连锁分析

2024-02-18

    连锁分析 :

连锁分析是利用连锁的原理研究致病基因与参考位点(遗传标记)的关系。

根据孟德尔分离定律,如果同一染色体上的位点不连锁,那么遗传标记将独立于致病基因而分离,与致病基因位于同一单倍体或不同单倍体的机会各占一半,否则表明连锁存在。常见的用于连锁分析的遗传标记类型包括限制性片段长度多态性(RFLP)、简单序列长度多态性(SSLP)、扩增片段长度多态性(AFLP)、随机扩增多态性DNA(RAPD)、可变数串联重复序列(VNTR)、微卫星多态性(SSR,也称简单序列重复)、短串联重复序列(STR)等。

连锁分析法主要适用于已知遗传方式单基因遗传病的基因定位,对具有复杂性状的多基因疾病进行遗传连锁分析时往往会受到多种因素的影响,如异位、上位显性、不同发病年龄、不完全外显率、多个致病基因位点、遗传与环境相互作用、遗传模式、表现型比率及诊断不明确等。因此,运用连锁分析研究多基因疾病受到了一定程度的限制。

针对连锁分析的上述限制性,目前采取的策略是基于血缘同一性的患者同胞对分析法(ASP)。同胞对分析的基本原理依赖于下述生物学现象:具有遗传关系的一对遗传病患者(包括患病同胞对),倘若他们所携带的某一(或某些)遗传标记等位基因呈显著的非随机性分离,则控制疾病表型的基因极有可能与该遗传标记或遗传标记群连锁。根据这一基本观察,可以通过检测遗传相关的疾病患者间所携带的遗传标记等位基因的独立性,实现致病相关基因与遗传标记的连锁检查。其特点是无需知道遗传病的遗传方式,即可对同胞对中某一遗传标记与疾病易感基因作出连锁关系的判断。

常用的连锁分析方法有家系连锁分析法(对数优势记分法LOD)、患者同胞对分析法和患者家系成员分析法(APM)。ASP和APM均为非参数分析方法,是性状-模型非依赖性分析,同常用的LOD连锁分析(性状-模型依赖性分析)比较,具有下列优点:①不需要准确设定疾病的遗传模式,适用于不符合简单孟德尔遗传方式的多基因遗传病的连锁定位分析;②不受遗传参数的影响,对遗传异质性允许度大;③对系谱材料要求低,只需一代或二代的家系成员,多用于收集材料较困难的晚发性多基因疾病的遗传分析;④可研究两个不相连锁位点对疾病的联合作用,即多位点分析,以解析多基因疾病易感基因间的相互关系;⑤在候选基因研究中可应用间隔较远(~20cM)的遗传标记进行连锁分析。其不足之处在于:①检出率远低于相关分析,APM尤甚;②为了排除遗传异质性的影响,往往需要收集几百对同胞对标本;③双亲标本常不能获得,因此不能用血缘同一性(IBD)法,而只能用状态同一性(lBS)法,会影响分析的可靠性;④两个患病同胞的家系中,双亲均为患者的概率较高,易感基因可由父母双方传递给子代,因而影响正确分析。ASP法、APM法及参数LOD计分法均属于两点连锁分析法。

尽管连锁分析在实际研究中已经证实可靠有效,但在复杂疾病的研究中,却存在很大的局限性。首先,连锁分析更适用于单基因疾病的遗传研究,而在目前已知的疾病当中,复杂疾病占了绝大多数。其次,连锁分析对于致病性高、数量少的遗传变异具有较好的适用性,但对于中效甚至弱效的突变则显得力不从心。最后,由于连锁分析只对在世的几代人中进行有效,重组在短短这几代人中发生的机会较少,因此连锁分析所鉴定的含疾病相关基因的染色体区域往往很大,甚至达几百万碱基,含上千个基因,要精细定位出突变位点仍有很长的路要走。因此,对于复杂疾病,连锁分析只能提供部分参考性意见。需要强调的是,即使连锁分析具有局限性,但是由于连锁分析可以发现家族特异的与心理疾患相关的基因,因此其仍然具有实用价值。