第四章 单基因病

性染色体上的基因所控制的遗传性状或遗传病，在遗传上总是和性别相关的。目前已知的性连锁遗传的致病基因大都在X染色体上，与性别相关联的遗传方式称为性连锁遗传（sexlinkedinheritance）。目前已知的X连锁隐性遗传病或异常性状有360种（1992年）。
1．X连锁隐性遗传 一种性状或遗传病有关的基因位于X染色体上，这些基因的性质是隐性的，并随着X染色体的行为而传递，其遗传方式称为X连锁隐性遗传（X-linked recessive inheritance,XR）.
以隐性方式遗传时，由于女性有两条X染色体，当隐性致病基因在杂合状态（XAXa）时，隐性基因控制的性状或遗传病不显示出来，这样的女性表型正常的致病基因携带者。只有当两条X染色体上等位基因都是隐性致病基因纯合子（XaXa）时才表现出来。在男性细胞中，只有一条X染色体，Y染色体上缺少同源节段，所以只要X染色体上有一个隐性致病基因（XaY）就发病。这样，男性的细胞中只有成对的等位基因中的一个基因，故称为半合子（hemizygote）。
红绿色盲可作X连锁隐性遗传病实例。色盲有全色盲（achromatopsis）和红色绿色盲（dyschromatopsia of theprotan and deutan）之分。前者不能辨别任何颜色，一般认为是常染色体隐性遗传；后者最为常见，表现为对红绿色的辨别力降低。呈X连锁隐性遗传，致病基因定位于Xq28。据报道，男性发生率7.0%,女性为0.5%.一个红绿色盲男患者（XbY）和正常辩色能力女性(XBXB)结婚，他们的女儿都应从父亲那里接受一个X染色体，从母亲那里得到一条正常的X染色体而成为致病基因携带者杂合了(XBXb)，他们的儿子必定由母亲那里接受一条XB，故辩色能力全部正常(XBY)。凡携带致病基因的女性(XBXb)与正常辩色男人结婚，下一代中，儿子有一半是正常(XBY)的，一半是绿色盲(XbY)，女儿中一半是致病基因携带者(XBXb)，一半则完全正常(XBXB)。因此，男性患者的父亲一定是患者，其母亲是致病基因携带者。这里可见“父传女，母传子”的交叉遗传（criss-crossinheritance）现象，如果女性携带者(XBXb)与男性患者(XbY)s结婚，后代中，女儿1/2可能发病，1/2可能为携带乾，独生子中发病者和正常者各占1/2。
yixueyichuanxuejichu045.jpg一例红绿色盲系谱
图4-6 一例红绿色盲系谱
从图4-6红绿色盲系谱分析，男性红绿色盲患者I1（XbY）和正常辩色能力女性I2结婚，他们的女儿全部是杂合子(Ⅱ1,3,5,7)，因为儿了(Ⅱ9)只能从母亲处得到XB，故表型正常，在下一代中，携带致病基因的女性（XBXb）与正常男性(XBY)结婚时，他们的儿子有1/2可能是正常的(XBY)，1/2可能是红绿色盲(XbY)(Ⅲ3,6,7,8,11)，女儿中1/2可能是携带者（XBXb），1/2可能完全正常（XBXB），这样出现代与代间明显的间隔遗传现象。该系谱先证者Ⅲ8的妹妹Ⅲ9,10姨表姐妹Ⅲ4,5,12,-14虽表型正常，但有1/2可能是携带者，她们结婚后也有可能把致病基因传给儿子。
从红绿色盲系谱中，可反映出X连锁隐性遗传系谱和特点，表现在：①男性患者过远多于女性患者，系谱中的病人几乎都是男性；②男性患者的双亲都无病，其致病基因来自携带者母亲；③由于交叉遗传，男患者的同胞、舅父、姨表兄弟、外甥中常见到患者，偶见外祖父发病，在此情况下，男患者的舅父一般正常；④由于男患者的子女都是正常的，所以代与代间可见明显的不连续（隔代遗传）。
2．X连锁显性遗传 一些性状或遗传病的基因位于X染色体上，其性质是显性的，这种遗传方式称为X连锁显性遗传（X-linked dominant inheritance），这种疾病称为X连锁显性遗传病。目前所知X连锁显性遗传病不足20种。
由于致病基因是显性的，并位于X染色体上，因此，不论男性（XAY）和女性（XAXa）只要有一个这种致病基因XA就会发病。与常染色体显性遗传不同之处是，女性患者既可将致病基因传给生子，又可以传给女儿，且机会均等；而男性患者只能将致病基因传给女儿，不传给儿子。由此可见，女性患者多于男性，大约为男性的1倍。另外，从临床上看，女性患者大多数是杂合子，病情一般较男性轻，而男患者病情较重。
抗维生素D佝偻病（vitamin D resistant rickets, VDRR）可以作为X连锁显性遗传病的实例。VDRR是一种以低磷酸血症导致骨发育障碍为特征的遗传性骨病。患者主要是肾远曲小管对磷的转运机制有某种障碍，困而尿排磷酸盐增多，血磷酸盐降低而影响骨质钙化。患者身体矮小，有时伴有佝偻病等各种表现。患者用常规剂量的维生素D治疗不能奏效，故有抗维生素D佝偻病之称。从临床观察，女性患者的病情较男性患者轻，多数只有低血磷，佝偻症状不太明显，表现为不完全显性，这可能是女性患者多为杂合子，其中正常X染色体的基因还发挥一定的作用。
男性患者（XHY）与正常女性（XhXh）结婚，所生子女中，儿子全部正常，女儿全部发病；女性患者(XHXh)与正常男性(XhX)结婚，子女中正常与患者各占1／2。
图4－7是抗维生素D佝偻病系谱，女性患者I1(XHXh)产生两种配子，她与正常男性结婚，理论上子女正常与患者各占1／2，故Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3都可能发病，Ⅱ3的子女Ⅲ12，13，14也可能发病；但男性患者与正常女性结婚，由于男性患者把致病基因只传给他的女儿，不传给儿子，所以Ⅲ12和Ⅲ14的女儿（Ⅳ18，Ⅳ21）都发病，儿子（Ⅳ19，Ⅳ20）正常。同时可见到上代传给下代的连续性。女性（Ⅲ3、4、6）患者只有低血磷，没有佝偻病。本系谱可以反映出X连锁显性遗传特点，表现在：①女性患者多于男性，女性患者（Ⅲ3、4、6）病情较轻，只有低血磷；②患者双亲之一必定是患者，女患者都是杂合子，她们的致病基因可传给儿子和女儿，但男患者的致病基因只传给女儿，因此系谱中男患者的女儿全部发病；③可看到连续两代以上都有患者。
3．Y连锁遗传 如果致病基因位于Y染色体上，并随着Y染色体而传递，故只有男性才出现症状。这类致病基因只由父亲传给儿子，再由儿子传给孙子，女性是不会出现相应的遗传性状或遗传病，这种遗传方式称为Y连锁遗传（Y-linked inheritance）。由于这些基因控制的性状，只能在雄性个体中表现，这种现象又称为限雄遗传（holandric inheritance）。
yixueyichuanxuejichu046.jpg一例抗维生素D佝偻病系谱
图4－7　一例抗维生素D佝偻病系谱
迄今报道Y连锁遗传病及异常性状仅10余种。我国发现一个视网膜色素变性的家系，4代共26人中，8例患者均为男性，女性正常且后代亦无患者，很可能属Y连锁遗传,有待进一步证实。另外耳毛性状呈Y连锁遗传较多见。
除上述几种基本遗传方式外，尚有2种特殊情况：
（1）从性遗传：从性遗传睡性连锁遗传的表现都与性别有密切关系，但它们是两种截然不同的遗传方式。性连锁遗传的基因位于性染色体上，而从性遗传的基因位于常染色体上，致病基因性质有显性和隐性之别。这种常染色体上的基因所控制的性状，在表现型上受性别影响而男女性分布比例或表现程度上的差别，这种遗传方式称为从性遗传（sex-influrenced inheritance）。
原发性血色病（primaryhematochromatosis）可作从性遗传方式的实例。本病为一种遗传性铁代谢障碍，其特征为含铁血黄素在组织中大量沉积，造成多种器官损害，典型症状是皮肤色素沉着、肝硬化、糖尿病三联综合征，症状发生较迟，由于铁质蓄积达到15－30g方产生症状，所以80％病例在40岁以后发病。本病致病基因在常染色体上，但男性多于女性10-20倍，而且女性发病较迟，这是因为女性通过月经、妊娠和哺乳，一生顺可丧失铁10-35g，故难以表现铁质沉着症状。
遗传性早秃（hereditaryalopecia）为常染色体显性遗传病，男性显著多于女性，女性仅表现为头发稀疏，极少全秃，杂合子（Bb）男性会出现早秃；相反，女性杂合子(Bb)不出现早秃，只有纯合子（BB）才出现早秃，这也是从性遗传的一例。
（2）限性遗传；一种遗传性状或遗传病的致病基因位于常染色体或性染色体上，其性质可以是显性或隐性，但由于性别限制，只在一种性别得以表现，而在另一性别完全不能表现，但这些基因都可以向后代传递，这种遗传方式称为限性遗传（sex-limited inheritance）。例如，子宫阴道积水（hydrometrocolpos）由常染色体隐性基因决定，因此，女性只有在纯合子才表现相应症状，男性虽有这种基因但不能表现该性状，然而这些基因都向后代传递。
上述从性遗传和限性遗传特点可见，并非所有表现出性别差异的遗传性状或遗传病都是性连锁遗传，在常染色体遗传病中有时也可见到性别差异，应注意加以区别。

1．两种单基因病的致病基因分别位于不同对染色体上，在临床上，一个家系中如果出现两种单基因病患者，在大多数情况下，其遗传方式受孟德尔自由组合律制约。假设一个并指症（并指完全，伴有掌、跖骨融合）女性与一个甲型血友男患者结婚，生育了一个男孩，其并指症状与母亲类同，他们要求再生一孩子，试问后代子女发病风险如何？
并指症是常染色体性遗传病，因此母亲的基因型为XXBb,甲型血友病是X连锁隐性遗传病，男性是半合子发病，所以父亲的基因型是XhYbb。从图4－8可以看出，他们后代的女孩中，有50％可能患并指症伴甲型血友病携带者，50％可能是甲型血友病携带者；男孩中，50％可能是并指症，但有50％可能正常。
yixueyichuanxuejichu047.jpg两种致病基因在不同染色体上的自由组合
图4－8 两种致病基因在不同染色体上的自由组合
B：并指症基因；h：甲型血友病基因
2．两种单基因病基因位于同一染色体上 有时患者有两种单基因遗传病，如果这两种致病基因位于同一染色体上，它们将表现为连锁遗传，其遗传方式受连锁与交换律制约。例如，红绿色盲与甲型血友病的基因都是在X染色体上，所以彼此连锁。假定两者间交换率是10％。如果父亲是红绿色盲，母亲外表正常，已生出一个女儿是红绿色盲，一个儿子是甲型血友病，试问他们以后所生的孩子中，这两种遗传病的发病风险如何？能生出正常的后代吗？
从一个女儿是红绿色盲来看，母亲必然是红绿色盲基因（b）的携带者，再从一个儿子是甲型血友病来看，母亲也必然是甲型血友病基因（h）的携带者。但是，这两种致病基因分别位于两条染色上。父亲是红绿色盲患者，所以有红绿色盲基因（b）。从图4－9可以看出，他们后代的女孩中，50%可能是正常的，50％可能患红绿色盲；男孩中，45％可能患红绿色盲，45％可能患甲型血友病，5％可能同时患这两种病，只有5％可能是正常的。
yixueyichuanxuejichu048.jpg两种X连锁隐性遗传病的连锁和交换
图4－9 两种X连锁隐性遗传病的连锁和交换
h：甲型血友病基因：b：红绿色盲基因
综上所述，研究两种基因病伴随遗传规律，在遗传咨询时估测遗传病患者后代发病风险是重要的。
3．两对基因的相互作用 先天性聋哑是一个较常见的两对基因相互作用的例子。假定在不同座位上的两套以上的隐性基因中，只要任何一个座位是隐性纯合子，就出现聋哑。
（1）聋哑双亲生育的子女可以是全部聋哑或全部正常
DDee×DDee→DDee
ddEE×ddEE→ddEE
DDee×ddEE→DdEe 全部正常
（2）不同家系的聋哑尊重亲生育正常听觉子代相互结婚，有较高机会出现聋哑儿女
 即正常听觉占9/16,聋哑占7/16

遗传异质性(heterogeneity)是指表现型一致的个体或同种疾病临床表现相同，但可能具不同的基因型，称为遗传异质性。由于遗传基础不同，它们的遗传方式、发病年龄、病程进展、病情严重程度、预后以及复发风险等都可能不同。研究表明，遗传病病种增多的原因不仅是由于发现了新的疾病，而是从已知的综合征中分出了亚型，即遗传异质性的存在。遗传异质性几乎成为遗传的普通现象。例如视网膜色素变性（retinitis pigmentosa,RP）是最常见的致盲的单基因遗传眼病之一，主要表现为视网膜萎缩、夜盲和视野缩小，多为双眼发病，致中年或老年进完全失明。
RP的遗传方式具有遗传异质性，即可以有AD、AR、XR连锁遗传，可能还有Y连锁遗传。遗传方式不同的RP，一般其遗传基础也不同，因而伴随的综合征的以及始发年龄、主要病情变化特征（XR常伴高度近视，AR和AD多为低度近视）、病程进展（AD快，AR慢）、预后情况（AD较轻，AR致盲）也有差异，甚至还可区分为其他不同亚型。
现知，XL的RP2基因定位于Xp11.4-11.23,XL的PR3基因定位于Xp21.1,AD的RP基因定位于8p11-q21。因此，普遍认为RP是多个基因座位上RP基因所引起的一组具有临床亚型的视网膜退行性病变的遗传性疾病。

1．母系遗传 母系遗传（maternalinheritance）是指核外染色体所控制的遗传现象。例如Leber遗传性视神经病（Leber’s heredi tary optic neuropathy,LHON），也称Leber病。其主要病变为视神经退行性变，发病较早，表现为急性亚急性视力减退，中心视野丧失最明显。此病发病机制一般认为是由于mtDNA点突变导致其第11778位精氨酸→组氨酸（多见）及细胞色素b第15257位天冬氨酸→天冬酰胺。前者使编码呼吸链NADH脱氢酶mtDNA第340位精氨酸被组氨酸取代，改变了mtDNA阀间构型，导致NADH脱氢酶活性降低，线粒体产能下降，因而对需能量多的视神经组织损害最大，久之导致视神经细胞退行性变，直至萎缩。
由于mtDNA为母系遗传，因此由mtDNA基因突变所致的Leber病也遵循母系遗传的传递规律，即患者都与母亲有关。男性患者的后代中尚未见有直接传代者。但并非女性患者的后代全部发病，而且发病年龄也不一致；甚至一些女性患者本身表型正常，但可将本病传给下一代。母系遗传的特点：①母亲将她的mtDNA传递给儿子和女儿，但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代；②人的细胞里通常有上千个mtDNA拷贝，在突变体和正常mtDNA共存的细胞中，mtDNA在细胞的复制和分离过程中发生遗传漂变，可导致子细胞出现三种基因型：纯合的突变体mtDNA、纯合的正常mtDNA、突变体和正常的mtDNA的杂合，这是由于mtDNA的遗传不遵循孟德尔定律，被随机分配到子细胞中所致;线粒体病发病有一阈值，只有当异常的mtDNA超过阈值时才发病。女性携带者的细胞内突变的mtDNA未达到阈值或在某种程度上受核影响而未发病，但仍可以通过mtDNA突变体向下代传递。女性患者细胞里mtDNA同样可能存在杂合性，子女中得到较多突变mtDNA的个体发病，得到较少的病情较轻或不发病。
2．遗传印记 根据孟德尔的遗传定律，当一个性状从亲本传给子代，无论携带这个性状的基因或染色体来自父方或母方，所产生的表型效应是相同的。但是目前发现同一种染色体（或基因）的改变由于不同性别的亲本传给子女时可以引起不同的疾病。例如，Prader-Willi综合征（PWS）和Angelman综合征（AS）是两种不同的遗传病，但都有共同的15q11-13缺失。父源染色体缺失时临床上为PWS，而母源染色体缺失时表现为AS。这提示来源不同的等位基因有不同的表达。某些常染色体显性遗传病的发病年龄和病情轻重似乎与传递基因亲本有关。慢性进行性舞蹈病患者发病年龄一般在30-50岁，但有5％-10％患者在20岁以前发病，且病情严重，这些患者致病基因均由父亲遗传。母亲遗传者，子女发病年龄多在40-50岁。囊性纤维化（cystic fibrosis,CF）是一种常染色体隐性遗传病，已发现某些CF患者的二条7号染色体均来自母亲，即单亲二体性（uniparental disomy,UPD）。人类的胚胎发育也有类似现象,拥有父源两套染色体的受精卵发育成葡萄胎,而拥有母源两套染色体的发育成卵巢畸胎瘤。此外，无论是双雄三倍体还是双雌三倍体都发育成畸胎儿。因此，正常的胚胎发育必须拥有亲代双方染色体或基因组。一些胚胎性肿瘤中也存在亲源性非随机的染色体或基因丢失现象，而且主要是母源染色体的丢失。如散发的肾母细胞瘤（Wilms trmor）有11p13-15的基因丢失，且皆来自母方，而遗传型基因丢失多来自父方；遗传型视网膜母细胞瘤（Rb）中有13q14杂合性丢失（LOH），且丢失的多为母系源Rb基因（详第九章）。
目前已知，至少有数十种遗传病存在着遗传印记现象，这种现象很难用经典的孟德尔定律来解释，也不能用性连锁遗传、线粒体遗传及多基因遗传来回答。近年来，揭示了一种新的遗传现象，即基因组印记（genomic imprinting），亦称遗传印记（geneticimprinting），是指来自双亲的基因或染色体存在着功能上的差异，因而子女来自父方与来自母方的基因表达可以不同。这是由于基因在生殖细胞分化过程中受到不同修饰的结果。换言之,遗传印记是一种依赖于配子起源的某些等位基因的修饰现象.一些基因在精子生成过程中被印记，另一些基因在卵子生成过程中被印记，被印记了的基因，它们的表达受到抑制。
遗传印记现象已在哺乳动物和人类中确认，但对印记现象的机理仍了解很少。据推测DNA的甲基化可能遗传印记的分子机理之一。在精子和卵子中一些基因甲基化程度不同，高度甲基化（被印记）的基因不表达或表达程度降低，当胚胎发育过程中发生去甲基化时，这些基因即开始表达。总之，基因的印记影响到性状或许多遗传病和肿瘤的发生，影响发病年龄、外显率、表现度，甚至遗传方式。在对某些不能用经典孟德尔定律解释的遗传现象时，用遗传印记可以得到合理解释。

蛋白质性质是由DNA分子上碱基数量和顺序决定的。如果DNA分子的碱基数量或顺序发生变化，由它编码的蛋白质结构就发生相应的改变。由于基因突变导致蛋白质分子质和量异常，从而引起机体功能障碍的一类疾病称为分子病（molecular disease）。
分子病种类很多,根据各种蛋白质的功能可将分子病分为运输性蛋白病、凝血及抗凝血因子缺乏症、免疫蛋白缺陷病、膜蛋白病、受体蛋白病等.

血红蛋白病（hemoglobinopathy）是指由于珠蛋白分子结构或合成量异常所引起的疾病。它是人类孟德尔或遗传病中研究得最深入、最透彻的分子病，是运输性蛋白病的代表，是研究人类遗传机理的最好模型。据估计，全世界有一亿多人携带血红蛋白病的基因，我国南方发病率较高，因此，血红蛋白病是最常见的遗传之一。

1．人类血红蛋白的组成和发育变化 每个红细胞内含有约28000万个血红蛋白分子，每个分子由四个亚单位构成，每一个单位由一条珠蛋白肽链和一个血红素辅基组成，即血红蛋白分子是由二对珠蛋白链构成的球形四聚体（图4－10）。其中一对是类α链（α链和ξ链），由141个氨基酸组成；另一对是类β链(ε、β、γ和δ链)，由146个氨基酸组成。由这6种不同的珠蛋白链组合成人类的6种不同的血红蛋白，即Hb Gower1(ξ2ε2)、HbGower2、(α2ε2)、HbPortland(ξ2γ2)、HbF(α2γ2)、HbA(α2β2)和HbA2(α2δ2)。其中γ链有两种亚型，即Gγ2和Aγ2，因此HbF有两类：α2Gγ2和α2Aγ2，前者的第136位氨酸为甘氨酸，后者为丙氨酸。
上述各种血蛋白在发育的不同阶段先后交替出现（图4－11）。在胚胎发育早期，合成胚胎血红蛋白HbGowerl、HbGower2和HbPortland。胎儿期（从8周至出生为止）主要是HbF。成人有3种血红蛋白：HbA，占95％以上；HbA2，占2%-3.5%；HbF，少于1.5%。
2．人类珠蛋白基因人类珠蛋白基因分为两类：一类是类α珠蛋白基因簇（α-likeglobin gene cluster），包括ξ和α基因；另一类是β珠蛋白基因簇（β-like globin gene cluster）,包括ε、γ（Gγ和Aγ）、δ和β基因。
（1）类α珠蛋白基因：人类α珠蛋白基因簇位于16p13，每条染色体上均有两个α珠蛋白基因，因此，二倍体细胞中共有4个α基因，每个α基因几乎产生等量的α珠蛋白链。此外，在类α珠蛋白基因簇中，还包括两个ξ基因和一个假基因Ψα，这些基因紧密连锁其排列顺序如图4－12所示。
yixueyichuanxuejichu049.jpg血红蛋白结构示意图 血红蛋白四聚（四级结构）
yixueyichuanxuejichu050.jpg血红蛋白结构示意图 血红蛋白单体的三维空间结构
图4－10 血红蛋白结构示意图
A：血红蛋白四聚体（四级结构）
B：血红蛋白单体的三维空间结构
yixueyichuanxuejichu051.jpg人类血红蛋白类型及基发育过程中的演变
图4－11 人类血红蛋白类型及基发育过程中的演变
yixueyichuanxuejichu052.jpg人类α珠蛋白基因簇和人类β珠蛋白基因簇的结构及排列顺序
图4－12 人类α珠蛋白基因簇和人类β珠蛋白基因簇的结构及排列顺序
（2）类β珠蛋白基因：人类β珠蛋白基因簇分布于11p15，每条11号染色体上只有一个β珠蛋白基因，基因簇内各成员也都紧密连锁，其排列顺序如图4－12。类β珠蛋白基因簇的排列顺序与以育过程中的表达次序完全一致。
（3）珠蛋白基因的结构：类α与类β珠蛋白基因的结构相似，都含有3个外显子和2个内含子（IVS2和IVS2）。α珠蛋白基因中的IVS1和117bp组成，位于31和32密码子之间，IVS2由149或140bp组成，位于99和100密码子之间。类β基因中的IVS1含130bp，位于30和31密码之间，IVS2大约含850bp，位于104和105密码子之间。

血红蛋白病可分为两大类，即异常血红蛋白病和地中海贫血。 1．异常血红蛋白病 异常血红蛋白（abnormalhemoglobin）是指由于珠蛋白基因突变导致珠蛋白肽链结构异常，如有临床表现者称为异常血红蛋白病或异常血红蛋白综合征。至今全世界已发现异常血红蛋白471种。国内已发现60种，其中20种是世界首报。尽管异常血红蛋白种类繁多，但仅约40％的异常血红蛋白对人体有不同程度的功能障碍。 （1）异常血红蛋白病的类型： 1）镰形细胞病（sickle cell disease）：此病主要见于黑人。该病系由于β链第6位谷氨酸被缬氨酸取代，形成HbS，导致电荷改变，在脱氧情况下HbS聚合形成长棒状聚合物，使红细胞镰变，由于镰变引起血粘度增高，导致血管梗阻性继发症状，一过性剧痛（肌肉骨骼痛、腹痛），急性大面积组织损伤，心肌梗塞可致死，镰变细胞的变性降低还可引起溶血。HbS纯合子（HbSHbS）表现为镰形细胞性贫血，杂合子（HbAHbS）表现为镰形细胞性状，大部分无症状，但也可有轻度慢性贫血。 2）不稳定血红蛋白病（unstable hemoglobinpathies）:已发现的不稳定血红蛋白在80种以上。由于Hb不稳定容易自发（或在氧化剂作用下）变性，形成变性珠蛋白小体（Heinz小体）。Heinz小体粘附红细胞膜上，导致了离子通透性增加；另外，由于变形性降低，当红细胞通过微循环时，红细胞被阻留破坏，导致血管内、外溶血。不稳定Hb病一般呈常染色体显性遗传（不完全显性），杂合子可有临床症状，纯合子可致死。临床表现与Hb不稳定程度、产生高铁血红蛋白的多少以及不稳定Hb的氧亲和力大小有关。轻者仅在服用磺胺等药物或有感染时溶血；重者需反复输血才能维持生命。 3）血红蛋白Ｍ病（HbM）：HbM是因肽链中与血红素铁原子连接的组氨酸或邻近的氨基酸发生了替代，导致部分铁原子呈稳定的高铁状态，从而影响了正常的带氧功能，使组织供氧不足，导致临床上出现紫绀和继发性红细胞增多。本病呈常染色体显性遗传，杂合子HbM含量一般在30％以内，可引起紫绀症状。 4）氧亲和力改变的血红蛋白病：这类血红蛋白病是指由于肽链上氨基酸替代而使血红蛋白分子与氧的亲和力增高或降低，致运输氧功能改变。如引起Hb与氧亲和力增高，输送给组织的氧量减少，导致红细胞增多症；如引起Hb与氧亲和力降低，则使动脉血的氧饱和度下降，严重者可引起紫绀症状。 （2）异常血红蛋白的分子基础：异常血红蛋白的发生涉及基因突变的各种类型，概括举例如下。 1）单个碱基置换：大多数异常血红蛋白是由于珠蛋白基因发生单个碱基置换所致，其中多为错义突变。 ①错义突变：例如镰形细胞贫血是β基因第6位密码子GAG变成GTG。中国人较常见的HbE是β基因第26位密码子由GAG（谷）→AAG（赖）所致。 ②无义突变：例如HbMckees-Rock,其β链只有144个氨基酸组成，原因是β基因第145位酪氨酸密码子TAT改变为终止密码子TAA，使肽链合成提前终止。 ③终止密码突变：例如Hb Constant Spring就是由于α珠蛋白基因第142位终止密码子TAA（mtRNA为UAA）突变为CAA（谷氨酰胺），结果α延长为172个氨基酸，这种突变基因转形成的mRNAI不稳定，所以导致α链合成减少，表现为α＋地中海贫血。 2）移码突变：例如Hb Wagne是由于α链第138位丝氨酸密码子UCC丢失一个C，致使其3’端碱基顺序依次位移，重新编码，第142位终止信号变为可读密码，致使翻译至147位才终止（图4－13）。 3）整码突变：例如Hb Gum Hiu是β链缺失第91－95氨基酸（亮－组－半胱－门冬－赖），但其前后氨基酸顺序正常（图4－13）。 yixueyichuanxuejichu053.gif人类α链和β链mRNAR不同突变类型 图4－13 人类α链和β链mRNAR不同突变类型 4）融合基因：例如Hb Lepore的类β链是由δ链和β链连接而成，肽链的N端像δ链，C端像β链，故称为δβ链，相反，Hb反Lepore(Hbanti-Lepore)其N端像β链，C端却像δ链，称为βδ链。这是由于染色体的错配联会和不等交换而形成的融合基因（fusion gene）(图4－14)。　 yixueyichuanxuejichu054.jpg血红蛋白融合基因形成机理 图4－14 血红蛋白融合基因形成机理 2．地中海贫血由于珠蛋白基因缺失或突变导致某种珠蛋的链合成障碍，造成α链和β链合成失去平衡面导致的溶血性贫血称为地中海贫血（thalassemia）。根据合成障碍的肽链不同可把地中海贫血分为α和β地中海贫血两类。此外还有少见的δβ和γβ地中海贫血。 （1）α地中海贫血（α-thalassemia,简称α地贫）是由于α珠蛋白基因的缺失或缺陷使α珠蛋白链（简称α链）的合成受到抑制而引起的溶血性贫血。如果一条16号染色体缺失1个α基因者称α＋地贫（亦称α地2），缺失2个α基因者称为α0地贫（亦称α地1）。α地1的基因型可写作―／αα，α地2的单倍型则写成α-/αα.以上每种α地贫基因型与正常型配合可构成各种α地贫杂合子.各种α地贫基因型杂合子相互配合可构成各种纯合子或双重杂合子.α地中海贫血在我国多见于南方各省. 1)α地贫的临床类型:根据临床表现程度,依受累α基因数量不同而有差异,基本上可分为4类型. ①HbBart’s胎儿水肿综合征(HbBart’s hydrops fetalis syndrome):是两条16染色体的4个α基因全部缺失或缺陷,基因型为α0地贫纯合子(--/--),完全不能合成α链,不能形成胎儿HbF,相对过多的γ链形成γ四聚体(γ4)称为HbBart’s(γ4).HbBart’s对氧亲和力非常高,因而释放给组织的氧减少,造成组织严重缺氧导致胎儿水肿,引起死胎或新生儿死亡.患儿血红蛋白60%以上为HbBart’s,其余为 HbPortland. 患儿父母均为α0地贫杂合子,基因型为α/--.他们若再生育,则胎儿有1/4的机会为αHbBart’s水肿胎儿,1/4为正常人,1/2为α0地贫杂合子(α地1) ②血红蛋白H病：是α0地贫和α+地贫的双重杂合子，即有3个α基因缺失或缺陷，基因型为-α/--或α-/--,也可为ααT/--(αT代表有突变,如Hb Constant Spring)。因缺失3个α基因，只能合成少量α链，β链相对过多，形成β四聚体(β4)，易被氧化，导致β4解体成游离的单链，游离β链沉淀聚积包涵体，附着于红细胞膜上，使红细胞膜受损，失去柔韧性，易被脾破坏，导致中等度或较严重的溶血性贫血，称为血红蛋白H病（Hbh disease） . 患者双亲的基因型多为α0地贫杂合子（αα/--）和α+地贫杂合子（α/αα），或为α0地贫杂合子（αα/--）和非缺失型地贫杂合子（ααT/αα）。婚配后其子女有1/4机会为正常人1/4为α+地贫杂合子，1/4为α0地贫杂合子及1/4为HbH病。如父母一方有αT，则导致非缺失型HbH病。 ③轻型（标准型 ）α地中海贫血：为α0地贫杂分子（--/αα）或α+地贫杂合子（α/α-），缺失两个α基因，间或有轻度贫血，我国主要是α0地贫杂合子。 轻型α地贫患者之间婚配，生育子女中可有1/4机会为HbBart水肿胎儿综合征。 ④静止型α地中海贫血：仅缺失一个α基因，为α+地贫杂合子（-α/αα），无症状。 静止型α地贫与轻型地中海贫血个体婚配，可有1/4机会生育HbH病患儿。 2）α地中海贫血的分子基础：从基因缺陷程度来区分，可把α地贫分为缺失型和非缺失型（点突变）。 ①基因缺失：可分为α+和α0地贫两种。α+地贫有两种基因型：左侧缺失（leftward deletion）,缺失一个包括α2基因在内的DNA片段；②右侧缺失（right ward deletion）, 缺失范围包括α2基因3’端和α1基因的5’端，结果形成了由α1的3’端和α2的5’端构成的融合基因。其发生机理是类α基因发生不等交换的结果。α0地贫基因缺失范围差别很大（图4-15）。 yixueyichuanxuejichu055.jpg类α基因簇缺失类型 图4-15 类α基因簇缺失类型 ②非缺失型（点突变：（类型见表4-1）。 （2）β地中海贫血：β地中海贫血（β梩halassemia,简称β地贫），是由于β珠蛋白基因的缺失或缺陷使β珠蛋白链（简称β链）的合成受到抑制而引起的溶血性贫血。完全不能合成β链者称β0地贫；能部分合成β链者（约为正常的5%-30%）称β+地贫。此外，还有δβ地贫。它们可以有不同的组合，即β0地贫纯合子（β0β0）、β0地贫双重杂合子（β0/β+）、β0地贫杂合子（β0βA）、β+地贫纯合子（β+/β+）和β+地贫杂合子（β+/βA）。β地贫在我国南方较常见。 1）临床分类：大致可有4种主要类型。 ①重型β地中海贫血：患者是β+地贫、β0地贫或δβ0地贫的纯合子（其基因型分别为β+/β+、β0/β0和δβ0/δβ0）或是β+和β0地贫的双重杂合子（基因型为β0/β+）。这些患者的β链几乎不能合成，或合成量很少，以致无HbA或量很低，γ链的合成相对增加，使HbFt GbA2比率升高。由于HbF较HbA的氧亲和力高，在组织中不易释放出氧，所有β地贫患者有组织缺氧症状。组织缺氧促使红细胞生成素大量分泌，刺激骨髓的造血功能，使红骨髓大量增生，骨质受锓蚀致骨质疏松，可出现“地中海贫血面容”（头颅大，额顶及枕部隆起，鼻梁塌陷，上颌及牙齿前突，眼距宽，眼睑浮肿）。由于β链合成受抑制，过剩的游离α链形成α链包涵体，引起溶血性贫血，靠输血维持生命。 表4-1 点突变引起的地中海贫血

分子缺陷类型

1、生成无功能或稳定性降低的 ①无义突变 a116GAG---TAG,(G---T) ②移码突变 a130/31(--4bp) ③终止密码突变 142TAA---CAA(T---C) 形成Hb Constant Spring ④起始密码突变 a2ATG---ACG(T--C) 2、RNA加工突变 ①剪接改变 IVSI（GGTGAGGCT---GGCT） ②Poly(A)信号缺陷 AATAAAA ---AATAAG 3、产生不稳定H a2125CTG（亮）CCG（脯） 生成Hb Quong　Sze

②轻型β地中海贫血：患者是β+地贫、β0地贫或δβ0地贫的杂合子，基因型分别为β+/βA、β0/β+和δβ0/βA。这类患者由于还能合成相当量的β链，所以症状较轻，贫血不明显或轻度贫血。本病特点是HbA2升高（可达4%-8%）或（和）HbF升高。 ③中间型β地中海贫血：患者通常是某些β地贫变异型的纯合子，如β+地贫（高F）/β+地贫（高F）或两种不同变异型地贫的双重杂合子，如β+，地贫/δβ+地贫。其症状介于重型和轻型之间，故称为中间型β地中海贫血。 ④遗传胎儿血红蛋白持续增多症：患者是由于β基因簇中某些DNA片段的缺失或者点突变，使δ和β链合成受抑制，而γ链的合成明显增加，使成人红细胞内HbF含量持续增多，故称为遗传性胎儿血红蛋白持续增多症（hereditarypersistance of fetal hemoglobin,HPFH）.HPFH的特点是HbF的成年人仍持续较高水平，无明显的临床症状。 2）β地中海贫血的分子基因：β地中海贫血迄今已发现100多种突变类型，其中10多种为缺失型，其余均为点突变。我国已报道17种点突变。 点突变：绝大多数β地中海贫血是由于β基因发生点突变所致，突变涉及基因内及旁侧表达顺序的各个环节。主要类型有4种。 a.编码区的无义突变、移码突变和起始密码突变：使生成的mRNA稳定性降低或形成无功能的mRNA，从而不能合成正常的β珠蛋白链，多数产生β0地贫，少数为β+地贫。例如无义突变密码子17（A→G）、43（G→T）都产生β0地贫；称码突变41/42（-TCTT），71/71（+A）和β0地贫；以及起始密码子突变ATG→AGG导致的β0都属这类。见于中国人。 b.非编码区IVS-1和IVS-2突变：影响前mRNA剪接等加工过程不能准确进行，形成异常的mRNA，导致β0或β+地贫。例如IVS-1的1位G→T为RNA拼接处改变；中国人中常见的IVS-2654，为内含子中由于碱基置换形成了一个新的裂解信号，影响正常位点的剪接，产生异常mRNA；还有一种是内含子中剪接位点的通用顺序上的同义突变，从而激活内含子或外显子中隐蔽裂解位点（cryptic splicihng site,CSS）如IVS-15（G→C）。CSS即DNA的一段顺序在点突变后可以形成剪切识别顺序（CCTATTGGT）的第7个碱基G如变为A，则产生新的切点，即CCTATTAG↓T）。 c.影响转录的突变：这类突变主要集中于起始位点上游的启动子TATA框，使转录效率降低，mRNA生成量减少而产生β+地贫。中国人的-29A→G，-28A→G都属于这类。 d．RNA裂解部位缺陷：这类突变是由于异常的RNA加帽部位和多聚腺苷酸化信号的突变，从而影响RNA转录而不能准确裂解，产生不稳定的mRNA，使正常β链生成量减少，导致β+地贫。例如在mRNA加帽部位发生A→C颠换，引起β+地贫（亚洲人。）又如，多聚腺苷酸化信号AATAAA→AACAAA，引起β+地贫。 e.编码区的外显子突变引起剪接作用的改变：这类突变是由于编码区的单碱基突变（错义突变或同义突变）激活邻近的隐蔽裂解信号，影响IVS正常位点的剪接，产生异常的mRNA。如东南亚常见HbE,是一种轻型的β地贫，其原因是当β链26位密码子发生G→A错义突变时，其相邻的裂解信号被激活，生成异常mRNA，产生HbE（图4-16）。 yixueyichuanxuejichu056.jpg干扰正常β珠蛋白剪接的突变举例 图4-16 干扰正常β珠蛋白剪接的突变举例 HbE:密码子26（G-→A） 谷→赖 GAG→AAG（QAJ）（错义突变） β+（HbA 60%） βE(HbE 40%) 3)类β基因缺失：①按类β珠蛋白基因簇缺失长短大致可分为4种，即β0、δβ、γδ地中海贫血及遗传性胎儿血红蛋白持续增多症；②单纯由于β0基因缺失引起的β地中海贫血罕见；③融合基因，如HbLeproe，是类β基因缺失7kb导致δβ融合基因，形成β0地贫。

免疫缺陷病（immunodeficiency）是指免疫系统功能障碍引起的一类疾病，就其原因可分为遗传性（原发性）与继发性两大类。根据参与免疫反应的细胞又可分为B细胞和T细胞以及联合免疫缺陷病。本节主要阐述具有免疫功能的各种蛋白质遗传性缺陷引起的免疫缺陷病。主要有下列几种： 1.无丙球蛋白血症 无丙球蛋白血症（agammaglobulinemia）分为两型： （1）Bruton型：此型呈X连锁隐性遗传。血中B细胞缺如，导致血中IgA、IgG和IgM完全或基本缺如。而T细胞不受影响。患儿反复发生严重的细菌感染，但对病毒或真菌并无易感性，细胞免疫机制尚保存，对移植物有排斥反应。另有一型X连锁的低丙球蛋白血症（hypogammaglobulinemia）患者，除易发感染外，尚伴有生长激素缺乏所引起的生长发育迟缓，身材矮小，性发育延迟等症状（Fleischer 综合征）。 （2）瑞士型：瑞士型（Swiss type）呈常染色体隐性遗传。血中B细胞及T细胞均缺如，胸腺发育不全，对细菌、真菌及病毒抵抗力均低，对移植物无排斥能力。血中IgA、IgG和IgM均缺如或严重低下。预后较Bruton型更差，常于1岁内死亡。本型有异质性，也发现有X连锁型存在。 2．严重联合免疫缺陷病 严重联合免疫缺陷病（severecombined immunodeficiency）是指B细胞和T细胞均有缺陷的一类免疫缺陷病。一般分为4类，瑞士型无丙球蛋白血症属其中一类，其它3类为：X连锁淋巴细胞减少性低丙球蛋白血症、网状细胞发育不全和腺苷脱氨酶缺乏症。 3．选择性免疫球蛋白缺乏症 由于检测免疫球蛋白技术的改进，现在已有可能降低丙球蛋白血症按其主要缺乏的免疫球蛋白类型分为8类（表4-2）。 表4-2选择性免疫蛋白缺乏症分型

IgA缺乏症 选择性IgA缺乏症 共济失调-毛细血管扩张症 Nezelof综合症 慢性皮肤粘膜念珠菌病 SIgA（分泌型）缺乏症 IgA缺乏症 IgA缺乏症 选择性IgM缺乏症 Wiskott-Aldrich综合征 IgE缺乏症 IgA-IgM缺乏症 IgA-IgG缺乏症 L链缺乏症

选择性IgA缺乏症为最常见类型。本病主要表现为上呼吸道感染、肺炎、支气管炎，其次为肠炎、自身免疫性疾病（类风湿关节炎、系统性红斑狼疮）等。 4．补体成分缺乏症 补体（cpmplement）是一个比较复杂的系统，包括12种成份，还有接近补体性质解裂素系统P因子（解裂素）、B因子和D因子，此外，还有几种调节蛋白B如Ci抑制因子（Ci INH）、C3b激活因子(3bINA)、βIH因子等。 基因突变可以导致补体合成障碍，引起补体缺乏症。已报告过的补体缺乏症至少有14种，包括：Ci INH,C1q,C1r,C2,C3,C3b灭活剂，C4，C5，C6，C7，C8，C9缺乏症及C5功能异常。这类疾病的主要表现是反复感染、皮下和粘膜水肿及自身免疫性疾患。

细胞膜是物质、能量、信息总的传递和变换的场所，具有广泛的生理功能，其中有许多功能是与膜蛋白息息相关的。按其功能可分为下列几类。
1．膜骨架蛋白病 以红细胞为例。红细胞膜是由双层脂质组成，外层主要为胆碱磷脂，内层主要为氨基磷脂，横跨双脂层及双脂层下有多种蛋白质*，横跨双脂层的蛋白质称为整合膜蛋白或跨膜蛋白（transmembrane proteins）(图4-17)，其中有：①血型糖蛋白A、B、C（glycophorin,GP-A,B、C）,有抗原和受体功能；②蛋白3为主要的阴离子转运蛋白，作为运输渠道。
* 膜蛋白的命名沿用电泳速率快慢依次为蛋白1-8，后来又分为亚带蛋白，如蛋白4有蛋白4.1、4.9等，当这些蛋白质的性质或功能明确后，有的名称又有改变，如蛋白2.1又称为锚蛋白等。
yixueyichuanxuejichu057.jpg红细胞膜的结构示意图
图4-17 红细胞膜的结构示意图
脂质内层与胞质接触部份的蛋白质称外周膜蛋白（peripheral membrane protein），其中有：①膜收缩蛋白（spectrin,Sp）是主要成分，由两种肽链组成，即α-Sp(240kd)与β-Sp(220kd)形成的二聚体（异常二聚体，heterodimer）；②膜动蛋白（actin,蛋白5），呈短丝状，连接Sp的四聚体；③蛋白4.1其功能为促进Sp与膜动蛋白结合，并与GP-C连接，亦即将Sp固定在膜上；④蛋白4.2，它与阴离子通道、锚蛋白及蛋白4.1结合；⑤蛋白4.9，与Sp-Sp四聚体结合，再与Sp和蛋白4.1结合，构成红细胞膜骨架（membrane skeleton）的主体（图4-17）；⑥锚蛋白（ankyrin,蛋白2.1），其作用似乎是连接β-Sp与蛋白3，使膜骨架蛋白固定在脂质内层，起“锚”的作用。其它尚有一些膜蛋白，其作用在探讨中。膜骨架的形成是维持红细胞双凹形结构、膜的可变形性和完整性的基础。基因突变导致这些膜蛋白结构和功能的改变，是一类遗传性溶血性贫血的根本原因。
（1）球形细胞增多平：球形细胞增多症（spherocytosis）是以球形红细胞增多为特点的溶血性疾病。患者呈慢性中度贫血、黄疸、脾大，大多数红细胞呈球形，脆性明显增高。本病多数呈常染色体显性遗传。从分子水平看，有遗传异质性，有Sp轻至中度缺乏、锚蛋白缺乏、蛋白4.2缺乏等病因。
（2）椭圆形细胞增多症：正常外周血中有1%-14%的椭圆形红细胞，而遗传性椭圆形红细胞增多症时，可增至50%-90%，出现溶血、贫血、黄疸、脾大等症状，红细胞脆性增高。多呈常染色体不完全显性遗传，其遗传基础也有异质性，可因Sp二聚体结合障碍、蛋白4.1异常或糖蛋白缺乏引起。
（3）热异形细胞增多症：热异形细胞增多症（pyropoikilocytosis,HPP）的特点是外周血红细胞对热不稳定，在加温至46℃时即出现异红细胞乃至红细胞碎片（正常要49℃才出现）。患者表现严重溶血。呈常染色体隐性遗传。Sp严重缺乏是本病的基本原因。
目前发现的几十种膜蛋白基因突变与上述疾病有关，但某种突变与这三种疾病间并没有发现必然的联系，但Sp突变仍占多数。
2．膜转运蛋白病 有些物质（如氨基酸、葡萄糖）通过细胞膜需要借助于分子导体（膜蛋白）进行易化扩散（faciliteddiffusion）。基因突变可导致膜蛋白质或量的改变，影响某些物质通过细胞膜的转运，由此产生的一类疾病称为转运病（transport disease）。例如胱氨酸尿症就是由于肾近曲小管和胃肠上皮细胞不能转运胱、赖、精和鸟氨酸4种氨基酸。其中特别是胱氨酸解度低，在尿中浓度超过30mg%时，即易产生胱氨酸结石。因此，尿路结石、感染、绞痛是本病的主要临床表现。目前已知的转运病有十多种。
3．肌膜蛋白病 肌膜蛋白病以附着于肌膜（sarcolemma）上的抗肌萎缩蛋白（dystrophin,又称肌营养不良蛋白）遗传缺陷为代表的假肥大型肌营养不良症（又称Duchenne型肌营养不良症，DMD）和表现较累的良性假肥大型肌营养不良症（又称Becker型肌营养不良症，BMD）加以讨论。
DMD是一种严重致残致死性X连锁隐性遗传病，发病率约为1/3500活男婴。其临床表现以肌肉的进行性萎缩和无力为特征。患者多在3-5岁发病，肌肉无力，走路困难呈鸭步，大部部分患者有腓肠肌假性肥大现象和不同程度的心肌损害，约30%伴有智力障碍。肌纤维萎缩变性，被脂肪及结缔组织替代。血清磷酸肌酸激酶等活性升高。多在12岁左右便不能行走，一般在20岁前死亡。BMD患者病情较轻，临床表现与DMD相似，在5-25岁发病，病程发展较缓慢，存活期较长，有活至63岁者。现在已证实DMD和BMD是同一基因发生不同突变的后果。
人群中DMD病例约2/3有家族史，呈X连锁隐性遗传，有约1/3病例为散发，是由基因新突变造成。DMD基因定位在Xp21，全长约2300kb，为迄今人类认识的最大基因。此基因至少含有79个外显子，内含子长度差异很大，可从1kb-180kb。cDNA全长13,974bp，编码3685个氨基酸，分子量为427kd。根据电脑提示该基因产物为一棒状结构的细胞骨架蛋白，可分为4个功能区（图4-18）。
yixueyichuanxuejichu058.jpgDMD基因及其编码蛋白质的结构示意图
图4-18 DMD基因及其编码蛋白质的结构示意图
目前已知的DMD基因突变主要为缺失型，约占病例的50%-60%；重复(duplication)次之，约占6%，有两个缺失热区：即5’端的第4-21外显子（占缺失的20%）；另一为第45-52外显子（占54%-60%）。内含子44约160-180kb，断裂频率最高，缺失导致移码突变者，多数会引起DMD，未导致移码者多为BMD。无论缺失或重复，都有可能使突变区域的两个残端形成连接片段，这对于家系分析、携带者检出及产前基因诊断都极有意义。
DMD基因上还存在一些短串联重复顺序（short tandem repeats,STR），已知有13个STR。DMD的STR多表现为两个核苷酸亚单元的串联重复，如CA串联（Ca repeats）。重复频数在不同个体差异很大，杂合子频率达25%-93%，为非缺失型DMD的产前诊断、携带者检出提供了一种有效的遗传标记。
目前尚无有效疗法，唯一有效的预防途径是对高风险胎儿进行产前诊断（参阅第十三章）。

凝血是一复杂的生理过程，包括多种凝血因子及抗凝血因子参与。遗传性凝血障碍包括低凝和高凝两种情况。前者是由于基因突变致凝血因子活性降低，后者是由于抗凝血因子活性缺乏。
1．凝血因子缺乏症
除Ca2+与凝血活素外，所有凝血因子都有遗传性缺乏的报告，其中血友病，特别是甲型血友病较为多见。现主要就血友病及与其有关的血管性假血友病加以介绍。
血友病（hemophilia）除甲、乙、丙三型外，加上后来又发现的一种vWF因子（vonwillibrand factor）缺乏的血管性假血友病，构成血友病的四种类型。1986-1989年全国24省、市，37个地区作血友病患病率的调查，调查人数16866 654人，总患病率2.73/10万(男性5.21/10万，女性0.06/10万)，与欧美相比较低，四型的构成比是：甲型79.8%，乙型14.1%，丙型2.8%，血管性假血友病3.3%。
（1）甲型血友病：甲型血友病（hemophilia A）又名抗血友病球蛋白（antihemophilicglobulin,AHG）缺乏症或第Ⅷ因子缺乏症。主要表现为出血倾向，其出血特点为：①缓慢持续渗血；②多发生于轻微创伤之后；③出血部位广泛，常反复发生，可形成血肿，并节变形，死因多为颅内出血。
现知，Ⅷ因子由三种成分组成：①FⅧ：C（AHG）；②FⅧ：Ag(Ⅷ因子相关抗原)；③vWF因子。甲型血友病为AHG遗传性缺乏所致。
本病为X连锁隐性遗传，基因定位于Xq28,基因跨度超过186kb，由26个外显子(占9kb)及25个内含子(占177kb)组成，编码2351个氨基酸，已发现缺失型（包括错义、无义及移码突变等）共46种以上。杂合子的鉴定对开展遗传咨询很重要。过去多通过测定血浆AHG水平或用ⅧR：Ag/AHG比值来检出杂合子，现已能采取分子遗传学手段，特别是已成功地应用DNA印迹杂交、PCR技术等于产前诊断，这对防止重型患儿出生，十分有效。
治疗可使用各种AHG制剂，但需长期使用，正在研究的基因治疗将会是本病的根治方法。
（2）乙型血友病：乙型血友病（hemophilia B）又名血浆凝血活酶成分（PTC）缺乏症或第Ⅸ因子缺乏症。此型临床表现酷似甲型，但发病率较低，遗传方式亦为Ⅹ连锁隐性遗传，由于杂合子Ⅸ因子活性仅为正常1/3，某些杂合子可出现症状，故女性病人较甲型多见。
人类第Ⅸ因子基因已定位Xq27.1，基因总长度为34kb左右，由8个外显子组成。已鉴定出的突变有100种之多（部分缺失及全缺失者30种，其余为各种类型点突变）。我国王宁波等报告了重庆发现的5种点突变（外显子2和5）。上海曾溢滔等发现1例1-3内含子5kb片段缺失。在这些突变中发现几例启动子突变，临床表现为儿童期有严重出血倾向，但到青春期后自发出血减轻。后证明，雄性类固醇可诱导启动子产生Ⅸ因子，这也表明临床症状轻重与突变性质可以有一定关系。
本型亦多采用输血浆或浓缩血浆制剂治疗，将第Ⅸ因子活性提高到25%以上即有疗效。产前诊断是防止本病患儿出生的有效方法。近年，我国薜京伦等在Ⅸ因子缺乏症的基因治疗方面取得了进展，有望在临床取得长期稳定疗效。
（3）丙型血友病：丙型血友病（hemophilia C）又名血浆凝血活酶前质（PTA）缺乏症（plasma thromboplastic antecedent deficiency）或第Ⅸ因子缺乏症。此型症状较甲、乙型轻。本病种族倾向明显，多见于土耳其南部犹太人后裔。遗传方式属染色体隐性遗传。现知，基因定位于15q11，基因长度为23kb，由15个外显子组成，编码625个氨基酸，但仅第11-15外显子编码羧基端具有凝血功能为Ⅺ因子主要成分。已发现3种点突变。本病纯合子的Ⅺ因子活性在20%以下，杂合子为30%-65%。多数严重缺乏者用小剂量正常或浓缩血浆治疗即显效。
（4）血管性假血友病：血管性假血友病（von Willebrand disease）是一种较多见的与第Ⅷ因子有关的遗传性凝血障碍。与本病有关的von Willebrand因子（v WF）是一大分子量的糖蛋白。基因定位于12pter-p12,vWF基因长度为180kb，有52个外显子，mRNA总长度为9kb左右编码2813个氨基酸。vWF蛋白由血管内皮细胞及巨噬细胞分泌，它在血中不仅作为Ⅷ因子载体，而且可增强Ⅷ稳定性，故vWF因子缺乏往往伴有Ⅷ因子活性降低。此外，血小板α颗粒中含vWF，故也参与血小板聚集，在凝血中发挥作用。本病患者有明显的出血倾向。血中AGH活性降低，但不如甲型血友病严重，从基因水平已发现20多种突变型。
由于对本病基因有足够的了解，已可通过RFLP连锁分析或PCR法对本病进行产前诊断。
此外，由于遗传性血小板缺乏或功能障碍和纤维蛋白原的遗传性缺陷都可造成低凝状态，在此不多赘述。
2．抗凝血因子缺乏症
（1）遗传性抗凝血酶Ⅲ缺乏症：抗凝血酶Ⅲ（antithrombinⅢ,ATⅢ）对凝血酶Xa有抑制作用，肝素能加速其对凝血酶的抑制。其次，ATⅢ还有抑制Ⅸ、Ⅺ及Ⅻ的功能。
遗传性抗凝血酶Ⅲ缺乏症（hereditary antithrombin Ⅲ deficiency）的临床表现为容易发生血栓形成（主要部位为髂静脉）及肺体塞。
本病为常染色体显性遗传。发病率在不同种族有显著差异。欧美白种人中可高1：2000-5000。我国也已有个例报告。现知，ATⅢ基因定位1q23，基因长16kb，由7个外显子组成，编码432个氨基酸，至少已发现20种以上的突变类型，表现出不同的功能缺陷。
（2）遗传性蛋白C系统异常：遗传性蛋白C系统由蛋白C（PC）、蛋白S（PS）、血栓调节蛋白（thrombomdorlin,TM）及活性蛋白C抑制物（APC1）组成，它们之间的关系见图4-19。活化的蛋白C有抑制Va、Ⅻa及促进纤维蛋白溶解的作用。蛋白C系统缺乏症有3种：
yixueyichuanxuejichu059.jpg蛋白C、蛋白S及活性蛋白C抑制物的相互关系
图4-19 蛋白C、蛋白S及活性蛋白C抑制物的相互关系
1）蛋白C缺乏症：主要症状是静脉血栓形成，常见于深部静脉。本病发生率估计为1：16000，呈常染色体显性（或不完全显性）遗传，纯合子严重，表现为出血性皮肤坏死、弥漫性血管内凝血（DIC）和血栓。杂合子多数在青壮年发病。蛋白C基因定位2号染色体，基因长12kb，由8个外显子组成，已鉴定出若干种缺失型及点突变病例，也有涉及mRAN加工缺陷者。
2）蛋白S缺乏症：蛋白S的作用是促进活化蛋白C（APC）结合于磷脂，加速APC灭活Va因子。本病亦属常染色体显性（或不完全显性）遗传。基因定位在3号染色体，其总长度为45kb。上海也已报告2例PS缺乏症。
3）先天性活化蛋白C抑制缺乏症（congenitaldeficiency of activated protein Cinhibitor）。
其它还有遗传性纤溶系统异常，包括①先天性异常纤溶酶原血症；②先天性纤溶酶原激活物释放异常；③遗传性纤溶酶原激活抑制物增多症；④血块异常所致先天性纤溶减弱等，均表现出高凝状态的各种症状。

受体是存在于细胞膜上、胞质中或核内的一类具有特殊功能的蛋白质。现已证明具有调节生理功能和特异性受体达30种以上。其中包括多肽激素受体、固醇类激素受体以及神经递质、前列腺素、免疫性因子、脂蛋白等受体。由于受体的本制是蛋白质，不言而喻，基因突变也可导致受体蛋白质和量的改变。由于受体蛋白遗传性缺陷引起的一类疾病，称为受体病（receptor diseae）。
受体病有获得性与遗传性之分。遗传性受体病研究得较多的有下列4种：
1．家族性高胆固醇血症 家族性高胆固醇血症（familialhypercholesterolemia,FH）的临床表现是：出生时即存在高胆固醇血症，增高的胆固醇主要为低密度脂蛋白胆固醇（）LDL-C）和β极低密度脂蛋白（β-LDLC），黄色瘤(xanthoma)即增高的胆固醇在组织广泛沉积。其最严重的后果是早年发生动脉粥样硬化。纯合子在5-30岁即表现心绞痛和心肌梗塞症状，可骤死。杂合子发生冠心病稍迟且发生率较低。
本病为常染色体显性遗传病。在人群中，杂合子发生率为1：500，杂合子临床表现较轻，故属不完全显性遗传，外显率高（90%-100%）。
本病的主要病因是LDL受体（LDLR）的遗传性缺乏。血浆中的LDL和β-VLDL与LDL受体结合后，内吞入细胞，在溶酶体中LDL与LDLR分离，LDLR回到细胞表面重新利用，LDL则在胆固醇酯酶作用下，释出胆固醇供细胞利用。在这一过程中，细胞表面有功能的LDLR数量决定了血浆中LDL及β-VLDL的浓度。现知LDLR的编码基因位于19p1.3-p13.3，总长度45kb，由18个外显子组成。已发现FH患者有数十种突变，包括缺失型突变（主要的）、错义突变、无义突变、移码突变及整码突变。表现为LDLR功能异常有4种类型：①细胞膜上完全无LDLR；②LDLR明显减少；③LDLR无功能不能与LDL结合；④LDLR与LDL结合后不能内吞，可能是由于合成受体前后有加工缺陷。
2．睾丸女性化综合征 睾丸女性化综合征（testicularferminization syndrome）又称雄性素全不敏感综合征（complete androgeninsensitivity syndrome,CAIS）,为最常见男性假两性畸形。患者核型为46，XY，有睾丸，能分泌雄性素，但缺乏雄性素受体，雄性素不能发生效应（图4-20）。
yixueyichuanxuejichu060.jpg睾丸女性化综合征患者（核型46，XY）
图4-20睾丸女性化综合征患者（核型46，XY）

由于基因突变导致酶活性降低或增高所引起的疾病称为遗传性酶病（hereditary enzymopathy）。遗传性酶病与分子病的区别在于后者引起机体功能障碍是蛋白质分子变异的直接后果；而前者则由于合成酶蛋白结构异常或调控系统突变后导致酶蛋白合成数量减少，通过酶的催化作用间接导致代谢紊乱所引起的机体功能障碍。基因突变导致酶的遗传变异可表现为酶活性降低、酶活性正常（同义突变或突变部位不影响酶活性中心）及酶活性增高。绝大多数遗传性酶病是由于酶活性降低引起的，仅少数表现为酶活性增高。
据估计，人类的酶有10 000种左右，但目前已明确的酶仅200多种，只占酶总数的2%左右。遗传方式以常染色体隐性遗传为多见，常染色体显性和X连锁隐性遗传者较少。杂合子所产生酶量往往等于正常纯合子和突变基因纯合子所含酶的半量，这种现象称为基因的剂量效应（gene dosage effect）。

1．酶活性降低的原因基因突变引起酶活性降低的可能原因包括：①结构基因突变；其结果致使酶动力学特性改变（表现为酶与底物亲和力降低，与抑制物的亲和力增高）和酶的稳定性降低（表现为酶降解速率加快）；②调节基因突变：酶合成速率减慢；③影响翻译后修饰和加工。
yixueyichuanxuejichu061.jpg典型代谢途径示意图
图表-21 典型代谢途径示意图
S1：底物；S2、S3：中间产物； P：终产物；E1-2、E2-3：不同代谢环节的酶；
E3-P：形成终产物的酶；E6-7：旁路代谢的酶；S6、S7：
旁路代谢产物；---旁路代谢途径；---反馈抑制
2，酶活性降低的发病机理 人类体内一般代射过程如图4-21所示：代谢底物（S1）进入细胞后，底物（S1）在一系列酶（E+1-2。E2-3，E3-P）催化下经过一系列中间产物（S2、S3），最后形成代谢终产物（P），同时代谢产物（P）可对一定的酶（如E1-2酶）起反馈抑制作用。另外，在正常代谢过程中还可能存在代谢旁路（S2→S6→S7……）。当控制酶蛋白合成的基因发生突变时，正常代谢受阻，可能通过不同发病环节引起不良后果。
（1）酶缺乏致代谢中间产物堆积和排出引起的疾病：当E2-3缺乏时，中间产物S2不能转变为S3，它在血和尿中的浓度增加，如果中间产物是无毒的，可由肾排出或通过其它方式降解，则不会严重危害人体。如尿黑酸尿平患者，因酪氨酸代谢中间产物（尿黑酸）堆积，可大量由尿排出，对人体无影响。但如果中间产物具有毒性，则将会引起症状。
半乳糖血症可作为实例，半乳糖血症（galactosemia）表现为婴儿哺乳后呕吐、腹泻，对乳类不能耐受，继而出现肝硬化、白内障、智力发育不全等症状。乳类含有乳糖，它经消化道乳糖酶分解产生葡萄糖及半乳糖，半乳糖通过一系列酶促反应产生葡萄糖而被组织利用（图4-22）。
yixueyichuanxuejichu062.jpg半乳糖代谢途径
图4-22 半乳糖代谢途径（虚线表示年长以后才发展起来的代偿途径）
①半乳糖激酶；②半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶；③半乳糖尿苷-2-磷酸-4-异构酶；④磷酸葡萄糖变位酶；⑤-磷酸尿苷半乳糖（或葡萄糖）焦磷酸化酶；⑥醛糖还原酶
典型的半乳糖血症患者由于半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶（galactose-1-phosphate uridy1 transferase,简称转移酶）缺乏（图4-22②），致使半乳糖-1-磷酸（Gal-1-P）及半乳糖积聚在血中，部分随尿排出。Gal-1-P在肝的积聚可引起肝功能损害，甚至肝硬化；在脑的积聚引起智力障碍；血中半乳糖升高可使葡萄糖释出减少，出现低血糖症。半乳糖在醛糖还原酶作用下产生半乳糖，能改变晶状的渗透压，使水分进入，影响晶状体代谢而致白内障。
患者都是隐性纯合子（gg），杂合子表型正常，转移酶活性约为50%，活性低于10%可出现典型症状。
另一类半乳糖血症为半乳糖激酶（galactokinase）缺乏所引起，症状较轻，主要表现为青年型白内障，血中半乳糖增高，但无肝及脑损害。
转移酶基因（GALL）定位于9p13，半乳糖激酶基因（GALK）定位于17q21-q22。两病均为常染色体隐性遗传。
（2）酶缺乏致代谢底物堆积引起的疾病：当一系列生化反应可逆时，一处的阻断常导致代谢底物（S1）贮积。贮积的物质如果溶解度高，则在血和尿中浓度增高；若溶解度低时，则在组织中贮积引起疾病。
糖原贮积症（glycogenstorage liseaee,GSD）是一组由糖原合成和降解酶缺陷引起的疾病，至少有12种类型。糖原贮积症主要累及肝或肌肉，但有的也可伴有心、肾和神经系统的损害。不同类型之间其严重性和预后都不全相同。例如，von Girke病（Ⅰ型）症状非常严重，而Hers病（Ⅵ型）较轻。此类疾病发病机理可用von Gierke病为例说明。本病是由于肝内葡萄糖6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase,G6Pase）缺乏引起。肝糖原在一系列酶的作用下生成葡萄糖，这个反应的各个步骤都是可逆的，其主要步骤如下：
yixueyichuanxuejichu063.gif肝糖原在一系列酶的作用下生成葡萄糖的步骤
患者由于G6Pase缺乏，所以G6P不能转变为葡萄糖供组织利用，通过可逆反应而合成过多的肝糖原，引起患儿肝肿大。当不进食时极易发生低血糖。由于动用脂肪可以出现酮血症。G6P通过无氧酵解，生成大量乳酸，导致酸中毒。所以患者的肝大伴低血糖，发育不良，消瘦，身体矮小，常有出血倾向。肝活检见糖原含量增加。
本病呈染色体隐性遗传。患者G6P酶完全缺乏，多数患者父母表型正常，但G6P酶活性为中间值。同胞中可出现患者。
（3）酶缺乏致代谢终产物缺乏引起的疾病：这是一类由E2-3酶缺乏，致所有产物(包括终产物P)缺乏引起的疾病.白化病就是实例.白化病(albinism)分全身型及局部型.全身型常见,患者皮肤呈白色,毛发银白或淡黄色,虹膜及瞳孔呈淡红色,视网膜无色素,羞明,眼球震颤等,本病发病率约1/10000-1/20000,呈常染色体隐性遗传.
正常人黑色素由黑素细胞合成,这些细胞中有特殊的细胞器-黑素小体(melanosome),其中有含铜的酚氧化酶,即酪氨酸酶(tyrosinase),它可将酪氨酸转变成黑色素(图4-23).白化病人有黑素细胞,但酪氨酸酶缺乏,使黑色素不能形成,病人因缺黑色素而白化.白化病存在遗传异质性.已知白化病至少有7种不同类型.酪氨酸酶基因(TYR)定位于11q14-q22.
属于此类的例子尚有遗传性甲状腺肿,它是由于偶联酶、脱碘酶或碘过氧化酶缺乏导致甲状腺素生成减少引起的,患者身材矮小,智力低下,面貌丑陋.
(4)酶缺乏致旁路产物增多引起的疾病:当酶的缺乏导致主要代谢途径受阻断时,过量的前体物S2通过另一旁路代谢引起某些副产物的堆积.如果增多的旁路产物是无毒的,则可排出体外不致危害人体,但如果旁路产物或其分解产物有毒,则可危害机体引起疾病.
yixueyichuanxuejichu064.jpg苯现氨酸代谢及有关的遗传性酶病的发病机理
图4－23 苯现氨酸代谢及有关的遗传性酶病的发病机理
苯酮尿症（phenylketouria,PKU）可作为实例。本病以智能发育不全为主要特征，呈常染色体隐性遗传，群体发病率约1／16000，由苯丙氨酸羟化酶（phenylalaninehydroxylase,PAH）遗传性缺乏引起。现已知苯丙氨酸羟化酶基因定位于12q24.1,此基因全长约90kb，含13个外显子，在中国人中已发现10余种点突变，这是造成酶活性缺乏的原因。
典型PKU患儿出生时，外貌正常，约至3－4个月时，渐出现智能发育不全，患儿步伐小，姿似猿猴，肌张力增高，易激动，甚至惊厥，90％以上患者毛发发黄，肤白，甚至虹膜呈黄色（白种人呈蓝色）。此外，患儿尿和汗有一种特殊的腐臭。
正常人苯丙氨酸在体内主要通过PAH的作用转变成为酪氨酸，继而生成黑色素（图4－23）。PAH主要存在于肝中，它的作用需要辅因子四氢生物蝶啶（BH4），如果PAH缺乏（活性＜1／10）可阻断苯丙氨酸转化为酪氨酸，即产生典型的苯酮尿症。酶活性部分缺乏，可导致轻度高苯丙氨酸血症（hyperphenylalaninemia）。
典型PKU患者，由于肝内PAH几乎完全缺如，致血清苯丙氨酸增高（正常人1－3mg%,患者可达50-100mg%）。过多的苯丙氨酸通过转氨酶作用生成苯丙酮酸，再经氧化．脱羧产生苯乳酸．苯乙酸等异常产物，由尿和汗液排出，致患儿的尿和汗呈特殊的腐臭。可能由于旁路产物抑制了脑组织内L－谷氨酸羧酶，使谷氨酸脱羧基生成γ－氨基丁酸减少，而后者对脑细胞的发育及功能起重要作用。也有人认为苯现氨酸和旁路产物可影响5－羟色胺的生成，而影响脑功能。由于正常产物酪氨酸是黑色素前体，所以酪酸不足加之旁路产物可以抑制酷氨酸酶，使患者皮肤毛发及眼血管膜色素减少，因而色泽都较浅。
（5）酶缺乏致反馈抑制减弱引起的疾病：有些代谢过程中，某些代谢产物对整个反应过程具有反馈调节作用。因此，某种酶的遗传性缺陷，使该代谢产物减少，致反馈调节功能失调。自毁容貌综合征可作为实例。处毁容貌综合征亦称Lesch-Nyhan综合征（Lesch-Nyhan syndrome,LNS）,是由于遗传性次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransferase,HGPRT）缺乏所引起。本病的特征是智力发育不全、舞蹈样动作和强迫性自残行为，并伴有高尿酸血症、尿酸尿、血尿、尿道结石和痛风。患者可活至20余岁，多死于感染和肾功能衰竭。
LNS呈X连锁隐性遗传，患者均为男性（半合子）。现知HGPRT定位于Xp26-q27.2，其发病率约为1／380000。
正常时，HGPRT的功能是将次黄嘌呤转变为次黄苷酸（（（即IMP，肌苷酸），将鸟嘌呤转为鸟苷酸（GMP），鸟苷酸及腺苷酸可以反馈抑制磷酸核糖焦磷酸（PRRR）合成1－氨基－5－磷酸核糖，从而控制IMP的自发合成速度（图4－24）。这一过程，HGPRT的催化起到反馈抑制作用。当HGPRT缺乏时，这一反馈抑制作用减弱或消失，IMP和GMP生成量大为减少，嘌呤合成速度就大大增快，致使患者体液内的尿酸浓度增高，出现高尿酸血症和尿酸尿。经典型患者无HGPRT活性。酶仅部分缺乏时，患者往往出现痛风而无LNS症状。
yixueyichuanxuejichu065.jpgHGPRT缺乏导致Lesch-Nyhan综合征
图4－24 HGPRT缺乏导致Lesch-Nyhan综合征
5－PR－1－amine:-1氨基－5－磷酸核糖；PRPP－Sym：磷酸核糖焦磷酸全盛酶；虚线：反馈抑制
（6）维生素依赖性遗传病：这是由于基因突变改变了某种酶蛋白，使之与辅酶的相互作用受到损害引起该酶活性降低。这类辅酶多数为维生素，故称为维生素反应性遗传病（vitam-in-responsive hereditary disorders）。例如，在体内，吡多醇－5－磷酸（PLP）是维生素B6的活性形式，它是多种酶蛋白的一种辅酶，因此，某些酶蛋白基因的突变能引起多种遗传性代谢病（图4－25）。例如谷氨酸脱羧酶基因的突变致使酶蛋白和PLP的相互作用受损，将导致γ－氨基丁酸缺乏和痉挛。胱硫醚合成酶基因突变使酶蛋白与PLP的结合部位发生改变而导致胱硫醚尿症。胱硫醚合成酶的缺乏可导致同型胱氨酸尿症。
yixueyichuanxuejichu066.jpg吡多醇－5－磷酸（PLP）作为多种酶的辅酶形式示意图
图4－25 吡多醇－5－磷酸（PLP）作为多种酶的辅酶形式示意图
（7）多种酶缺陷引起的疾病：有些遗传性代谢缺陷，在某一患者不只一种酶缺陷。例如先天性蔗糖不耐受症（congenital sucrose intolerance），患者其异麦芽糖酶和蔗糖酶都缺乏，而枫糖尿症（maple syrup urine disease）病人体内则同时缺乏缬氨酸脱羧酶．亮氨酸脱羧酥酶和异亮氨酸脱羧酶。这种现象可作如下解释：①有缺陷的几种酶均有一条共用的多肽链，当编码这条多肽链的结构基因发生突变时，就会使凡含有这条共同多肽链的各种酶蛋白结构改变而失活；②由于一个酶，致使由这种催化生成的代谢物缺乏，因此由它诱导的各种酶也相应缺乏；③由于一个调控基因发生突变，关闭了邻近几个结构基因，使这些结构基因控制的酶不能产生。

基因突变可使个别酶活性增高，其代谢产物增多从而可引起疾病。例如有一类痛风（gout）是由于患者体内的磷酸核糖焦磷酸合成酶(phosphoribodsylpyrophosphate synthetase,PRPP-syn)结构变异，酶活性可升高3倍，致使磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成大大加快（图4－24），结果由PRPP分解的终产物尿酸在体内大量增加，并从尿中排出，由于尿酸的溶解度低，过多的尿酸盐在结缔组织中沉积，出现痛风性关节炎，久后造成关节变形，大量尿酸在尿中沉积，可形成尿路结石。
目前已知PRPP－syn活性增高有三种情况：①酶分子合成正常，但每分子酶的活性增高2－3倍；②PRPP－syn与底物5’－磷酸核酮的亲和力增高；③酶与抑制物的亲和力降低。本病呈常染色体显性遗传。PRPP－syn酶基因定位于Xq22-q26.
酶活性过高导致产物过多引起的一类疾病称为生产过剩病（over-production disease）。

遗传多态现象（genetic polymorphism）是指在一个群体中，同时和经常存在的两种或两种以上的变异型或基因型，每种类型的频率比较高，一般认为每种变异型超过1％即可定为多态现象，不足1％的称为罕见变异型。
人类存在多种遗传多态现象（多态性），主要有染色体多态性、酶和蛋白质多态性、抗原多态性的DNA多态性五类。
1.染色体多态性 染色体的多态性又称异态性（heteromorphism)是指正常人群中经常可见到各种染色体形态的微小变异。这种变异主要表现为同源染色体大小形态或着色等方面的变异。多态性是可遗传的，并且通常仅涉及一对同源染色体中的一个。例如表现的D和G组的随体增大、重复（双随体）或缺如，短臂的长短，1、9、16号染色体的次缢痕区加长或缩短，染色体着线粒区的荧光强度变异等。Y染色体长臂的长度变异，可大于F组，也可小于G组，这种变异可能有民族差异。
染色体多态性的临床意义尚不清楚，在产前诊断中，染色体多态性可分胎儿细胞和母体细胞；可探讨异常染色体不分离的来源，有利于对患者家庭进行婚育的指导。此外，可用于鉴定不同个体，对法医学中的亲权鉴定有一定的意义。
2．蛋白质多态性 现在认为,人类结构蛋白质的多态性是一种普遍现象。例如结合珠蛋白（haptoglobin,Hp）是一种糖蛋白，其生理功能在于Hp和血红蛋白结合后不能透过肾小球膜，因而红细胞破坏后释出的血红蛋白不能被肾清除，既避免铁的大量丢失，也可保护肾免受损害。构成Hp分子的肽链有α和β链二种。Hp多态性主要是α链的遗传变异。α链有α1和α2二种。α1中又有αIs和αIF二种亚型，各由84个氨基酸组成，两者区别在于第54位氨基酸（αIF为赖氨酸，αIs为谷氨酸），因此可以推断这一区别是通过一次点突变形成。α2则由143个氨基酸组成。从α链一级结构分析，Hpα2是HpαIF的N端71个氨基酸和HpISC端的72个氨基酸连接而成，即发生了错误配对和不等交换，形成了与HbLepore相似的融合基因。Hpα1和α2肽链是由一对等位基因Hp1和Hp2所决定，基因定位于16q22.1，呈共显性遗传。因此有三种基本基因型：Hp1－1型为Hp＝1／Hp1；Hp2－1型为Hp2／Hp1；Hp2-2型为Hp2/Hp2。除上述三型外。α还有其它变异型，由此组合成人群中Hp的多种多样的基因型和表现型。
常见的3种Hp类型在不同人种中分布不同，Hp1和Hp2的基因频率也各异，Hp2基因频率以亚洲人中最高(0.75)，欧洲白人次之(0.60)，非洲人最低(0.30～0.40)。
人血清运铁蛋白（transferrin,Tf）也是一种高度多态性系统。Tf基因位于3q21,已发现有30多种遗传类型（根据电泳迁移率快慢分型），也有明显的种族差异。
3．酶的多态性 酶的遗传多态性表现为许多酶都在存在同工酶的现象。同工酶（isozyme或isoenzyme）是指分子结构不同的酶，可催化相同化学反应，这类酶称为同工酶。同工酶不仅可存在于不同个体。也可存在于不同的组织中，甚至在同一细胞的不同细胞器中有同工酶。
根据酶的多态性产生原因不同，大致可以分为三类：
（1）多座位同工酶（multiple loci determining isozyme）:是指由不同基因座位决定的同工酶。例如乳酸氢酶（lactic dehydrogenase,LDH）有A、B两种亚基，分别由LDHA基因（定位于11p15-p14）和LKHB基因（定位一起12p12.2-p12.1）所决定。磷酸葡萄变位酶（phosphoglucomutase,PGM）的3个不同肽链分别由不同座位的基因编码。PGM1定位于1p22.1、PGM2定位于4p14-q12、PGM3定位于6q12。以LDH同工酶为例，LDH是A、B两种亚基不同比例组成的四聚体，依电泳速度可有5种表现型：LKH1（B4）、LDH2（B3A）、LDH3（B2A2）、LDH4（B1A3）及LDH5（A4）。如果A或B亚基再有不同突变，通过各种组合可以形成多种多样的变异类型。
（2）单座位复等位基因同工酶：是指同一座位上的不同等位基因所编码的酶蛋白。例如胎盘碱性磷酸酶（placental alkaline phosphatase,PLAP）是一种典型的复等位基因编码的酶，PLAP为二聚体，基因定位于2q37，依电泳速度可分3种变异型即慢（S）、中（I）、快（F）型，它们受3个复等位基因PLs、PLi及PLf控制，每种基因分别编码S、I、F三种同工酶（G6PD）和腺苷酸激酸（AK）的同工酶即属此类。
（3）翻译后同工酶：酶蛋白翻译产物经不同修饰反应也可产生不同分子形式的同工酶，称为翻译后同工酶（post-translational isozyme），又称次级同工酶（secondaryisozyme）。这些修饰反应包括基因的添加（磷酸化、乙酰化、甲基化等），酰胺键的水解，肽键的断裂和部分肽键的脱落，二硫键的形成和糖链的添加等。例如免肌醛缩酶（ALD）是由4个A亚基组成的纯聚体，但发育中，一部分肽链中羧基本末端第4位的天冬氨酸，从而A亚基形成α和β两种类型，故A亚基可为纯聚体也可为杂交体，但都有醛缩酶活性。
4．抗原多态性 在人类遗传学应用较多的抗原有红细胞抗原系统和白细胞抗原系统。个体间抗原性差异是由基因突变产生。至今已发现20个红细胞血型系统，其中包括100多种红细胞抗原，比较重要的有：ABO、MNSs、Rh和Xg等血型系统。白细胞抗原系统中以人类的主要组织相容性复合体（mojor histocompatibility complex,MHC）中的人类白细胞抗原（humanleucocyte antigen,HLA）最引人注目，是目前所知人类最大的一个抗原多态系统。HLA的基因座位在6q21，已确认的HLA抗原特异性有148种，分属于A、B、C、D、DR、DP、DQ7个连锁基因座位。A座位具有24个抗原（即有24个复等位基因）；B座位有52个；C座位有8个；D座位有26个；DR座位有20个；DQ座位有9个；DP座位有6个，因此，估计人群中可存在24×52×11×26×9×6＝385，482，240种单倍型类型，即要在无亲缘关系人群中找到一条单倍型完全相同的人的机会只有约1／3.8×108。HLA多态性现象主要是由于产物不同而有不同的表现型。
5.DNA多态性在人群中不同个体之间的基因产物大多数是一致的，但每个个体在遗传上还是有所不同的，这种个体之间的差异从本质上讲是DNA碱基顺序存在的差异，它是通过用内切酶切割不同个体的基因组DNA出现不同长度的片段而被发现的，并通过孟德尔方式遗传，称为DNA多态性。DNA多态性的来源，它在医学中的应用价值将在第十三章中阐述。