體，其中兩條是性染色體。  Y 染色體：來自父親  X 染色體：來自母親 女性擁有 XX ，男性有 XY 。  人類 DNA 約有三萬個基因，基因的表現是由 蛋白質控制。

5 生殖細胞的多樣性

6 單一基因造成的疾病  顯性體染色體（ autosome ）疾病  隱性體染色體疾病  X 染色體關連疾病

7 顯性體染色體疾病  顯性：兩份基因中只要有一份帶有性質  通常患者雙親中至少一人患病  但若患者在發病前就死於其他原因，會讓人 誤以為那一代沒有患病  例子：亨丁頓氏舞蹈症  患者會失去控制肢體的能力

8 隱性體染色體疾病  隱性：兩份基因都要有同樣性質  只有一份基因變異者稱為帶因者（ carrier ）  父母都帶因則下一代有 1/4 機率患病  多數是例子因為酵素的生化性質出了問題  例子：  囊腫纖維變性  鐮形血球性貧血症  苯酮尿症（ phenylketonuria ）  戴薩克斯症（ Tay-Sachs disease ）

9 X 染色體關連疾病  男女遺傳模式不同，因為男性只有一份 X 。  患病男性不會將疾病傳給兒子  患病男性一定會將疾病基因傳給女兒  三種遺傳模式：  隱性 X 染色體關連疾病  顯性 X 染色體關連疾病  隱性 X 染色體關連疾病但使下一代男性死亡

10 隱性 X 染色體關連疾病  通常發生在男性身上。  病患的母親為帶因者，通常沒有症狀。  家族病史：患病者應該是舅舅與表兄弟。  有 50% 機率兒子會患病（從母方）。  若女兒患病，則患者父親一定是患者，母親 可能是患者或帶因。  例子：血友病（血液凝結出了問題）、色盲。

11 顯性 X 染色體關連疾病  男女都有，比例約為 1:2 。  患病的母親通常或會將疾病傳給半數的下一 代。  患病的父親只會將疾病傳給女兒，不會傳給 兒子。

12 隱性 X 染色體關連疾病但使下一代男 性死亡  不會有 X 染色體上攜帶疾病基因的父親。  若女性患者懷男胎兒，流產的機會很大。

13 多因子疾病  高血壓、痛風、糖尿病、消化性潰瘍等，沒 有明顯的遺傳模式，因此不容易研究與預測。

14 突變造成的疾病  每一代都可能發生突變，根據估計，任何一 個基因突變的機率約為十萬分之一。  許多突變對身體無害，因此新突變引起的疾 病的機率低於十萬分之一。（突變改變所生 成的胺基酸序列，但未必改變蛋白質的功能）

15 染色體異常疾病  唐氏症（ Down syndrome ）：患者第 21 號染色 體有 3 條，不是正常的兩條。  許多因素會影響到染色體異常的類型與發生 機率，但目前人類僅瞭解一小部分。科學家 確定的是，孕婦年紀越大，胎兒的染色體異 常機率越高。

16 遺傳的不穩定性  某些遺傳疾病，代代相傳，但病情會越來越 嚴重。  這令科學家很不解，因為 DNA 是很穩定的遺 傳物質。  後來發現，這些病情的嚴重性，與一些重複 的三核甘 (?) 酸序列有關，次數越多，越容易 罹病。  這類疾病通常是長大成人之後才會出現的神 經疾病。

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18 人類遺傳學的應用  人類基因體計畫（ Human Genome Project ）  遺傳篩檢  基因療法（ Gene Therapy ）  DNA 指紋（ DNA Fingerprint ）

19 人類基因體計畫  1980 年代中期開始。

20 遺傳檢測  指偵測某人是否帶有某種遺傳疾病的各種方 法。  細胞檢驗：查看胎兒的染色體是否有斷裂、重組、 數目不正確的情形。  血液分析：察看血液中是否有與遺傳疾病有關的 蛋白質。  DNA 檢測：分析是否含有與疾病有關的序列。

21 DNA 檢測  Restriction-fragment-length polymorphism ：  用限制酵素將 DNA 切割成許多片段，進行電泳分 離，然後運用轉移雜交法，找出 RFLP 。  準確度相當高。  CA-microsatellite DNA

22 親代篩檢  戴薩克斯症：退化性疾病，常見於中、東歐 猶太裔。  藉由成人篩檢，避免疾病基因的帶因者通婚，加 上人工流產，減少了 90% 以上的病例。

23 新生兒篩檢  苯酮尿症：因為體內不能正常代謝苯丙胺酸， 使得苯丙胺酸累積過量，導致病人智能遲鈍。  限制病人飲食中苯丙胺酸含量，症狀得以減輕。  鐮形血球性貧血症：罹患的新生兒容易受到 各種感染。  可施用抗生素預防。  新生兒檢驗不應用來檢驗不治之症，也不應 供父母做生育參考。

24 成人疾病檢測  冠狀動脈硬化：  血液中膽固醇含量過高，形成沈積物，塞住冠狀動脈。  因為低密度脂蛋白（ low density lipoprotein ）過高，與膽 固醇結合形成「壞膽固醇」。  某個基因會製造具有偵測壞膽固醇含量的受體，告訴細 胞停止製造膽固醇。  兩份基因中有一份失常，血液中膽固醇含量會比正常高 出 2 、 3 倍，而且在五十歲以前就會得心臟病。  兩份都出問題，膽固醇會比正常高出 6 到 8 倍，青少年階 段就會發病。

25  癌症 :  腫瘤抑制基因發生突變。  人體到了成年之後，大部分細胞分裂都減緩腳步， 細胞的 DNA 多少也發生突變。  從此一角度來看，癌症是經過多次突變而產生的 體細胞疾病。  若腫瘤抑制基因的缺陷早就存在於生殖細胞，則 先天比較容易患癌症。  腫瘤抑制基因的作用視組織而定，因此因遺傳而 患癌症的情形也隨組織種類而異。

26  p53 是主要的抗癌基因之一，所製造的蛋白質會 在 DNA 受損時阻止 DNA 複製。但這種情形本身並 不致癌。  p53 異常與 50 種以上的癌症有關連性，包括結腸 癌、肺癌、乳癌、子宮頸癌、尿道癌、膀胱癌、 皮膚癌。  乳癌：一般人五十歲以前患乳癌機率是 1% ，某些 家族則能高達 60% 。這與 BCRA1 基因異常有關。

27 基因療法  將正常的基因加入細胞，彌補基因的缺陷。  第一宗官方核准的基因治療實驗是用來治療 缺少腺甘 (?) 脫胺酉每（ adenosine deaminase ） :  缺少者會有免疫力不足的毛病。  研究人員抽出病童淋巴球，利用反轉錄病毒 （ retrovirus ）把正常基因送入其中，再把淋巴球 注射回病童體內。  類似的方法可用來對付囊腫纖維變性、膽固醇失 調與某些癌症。

28 基因療法要解決的技術問題  找出致病基因  研發更好的傳送基因方法  因為多數組織與器官細胞無法以人工培養，如腦細胞。  未來可能發明特致病毒，直接將基因帶入人體，送入細 胞之內。  某些種類的細胞只有很短的壽命，因此需不斷重新 加入人工改造的細胞。將來的一大突破可能是利用 改良的幹細胞（臍帶血），因為幹細胞能生存很久。

29 基因療法面臨的其他問題  生殖細胞系基因療法（ germ line gene therapy ）  遺傳物質傳遞決定權、下一代是否有權決定不接 受上一代的人工改造結果。  在小老鼠身上實驗成功，雖然目前技術尚不完善， 但基本原理用在人身上應該沒問題。 人類是否有基因改造的權力，以及基因改造的決定 權在誰身上。

30 用 DNA 技術驗明正身  查出親身父親、查明強暴案嫌疑犯有罪或是 冤枉等。  過去仰賴血型分析，但血型種類不多、血液 樣本保存不易。  除了同卵雙生外，每個人 DNA 都不同，而且 從人體各部位都可取得（髮根細胞、指甲）。

31  DNA 指紋術（ DNA fingerprint ）  不定數目重複序列（ VNTR, Variable number of tandem repeats ），出現在 DNA 多形區 （ polymorphism ）。  用限制酵素切割這種區域外圍，然後測量區域長 度。  由於人類染色體成對，因此多數每個 VNTR 區域 會有兩份。  可運用好幾區段的 VNTR ，以降低辨識錯誤機率。

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33 一堆相關問題  種族清算  歧視  墮胎  政府能否用來降低社會成本  保險業能否用來降低風險  雇主能否用來篩檢員工  因社會壓力或出於自願決定不生育

34 每個人的 DNA 資訊都是很重要的！ 不宜隨便透露。