蒙厚勤
摘要:在《遗传与变异》的教学中,有关人类遗传病的一些概念性的问题很容易出错,如遗传病会遗传吗?遗传病的同病异质性、遗传病与环境、肿瘤与遗传病的关系等。通过本文分析,希望有助于师生理解遗传病这一概念。
关键词:遗传病 同病异质 环境 肿瘤与遗传
遗传与变异是生物学教学中的重点与难点,其中涉及人类的遗传病,虽然内容不多,但一些概念性问题很容易出错,现分析如下,以便教师在教学中“慎言”,也为学生纠正对遗传病认识上的模糊不清。
一、遗传病真的可以“遗传”吗?
遗传病是指细胞内遗传物质发生改变而引起的疾病。就细胞而言,可以是生殖细胞(精子、卵子、受精卵),也可以是体细胞内的遗传物质发生改变;就发生改变的遗传物质而言,可以是基因(DNA)的改变(突变),也可以是染色体的改变(数目或结构改变),因此,遗传病能否传递给下一代,需要具体分析。
1.如果是由于患者体细胞内遗传物质的改变,不论是基因还是染色体的突变所引起的遗传病,只影响个体本身,与生殖无关联,致病的遗传物质无法传递给下一代,因此是不遗传的。如肿瘤,现代遗传学认为,大多数肿瘤是体细胞遗传物质改变,引起细胞的生长与分裂失控而形成,通常不会遗传。
2.如果是生殖细胞中遗传物质发生改变,情况比较复杂,通常生殖细胞主要指精子、卵子、受精卵。精子、卵子只有通过受精作用形成受精卵才会形成子代,因此,只需分析受精卵即可。受精卵中遗传物质主要存在于细胞质、细胞核(染色体)两处,如果是细胞质内遗传物质的改变引起的遗传病,则表现为母系遗传。即只有女性患细胞质遗传病时,才有可能传递给后代。男性患者因精子极小,几乎不含细胞质,通常不会传给后代。
如果是细胞核内遗传物质改变,即染色体及其上的基因(DNA)改变引起的遗传病,也可分以下几种情况:(1)染色体畸变,包括染色体结构与数目的改变。前者因涉及的基因改变比较多,往往引起严重的畸形,患者或流产或不能正常发育等,所以大多无法传递给下一代。如果是染色体数目畸变(增加或减少),在个体产生精子与卵子时,因不能进行正常的配对(联会),无法产生正常的精子与卵子,因此大多也不能传递给后代。(2)染色体上基因的改变,可以分为显性遗传与隐性遗传病。显性遗传病在后代的发病率很高,可以代代相传。隐性遗传病发病率很低,只是将致病基因代代相传。后代不一定会患病,实际上,这种遗传病的致病基因最多,每个家庭或多或少都有隐性致病基因。因婚配双方家族不同,相同的致病基因“相见时难”,后代发病率很低,所以致病基因可以代代相传,但“病症”传给后代的可能性很低。
3.现代遗传学认为。遗传病与环境关系密切相关,即使能代代相传的遗传病,因环境与遗传背景的改变,后代会出现外显率降低、表现度下降乃至不表现等现象。
4.即使能代代相传递的遗传病,如果其的危害程度大,直接影响到患者的生长发育,导致严重畸形或发育不全,在“自然选择”中会被淘汰,更难争取到繁殖后代的机会。如抗维生素D佝偻病、地中海贫血、性腺发育不良等,患者或早夭,或发育不良,也就无法传递给子代。
因此,大多遗传病是不“遗传”的。只有少数危害程度小,发病受环境影响较小,主要由基因突变引起的基因病,才有机会传递给后代。
二、遗传病的同病异质性
同病异质性就指遗传病与遗传物质改变不是一一对应关系,即表现型相同的遗传病,其基因型或染色体核型并不一定相同。据研究,大多数遗传病具有同病异质性。如先天性聋哑病,环境因素可以引起,遗传因素同样可以引发。在遗传因素引发的先天聋哑中,大多数是常染色体上的隐性致病基因引发(占70%左右),还有常染色体上的显性遗传与X连锁隐性遗传。即使在常染色体隐性遗传中,也有40多个不同的基因(基因座位)均可引起该病;常染色体上的显性遗传方式中,也有6个基因,属于X连锁隐性遗传的,也有4个基因。有的是因染色体畸变引起的。其他如先天愚型、白化病、血友病、色盲等,都有多个不同的基因。
三、遗传病与环境的关系
传统认为,遗传病是由于细胞内遗传物质的改变而导致的疾病,环境对遗传病的影响主要表现在环境诱导细胞内遗传物质的改变,从而导致遗传病,如环境污染、各种不利的物理与化学、生物因素都是导致遗传物质改变的原因。现代遗传学认为。遗传病发病与否和环境关系密切,很多遗传病只有在环境诱发下才会发病。比如,苯丙酮尿症,是由于体内基因缺陷,导体内苯丙氨酸代谢酶障碍,只有在摄入高苯丙氨酸的饮食时,才会诱发该病。控制饮食即可控制该病。
现代医学证实,哮喘、高血压、精神分裂症等很多疾病都有遗传因素,但是否发病,却与环境密切相关。
四、肿瘤是遗传病吗?
现代医学证实,肿瘤是一种体细胞遗传病。肿瘤的发生是遗传因素(基因突变或染色体变异)与环境因素共同作用的结果,环境中的致癌因素直接或间接作用于体细胞的遗传物质,引起染色体或基因的改变而导致细胞分裂失控,进而形成肿瘤。譬如肺癌,吸烟可以致癌,但人体内芳烃羟化酶(AHH)诱导的多态性是肺癌易感性的重要遗传因素。AHH能在人体内活化许多致癌的多环芳烃,包括吸烟时吸入的芳烃类,从而促进癌的发生。这种酶的可诱导性在人群中具有多态性,呈AD遗传方式,AHH活性高的人,易将香烟中的多环芳烃活化为致癌物,因此,这种人易患肺癌。
另外,科学研究发现,肿瘤的发生有种族差异、家庭聚集性等特征,也找到了部分“癌基因”,说明肿瘤既是一种体细胞遗传病,有的还是一种代代相传的基因病。
(责编 田彩霞)