遗传学研究进展范文篇1

一、早发型扭转型肌张力障碍(DYT1/TOR1A基因)

1.基因型与临床表型1911年Oppenheim首次

报告DYT1基因型肌张力障碍，又称Oppenheim肌张力障碍。主要表现为原发性早发型扭转痉挛，从一个肢体发病(通常为下肢），数年内逐渐进展至躯干及其他肢体。DYT1基因型肌张力障碍以犹太人种发病率最高，为1A6000~1/20000，非犹太人种发病率约为1/20万。1997年，Ozelius等w将DYT1基因型肌张力障碍致病基因定位于9q34.11的TOR1A基因，外显率约为30%。TOR1A基因含5个外显子，编码TorsinA蛋白，其突变形式较为单一，主要为第5外显子鸟嘌呤-腺嘌呤-鸟嘌呤三核苷酸片段(c.904_906delGAG)缺失M。目前已有较多关于TOR1A基因突变率的流行病学报道，我国原发性肌张力障碍人群TOR1A基因突变率约为2.70%。除GAG缺失外，尚有少数其他类型的基因突变。31^等[10]在1例儿童期发病、表现为严重的全身肌肉受累的女性患儿的基因学检测中发现第5外显子错义突变(c.863G>A)，导致精氨酸突变为谷氨酸。

发现1例累及咀嚼肌和面肌的晚发型肌张力障碍患者TOR1A基因突变（c.613T>A，p.F205I)，但是由于该例患者长期服用抗精神病药物，其基因突变的致病性尚不能确定。另有在正常人群中发现934_937delAGAG突变的报道。随着分子学诊断技术的发展及临床应用的推广，在部分晚发型局灶型、节段型和多灶型肌张力障碍患者中也发现TOR1A基因突变，表明其临床表型存在相当大的差异性。

2.TorsinA蛋白TorsinA由332个氨基酸组成，属于ATP酶AAA+超家族成员，是位于内质网膜上的一种分子伴侣蛋白，参与蛋白质折叠、降解、膜转运、囊泡融合等多种生物学过程。这种作用在生长发育期尤为重要，可能参与细胞骨架成分的形成。TorsinA蛋白分布于神经元细胞核周围和轴突、树突的远端，在人体发育的不同阶段表达水平不同，以出生前和出生后早期表达水平最高;出生后第2周，TorsinA蛋白在小脑皮质和纹状体胆碱能神经元中呈现高表达，此时正是这些区域神经元树突的形成阶段。TorsinA蛋白过表达可以抑制a-突触共核蛋白（a-Syn)在神经胶质细胞中的聚集，同时还能够通过泛素-蛋白酶体系统加速s-肌糖(s-sarcoglycan,-种肌张力障碍相关蛋白）的清除。TOR1A基因编码区三联密码子GAG的缺失导致TorsinA蛋白的羧基末端(C末端)302/303位点谷氨酸缺失，而此谷氨酸残基在TorsinA蛋白功能中发挥重要作用。TOR1A基因敲除小鼠呈现细胞核膜超微结构异常。

二、低语性发声困难(DY74/TUBB4a基因）

Parker最早于1985年描述一常染色体显性遗传、表现为低语性发声困难（whisperingdysphonia)和全身型肌张力障碍的家系，并将其命名为DYT4基因型肌张力障碍。2012年，Hersheson等通过对该病家系进行连锁分析和外显子测序将其致病基因定位于19p13.12~13的TUBB4基因。DYT4基因型肌张力障碍主要表现为低语性发声困难、全身型肌张力障碍和特征性“木马样(hobbyhorse)”共济失调步态。

三、多巴反应性肌张力障碍(DYT5/GCH1基因）

1976年，Segawa等[20]描述1例症状呈现日间波动的肌张力障碍患儿。该例患儿早晨基本无症状，而以傍晚、晚间和夜间症状明显。由于对左旋多巴治疗反应极佳，故被命名为多巴反应性肌张力障碍(DRD)。该病多于儿童或青少年期发病，临床主要表现为肌张力障碍和帕金森综合征，症状呈日间波动。临床上需与脑瘫、青少年型帕金森病、酪氨酸羟化酶(TH)或四氢生物蝶呤(BH4)缺乏导致的多巴反应性肌张力障碍等疾病相鉴别。

1993年，Nygaard等将多巴反应性肌张力障碍的致病基因定位于第14号染色体长臂；1994年，Ichinose等证实其突变基因为三磷酸鸟苷环化水解酶1(GCH1)基因，共包含6个外显子、编码750个氨基酸。截至2006年，发现的基因突变形式有多种，包括错义突变、无义突变、插人突变、片段缺失等80余种。根据Furukawa[24]报告，超过85%的独立突变形式出现在GCH1基因编码区和结合区。有50%~60%的典型多巴反应性肌张力障碍患者可以检测到基因突变，约40%的家系无编码区和结合区的突变，但存在生化检测异常。GCH1基因编码GCH1蛋白，该酶是四氢生物蝶呤合成的限速酶，后者是酪氨酸I、苯丙氨酸和色氨酸羟化酶的重要辅助因子。GCH1基因异常可以导致GCH1蛋白数目减少和活性降低，影响四氢生物蝶呤的合成，从而影响酪氨酸和色氨酸羟化酶的活性，进一步导致多巴胺（DA)和5-羟色胺（5-HT)合成障碍。此外，GCH1基因具有极高的自发频率，可用以解释散发性多巴反应性肌张力障碍的发病。

四、混合型肌张力障碍(DYm/THAPI基因）

最早由Almasy等[25]报告出现在一Amish-Mennonite家系中，连锁分析将其定位于8p21~q22。2009年，Fuchs等[26]将致病基因定位于死亡相关蛋白1(THAP1)基因，并命名为DYT6基因型肌张力障碍，呈常染色体显性遗传，位于8p11.21，含3个外显子，编码THAP1蛋白，外显率约为60%。除脑组织外，在其他组织也有表达，包括血液系统、肝脏、肾脏、骨骼肌、甲状腺和前列腺。

与TOR1A基因突变不同，THAP1基因突变形式呈多样化，可位于基因的任何位点，包括点突变、移码框架突变和剪接突变等。临床上，DYT6基因型肌张力障碍主要表现为颅颈段受累，于儿童或青少年期发病，可逐渐进展至肢体，亦可在相当长时间内病情稳定?。国内外相继有多所研究机构对其基因突变率和突变类型进行研究，但各研究报道的结果不尽一致。我国原发性肌张力障碍人群中THAP1基因突变率约为1.80%。

THAP1蛋白在细胞增殖和pRb/E2F细胞循环路径的转录调节中发挥重要作用[31]。该蛋白共包括213个氨基酸残基，分为THAP结构域和非结构域，前者具有非典型的锌指结构（zincfingerdomains)，可与DNA相结合;后者包括低复杂性富含脯氨酸结构域、双极定位信号结构域和卷曲螺旋结构域。THAP1蛋白的功能区位于THAP结构域，具有特异性DNA结合功能，非THAP结构域可能在蛋白质相互作用的调节及THAP1二聚体形成方面起辅助作用。

五、发作性运动诱发性运动障碍(DYT10/PRRT2基因）

PRRT2为发作性运动诱发性运动障碍(PKD)的致病基因。该型为临床较为少见的肌张力障碍类型，儿童或青少年期发病，每次发作时间短暂，持续数秒至数分钟不等，由突然运动诱发，每日可发作数十次甚至上百次，间歇期正常，对小剂量卡马西平疗效甚好。最初由Valente等[34]通过对一印度家系进行连锁分析后，将其可能的致病区域定位于16q13~q22.1。2011年，Chen等发现PRRT2基因突变与发作性运动诱发性运动障碍相关。PRRT2基因位于16p11.2，含4个外显子，编码PRRT2蛋白，该蛋白含有340个氨基酸和2个跨膜结构域。PRRT2基因在神经系统发育阶段表达活跃，截短突变可导致PRRT2蛋白功能异常[35]。随着对PRRT2基因研究的深人，发现了更多的基因突变形式，包括截短突变（c.514_517delTCTG，p.Ser172Argfs*3;c.649dupC，p.Arg217Profs*8;c.972delA，p.Val325Serfs*12)i，错义突变（c.796C>T，p.R266W;c.913G>A，p.G305R)等[3637]。PRRT2基因突变的临床表现除典型的发作性运动诱发性运动障碍外，还可能包括婴儿惊厥伴阵发性舞蹈手足徐动症（ICCA)和发作性过度运动诱发性运动障碍(PED)。

六、肌阵挛-肌张力障碍综合征(DY771/SGCE基因)

s-肌糖(SGCE)基因定位于7q21.3,编码s-肌糖，该基因突变可以导致肌阵挛-肌张力障碍综合征(MDS)。肌阵挛-肌张力障碍综合征是临床罕见的常染色体显性遗传性疾病，儿童和青少年期发病，临床主要表现为肌阵挛、肌张力障碍和精神症状。几乎所有患者均有肌阵挛症状与体征，以躯干和上肢受累多见，对酒精反应良好;有50%~60%的患者有肌张力障碍表现，主要表现为痉挛性斜颈和书写痉挛。极少数患者，肌张力障碍可以是唯一表现，影像学检查可见脑代谢改变[42-43]，仅有30%~40%的患者SGCE基因突变检测阳性[44]。SGCE基因的典型特征为母本印迹（maternallyimprint)，即来源于母亲的等位基因不表达或呈低表达。SGCE基因突变形式多种多样，包括无义突变、错义突变、插人突变和缺失突变等。

在肌纤维中，肌糖(sarcoglycan)参与跨膜蛋白抗肌萎缩蛋白-糖蛋白复合物(DGC)的形成，维持细胞膜稳定。肌纤维中s-肌糖表达水平于出生后达到高峰。s-肌糖在脑组织中也有表达，以小脑皮质表达水平最高[45]，且存在特异性单体，分布于小脑齿状核的浦肯野细胞中[46]。在神经元中，抗肌萎缩蛋白-糖蛋白复合物可能参与Y-氨基丁酸(GABA)能突触的聚集和稳定。

七、快速起病的肌张力障碍-帕金森综合征(DY772M7P1A3基因）

快速起病的肌张力障碍-帕金森综合征(RDP)呈常染色体显性遗传，由ATP1A3基因突变所致。据文献报道，其发病年龄为4~55岁，多见于青少年和青年，呈急性(数小时内）或亚急性(数天或数周）发病，其后症状相对稳定。患者可同时存在帕金森病症状和肌张力障碍表现，但鲜见4种典型帕金森病症状(静止性震颤、运动迟缓、僵硬、步态异常）；肌张力障碍主要是头-体-尾（即面部-上肢-躯干)的发展过程，延髓受累明显，常伴吞咽困难和构音障碍，下肢受累程度较轻[3]。致病基因ATP1A3定位于19q13，包含23个外显子，编码Na+-K+-ATP酶，突变可导致Na+-K+-ATP酶对细胞质中钠离子亲和力下降，影响细胞内外离子转运。有研究显示，ATP1A3基因突变主要发生于外显子8,14,15,17,20和23。但该综合征具有遗传异质性，并非具有临床表现的患者都能检测到ATP1A3基因异常。

八、成人起病的痉挛性斜颈(DYT23/C/Z1基因）

2012年，Xiao等[48]对一成人起病的痉挛性斜颈家系研究发现，CIP1相互作用锌指蛋白1(C/Z1)可能是其致病基因，定位于第9号染色体，含17个外显子，编码CIZ1蛋白。该蛋白在脑组织中表达，参与DNA合成及细胞周期调控。有研究发现，该家系C/Z1基因突变位于第7外显子（c.790A>G，p.S264G)，该基因突变可影响CIZ1蛋白的剪接，从而影响其功能。另对308例痉挛性斜颈患者进行的基因学检测发现，存在2个错义突变，即p.P47S和p.R672M。

九、颅颈段肌张力障碍(DYT24/ANO3基因）

2012年，Charlesworth等[49]米用连锁分析和全外显子测序相结合的方法对英国一常染色体显性遗传性颅颈段肌张力障碍家系进行遗传学分析，发现ANO3可能是其致病基因，故命名为DYT24基因型肌张力障碍。ANO3基因定位于11p14.2,共包含27个外显子。该研究发现6个基因突变:其中该家系发现2个错义突变（c.1480A>T，p.Arg494Trp;c.1470G>C，p.Trp490Cys)，另在188例无家族史的散发性患者中发现4个基因突变，分别为c.161C>T，p.Thr54Ile;c.2053A>G，p.Ser685Gly;c.2586G>T，p.Lys862Asn;5'UTR区c.-190C>T。

ANO3基因编码钙离子门控氯离子通道，ANO3mRNA表达水平以纹状体最高，相当于额叶皮质的5.30倍，小脑的70倍?。ANO3基因异常可影响内质网相关性钙离子门控氯离子通道，从而导致疾病发生。经研究显示基因突变患者(c.1470G>C，p.Trp490Cys)皮肤纤维母细胞存在内质网相关性钙离子信号异常，与正常对照组相比，患者细胞中ATP诱导的钙离子信号明显降低。

十、原发性扭转型肌张力障碍(DYT25/GNAL基因）

2013年，Fuchs等[51]通过对两个原发性扭转型肌张力障碍家系进行全外显子测序，将其致病基因定位于GNAL基因，位于18p11.22~p11.21，共12个外显子，编码兴奋性G蛋白a亚单位。脑组织中的主要兴奋性G蛋白亚单位是Gas，而在纹状体棘状神经元(MSNs)中Gaolf取代了Gas。Gaolf与直接通路中的多巴胺D1受体及间接通路中的腺苷A2A受体相结合，激活5型腺苷酸环化酶。GNAL基因突变可导致Gaolf亚单位合成受阻，出现功能障碍。

上述两个家系中分别存在GNAL基因无义突变(p.Ser293*)和错义突变（p.Val137Met)。另对39个原发性扭转型肌张力障碍家系进行基因学检测发现，6个家系（15.38%，均为具有欧洲血统的白种人）存在异常，包括无义突变(p.Arg21*)、移码突变(p.Ser95fe*110和p.Arg198fe*210)、错义突变（p.Glu155Lys)、框内缺失（p.Pro102_Val104del)及剪接异常(c.274-5T>C)。另有研究发现4例GNAL基因突变的家族性肌张力障碍患者。

遗传学研究进展范文

〔关键词〕父母影响；儿童影响；行为遗传学；亲子互动

〔中图分类号〕G78〔文献标识码〕A〔文章编号〕1671-2684（2011）10-0010-03

一直以来我们都知道，父母影响孩子的成长。在父母影响孩子的过程中，儿童就如同陶泥一般，被动地任由父母揉捏成各种形状。我们用父母影响这个概念来代表父母对孩子的影响，具体来说是父母对孩子行为和发展的各种影响方式[1]。但直到不久前，人们才认识到这个影响过程的可逆性。儿童对父母也有影响，孩子的个性将影响父母对教养行为的选择，对这个孩子行得通的方式并不一定适用于其他的孩子。即便是年龄很小的孩子，都是交往行为的主动参与者。我们把以上现象称为儿童影响，是指儿童因自身特质而对其养护人所造成的独特的影响[1]。

行为遗传学是指以解释人类复杂的行为现象的遗传机制为其研究的根本目标，探讨行为的起源、基因对人类行为发展的影响，以及在行为形成过程中，遗传和环境之间的交互作用[2]。其实在儿童心理与行为的发展过程中，遗传与环境的作用从来都是不可分割的。遗传提供了生理上的基础，而环境提供了发展的空间。行为遗传学一方面强调遗传因素对行为有决定性影响，但它同时认为遗传并不直接决定行为，它只是行为产生的生理基础，而行为的发展则受环境的影响。

本文旨在探讨在孩子社会化过程中的父母影响和儿童影响，并结合行为遗传学的有关研究成果，探讨在儿童的发展过程中以父母教养方式为主的父母影响和儿童影响以及两者的交互作用，以期进一步了解儿童发展中的影响机制。

一、遗传因子的存在

随着行为遗传学的发展，研究者从不同的角度、不同的研究设计中证明带着遗传因子的儿童影响的存在。有些看起来是环境产生的影响却能够反映出遗传的影响，因为这种经验受到了个体遗传差异的影响，在用环境测量衡量双生子和收养研究的心理结果时，研究结果一致显示了某些遗传因素的影响[3]。

研究表明，在家庭环境变量和孩子行为结果之间的联系上，亲生子女比抚养子女的这种联系要强[4]。这些结果暗示的信息是遗传因素承载着一些可推测性的环境影响，如果忽略了遗传的影响，那么会高估了父母亲对孩子的影响。

例如，研究者广泛使用了一种结合观察和面谈的家庭环境测量，这种方法被称为“家庭观察之环境测量”，简称HOME，其评价的是家庭环境方面，主要是父母的养育行为，比如父母的应答性、对孩子发展进步的鼓励等。研究发现，同胞1岁和2岁时，HOME分数的相关高于被收养的兄弟姐妹，结果说明了HOME受到了遗传的影响，遗传因素能解释HOME分数方差的40%左右[4]。

邓恩（Dunn）等人通过幼儿期母亲―婴儿互动的观察研究并采用了收养设计和双生子设计，发现了遗传的影响[5]。

戴卡德（Deckard）等人考察了双生子和收养子女的一个研究设计，研究发现相同的母亲对她的两个孩子有不同的亲子互动水平，以及兄弟姐妹之间的基因相似性解释了大部分亲子互动中的相似性。更令人觉得惊讶的是，遗传上没有相关关系的养子女与他们相同的收养母亲有着不同的亲子互动的水平[6]。这个研究结果也说明了在亲子互动中，带着遗传特征的儿童自身的特性对父母的教养方式的影响。

普洛明等人的一项研究命名为：非共享环境与青少年发展，简称NEAD，在这项研究中表明对应不同的教养方式，遗传因子是不同的，例如苛刻的教养方式、温柔的教养方式和监控的教养方式遗传因子有着很大的差异。NEAD显示了儿童遗传影响大约有50%的概率解释了母亲对其孩子苛刻的对待方式[7]。这就说明了父母的养育行为和孩子的行为发展中，不是纯粹的社会机制，还有遗传机制，孩子自身的影响也在其中起着作用。这也证明了孩子的行为发展中，由遗传因素带来的孩子自身特征在其中发挥着重要的作用，即儿童影响再一次得到了验证。

以上的研究都证明了在父母对儿童的教养方式中，遗传因素的调节作用。不仅是父母通过教养方式对儿童的发展产生影响；同时，儿童由遗传因子带来的自身的特征也反过来影响父母。儿童不同的特征会引起父母不同的反应，因而使父母采用不同的方式对待他们。父母是根据儿童的行为特点来选择和调整自己的教养方式的。

二、遗传因子具体作用机制

那么父母的教养方式是怎样部分地受到了遗传因子的调节作用的呢？

1.基因型―环境相关

基因型―环境相关指的是遗传在个体与环境接触中起的作用[4]。行为遗传学家普洛明提出了基因型―环境相关，这里他是指人的基因组成和所处环境之间的联系，这种联系有着不同的形式，见表一。

表一基因型―环境相关的三种类型

按照表中所述，有三种基因型―环境相关：被动的、唤起的和主动的。涉及到儿童与父母的关系主要有两种关系：被动关系，即父母不仅为孩子提供了基因特征，也提供了相应的经历，例如，继承了父母高智商的儿童很可能也同时享受着父母所给予的文化气息较浓的成长环境，父母对儿童的教养方式中渗透着这种文化因素，而两种因素相互作用，使得该儿童在学业上更容易取得成功；唤醒关系，即儿童与生俱来的特质会诱发其父母作出不同的回应。与天性安静、严肃的孩子相比，天生外向、热爱社交的儿童更容易得到父母的积极回应。过去人们通常认为，是由于成人对待孩子的方式使孩子更愿意与人交往，但从这个研究中，我们对这种因果关系可能要有新的认知了，可能是孩子自身的特点使其获得了这样的对待方式[1]。从上述的分析中，我们可以发现，其实基因型―环境的相关并非指独立于个体之外的环境受到遗传的影响，而是指个体经验卷入的程度或个体接受环境影响的程度具有一定的遗传性。遗传的影响是通过被其作用的心理特质来传递的：遗传影响着个体的心理特质，心理特质影响着个体的环境[10]。

随着行为遗传学的发展以及以上三种关于基因型―环境相关方法的发展，我们可以更加深入地研究父母的教养方式对儿童的心理发展背后的遗传因素的作用。

2.基因型―环境的交互作用

基因型―环境的交互作用是指遗传对环境的敏感性或易感性。它是指基因型不同的个体对相同的环境反应不同[11]。

有两项收养研究发现了犯罪行为的基因型―环境交互作用的例子。研究发现，对于一个被收养者，如果他的养父母和亲生父母都有犯罪记录的话，那么他出现犯罪行为的概率更高，也就是说，如果儿童的亲生父母被定过罪，那么养父母的定罪会使儿童更容易被定罪。

基因和环境的交互作用以及父母教养方式和儿童气质的研究证明了这种相互影响。克堪斯卡的研究很好地阐述了这个问题，他的研究发现，父母温和的教导措施能有效地使胆小的孩子发展其道德感，但对于胆大的孩子则没有什么效果。

双生子的研究方法可以用来鉴别基因型―环境交互作用。为了探测遗传与环境的交互作用，可以把双生子之一的表现型基因作为另外一个双生子的遗传风险的指标。采用这种方法分析显示，父母受教育程度高的家庭一般认知能力的遗传率（74%）显著高于父母受教育程度低的家庭（26%）。

大量的研究都在寻找基因型―环境交互作用的证据，但是鲜获成功，原因之一可能是缺乏像动物实验那样高度的实验控制，比如制造出极端的环境操控，另外一个原因可能是要在具有合理统计效力的方差设计分析中检测到交互作用，所需的被试量则远远高于检测主效应所需的被试量。因此，在父母教养方式的研究中，要找到基因与环境的交互作用，还需要进一步的实验设计。

总之，过去，我们习惯于将发展结果归因于环境，现在看来，基因对发展的影响也是不可小觑的。基因和环境的相互影响是以双向方式进行的，不是一个决定另一个，不能说究竟哪一个是发展的先决条件[1]。在父母对儿童的教养方式中，我们要看到父母对儿童的影响和儿童自身特性的双向互动作用。

三、研究趋势和展望

第一，研究内容更加丰富。现在大量的研究都是从行为遗传学的角度证明了在父母的教养方式中遗传因子的存在，以后会从各个方面具体探讨父母的教养方式和儿童的社会化发展，内容更加丰富，主题更加深化。例如，父母教养方式与儿童依恋的研究、与儿童学业的相关研究等，从这些方面探讨在父母教养方式中，遗传与环境的交互作用。

第二，在研究方法上，行为遗传学一般采用收养研究设计、双生子研究和混合研究设计，以后的研究可能深入发展这些研究设计，设计出更好的实验设计，更加巧妙地分离遗传和环境的影响。特别是现在研究设计与计算机技术的发展相结合，开发出一些心理学的统计应用软件，例如LISREL、EQS等统计软件的开发，大大提高了量化研究的水平。

值得一提的是分子遗传学在逐步发展，运用分子遗传技术去寻求对复杂心理特质产生影响的特定基因将是心理学研究最激动人心的方向之一[10]。分子遗传学的相关研究可以运用到父母教养方式的研究中，随着技术的进步，我们就可以找到影响儿童发展的基因，我们就可以根据不同基因的儿童适合什么教养方式，对儿童进行更好的指导，或是对一些不良儿童的基因进行改进，使得不良儿童朝着健康的方向发展，这些设想随着行为遗传学的发展会成为现实。

第三，双向互动作用深入发展。在以往的研究中，针对父母对儿童的单向研究比较多，对亲子互动的研究很少[9]。随着相关学科的发展，特别是行为遗传学的发展，以后的研究将更加注重双向互动的研究。特别是现在理论界提出的动力系统观，从另一个角度证明了行为遗传学所证明的双向互动的存在。动力系统观点认为，一个家庭就是一个很好的动力系统，它是一个由两种亚系统组成的三级组织，两种亚系统分别是个人和个人之间的关系。家庭的整体特性不能由其成员的特点来推论，它包含一个极端复杂的循环影响的过程，任何部分的改变都会与其他部分以及系统整体形成循环往复的相互影响。因此，简单的线性因果关系并不适应于家庭情境。在孩子的社会化过程别是父母的教养方式中，父母起到了很重要的作用，但是孩子的影响也是有作用的，他们同属于家庭这个系统中，在这个系统中，他们的关系是一种相互影响的作用，而不是一种简单的单向关系[1]。因此，从动力系统的观点看，我们发现在一个家庭中，儿童和父母同属于一个系统，在这个系统中相互影响相互作用。这种观点和行为遗传学的观点是一致的。因此，以后的研究会综合行为遗传学、动力系统等多种观点，在多种分支学科的基础上，更好地探讨父母教养方式的具体机制。

第四，在实际运用上，如上所述，亲子互动中父母的教养方式的理念在实际运用中还不是很广，与传统的家庭教育观念相比较，现代家庭关系和家庭教育的观念与实践发生了一系列的变革，这更加激励有关研究者深入地探讨父母教养方式对儿童心理、行为发展的影响[11]。以后会进一步运用到社会、家庭和学校中去，理论和实际相互促进，才更有利于儿童的发展。

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遗传学研究进展范文

摘要疟原虫产生抗药性是疟疾防治中遇到的主要难题之一。抗叶酸类抗疟药的抗药性机制已基本搞清，与其作用靶酶二氢叶酸还原酶或二氢蝶酸合成酶基因点突变相关。喹啉类药物抗性影响因子尚不完全清楚。恶性疟原虫5号染色体上的多药耐药基因1及7号染色体上的cg2基因可能是抗性相关基因，但二者都不能完全解释抗性，尚待深入研究。

疟疾的流行至今仍然十分广泛，遍及全球90多个国家和地区，20亿人面临感染疟疾的危险。据统计，全球每年有3亿～5亿疟疾病例，导致150万～270万人死亡，其中100万是居住在非洲的5岁以下儿童［1］。人类在长期实践过程中筛选了大量防治疟疾的药物，但是，自从50年代末在东南亚和南美洲分别发现恶性疟原虫对氯喹产生抗药性以后，抗氯喹恶性疟迅速扩散蔓延，抗药性程度不断增加，并且从单药抗药性向多药抗药性发展。我国的海南、云南和广西等省、自治区也有抗药性疟疾的流行。目前，疟原虫对几乎每一种抗疟药都产生了抗性，疟疾防治形势非常严峻，迫切要求我们尽快搞清抗药性产生的机制，以便采取措施防止或逆转抗药性的发生并指导新药研究。近年来，分子生物学技术的发展及学科渗透大大推动了疟原虫抗药性机制的遗传学研究，本文就抗叶酸制剂及喹啉类药物抗性的分子机制作一综述。

1抗叶酸制剂抗性的分子机制

1.1二氢叶酸还原酶（DHFR）基因

乙胺嘧啶和环氯胍都是二氢叶酸还原酶抑制剂。研究表明，恶性疟原虫对两药产生抗药性都与DHFR基因点突变相关，但二者存在差异［2，3］。迄今为止，共报道了6个DHFR基因编码区变异：108位SerAsn或Thr，51位AsnIle，59位CysArg，16位AlaVal，164位IleLeu。单一点突变所致DHFR108位Ser变异成Asn即可产生乙胺嘧啶抗性，但对环氯胍的反应性仅稍有降低。对乙胺嘧啶产生高度抗性则需其他位点突变共存，包括51位AsnIle和（或）59位CysArg。而与环氯胍抗性相关的变异是DHFR108位SerThr伴随16位AlaVal，同样，该抗性株对乙胺嘧啶的敏感性变化不大。

另外，在对乙胺嘧啶和环氯胍交叉耐药的恶性疟原虫中发现存在多个位点变异：DHFR164位IleLeu，108位SerAsn，59位CysArg和（或）51位AsnIle。由于仅包含Asn-108和Arg-59变异的原虫分离物不具有环氯胍抗性，因此，认为Leu-164变异在疟原虫对两药产生交叉抗性的机制中起重要作用［3］。

1.2二氢蝶酸合成酶（DHPS）基因

磺胺类药是二氢蝶酸合成酶抑制剂。研究发现，正是由于磺胺类药作用的靶酶DHPS基因点突变，使得酶活性中心结构域形状改变，因而降低了对药物的敏感性。体外低叶酸条件下实验表明［4］，与磺胺多辛易感性降低相关的DHPS氨基酸变异主要包括581位AlaGly，436位SerPhe伴随613位AlaThr/Ser，以及436位SerAla，437位AlaGly。

磺胺多辛通常与乙胺嘧啶合用于治疗恶性疟疾。对两药联用的体外研究揭示，疟原虫对乙胺嘧啶的易感性决定着两药协同作用的效果［5］。体内研究也发现［6］，前面所述的DHFR变异类型均存在并与抗性程度相关，而DHPS基因突变与抗性的发生没有明显相关性，仅在抗性程度较高的玻利维亚地区可见Gly-581高度流行，Gly-437和Glu-540的发生与用乙胺嘧啶-磺胺多辛治疗失败率相当，这可能由于体外研究中叶酸和PABA水平不同于体内。另一种解释是Ala-436的变异可能仅在低度抗性时出现，且不与高度抗性时的变异Gly-437，Glu-540和Gly-581共存。因此推测，DHPS变异在临床乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性的产生中不起主导作用。

我们能够肯定，体内乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性与DHFR基因突变相关，然而在抗性疟流行区治疗失败率并不像突变发生率那样高，提示体外研究发现的三种变异Asn-108，Ile-51和Arg-59不能完全解释体内高度抗性。在玻利维亚的高度抗性病例中曾发现Leu-164及另外两个新的变异Arg-50和插入30-31位间的玻利维亚重复区高度流行，提示这些变异可能是在抗性发展的较高时期产生的，关系到治疗的成败。据此Plowe等［6］提出假设，体内乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性程度分级RⅠ，RⅡ，RⅢ正是基于DHFR和DHPS基因突变的不断积累。由于现实中恶性疟原虫感染的复杂性及宿主免疫与叶酸水平的影响，事实上所检测到的抗性突变往往是交叉重叠的。

总之，关于抗叶酸制剂的抗药性分子机制已基本搞清。因此，我们可以根据特有的突变类型，运用分子生物学的方法，进行大规模的流行病学研究，这对于鉴定某一疟疾流行区的药物敏感性，从而指导临床用药具有重要意义；同时也可指导新药设计及临床药物联用，以最大限度地减少药物抗性的发生。

2喹啉类药物抗性的分子机制

氯喹曾经是使用最广泛的抗疟药，由于抗性的发展及传播，在大部分地区已不再具有以往的效力。影响抗性机理最终阐明的重要因素是喹啉类药物作用机制还不十分清楚。不同地区的研究者报道关于氯喹抗性的一个共同特征是：抗氯喹虫株较敏感性虫株药物聚集水平降低了。因此，氯喹的转运和聚集不仅对其发挥抗疟活性是必需的，而且与抗性表型密切相关，提示喹啉类药物抗性产生可能与其作用方式没有直接关系，这与抗叶酸制剂不同。

2.1恶性疟原虫多药耐药基因（pfmdr1和pfmdr2）

研究发现，维拉帕米（一种钙通道阻滞剂）可逆转氯喹抗药性，促使人们考虑氯喹抗性可能与哺乳动物肿瘤细胞多药抗药性（MDR）表型相似［7］。研究表明，肿瘤细胞产生MDR是由于一种ATP依赖性的、与药物外排相关的蛋白过量表达所致，称为P-糖蛋白，它定位于细胞表面，与许多不同类型的化合物有亲合力［8］。在此基础上，Krogstad等［9］发现抗氯喹株原虫较敏感株排出氯喹的速率快40～50倍，且这种排出是能量依赖性的，并可被能量缺乏及ATP阻断剂抑制。但是也有研究显示，抗氯喹株与敏感株药物外排率相等［10］；二者药物聚集量的差别是由于最初的药物摄入速率不同所致［11］。

哺乳动物MDR表型通常伴有mdr基因的扩增，导致其产物P-糖蛋白表达增加［8］。对恶性疟原虫基因的研究表明也存在mdr基因同系物，以pfmdr1和pfmdr2为主［12，13］。目前尚无证据表明pfmdr2及其表达产物与氯喹抗性有关，而有相当多的研究认为pfmdr1与抗药性机制相关。

Pfmdr1编码一个相对分子质量约162的蛋白，称为P-糖蛋白同系物1（Pgh1）。早期研究表明，在一些抗氯喹株中存在pfmdr1扩增［12，13］。免疫荧光及免疫电镜技术观察pfmdr1蛋白产物，发现Pgh1在红内期表达，主要定位于食物泡膜上，这与它可能充当氯喹转运蛋白的角色一致，但是定量分析不能确认Pgh1过表达与抗药性相关［14］。

Foote等［15］对pfmdr1基因3′多态性及等位基因变异分析表明，pfmdr1突变与氯喹抗性表型相关，并提出存在两种类型抗性相关等位基因，一种可致单一氨基酸变异86位AsnTyr，为K1型；另一种则导致三种氨基酸变异，1034位SerCys、1042位AsnAsp和1246位AspTry，为7G8型。这可能分别代表着最早在东南亚和南美洲出现的氯喹抗性类型。以此为基础，运用单盲法研究，曾正确地预测了36份样品中的34份的药物易感性。Adagu等［16］的研究也表明86位Tyr突变与氯喹抗性相关。但是，同时有些研究不能得到相同的结果。这提示可能pfmdr1不是唯一的控制抗性的基因。

氯喹抗性与pfmdr1的关系尚不明确，从选自氯喹抗性亲代的甲氟喹抗性株中却发现有pfmdr1的扩增，并且虫株对甲氟喹抗性增加的同时对氯喹的易感性增加了［12］。Barnes等［17］的研究表明，随着原虫对氯喹抗性的增加，pfmdr1基因拷贝数减少，甲氟喹易感性增加，这无疑加强了pfmdr1扩增与甲氟喹抗性的关联。因此推测pfmdr1扩增可能与氯喹高度抗性是不相容的，Pgh1的功能可能是促进对氯喹的易感性。

将pfmdr1基因转染于异源表达系统中国仓鼠卵巢细胞（CHO），使其表达恶性疟原虫Pgh1，发现Pgh1表达伴随有能量依赖性的药物摄入增加［18］，而且Pgh1就定位于转染的CHO细胞溶酶体上，经测定，发现转染细胞溶酶体内pH值有所下降，认为氯喹聚集增加可能是溶酶体酸化的结果，推测pfmdr1可能编码一种液泡氯化物通道。当CHO细胞被携带有7G8型1034和1042位突变的pfmdr1基因转染时，则发现氯喹易感性丧失，细胞聚集药物及酸化溶酶体的能力减弱，这就从某种意义上证实了关于Pgh1促进氯喹易感性的推测。但这仍不足以解释抗性。Ritchie等［19］发现源自氯喹抗性亲代的卤泛曲林抗株表现对卤泛曲林、甲氟喹和奎宁敏感性降低而对氯喹敏感性增强，却未检测到任何pfmdr1基因序列或拷贝数及Pgh1表达的变化。

很明显，关于pfmdr1与喹啉类药物抗性的关系仍有很大疑问，可能抗性的发生有一定的地理学基础，而寻找某个单一的基因来解释抗性本身过于简单化，氯喹抗性发生的缓慢及复杂性也不支持单基因决定抗性的假设。

2.2cg1基因和cg2基因

早在90年代初，Wellems等［20］从一次遗传杂交试验中发现疟原虫抗氯喹表型以孟德尔方式遗传，亲代pfmdr1基因不与子代药物反应表型分离。对杂交子代进一步观察发现氯喹抗性表型与恶性疟原虫7号染色体上约400kb的区域相关而不是5号染色体的pfmdr1基因。这一区域包含80～100个基因，对该区域进行大量的分析研究后［21］，确定36kb的片段与氯喹抗性表型相关，并鉴定了2个候选基因：cg1和cg2。对采自东南亚和非洲大量的抗氯喹株检测结果表明，cg1尤其是cg2基因多态性与氯喹抗性显著相关，但不排除cg1与cg2协同参与了抗性。不过，对南美洲抗氯喹株的检测没有得到同样结论。运用免疫电镜技术观察到CG2蛋白定位于原虫周围液泡、食物泡及囊泡结构形成的外膜复合物上，暗示CG2可能是一种转运蛋白。然而检索序列数据库未发现CG2与任何已知离子通道或转运蛋白同源。

Sanchez等［22］认为在氯喹抗性过程中，有转运分子在起作用，一个Na+/H+交换蛋白（NHE）可能调控着氯喹的摄取。已证实恶性疟原虫以一种热敏感的可饱和的方式主动摄取氯喹，并可被高等真核生物NHE的特异性抑制剂氨氯吡咪竞争性抑制。运用与Su等同样的亲代子代克隆研究发现，氯喹抗性表型与恶性疟原虫NHE的生理生化特征有遗传学关联。因此，Sanchez等［23］推测恶性疟原虫cg2基因可能编码Na+/H+交换蛋白，他们认为两者可能有共同的结构和功能，比如氨氯吡咪结合位点、与NHE离子交换区同源等。但是，Wellems等［24］详细分析了CG2蛋白序列，不支持上述观点。首先，尽管CG2序列有一些疏水性氨基酸，却没有整合膜蛋白的典型特征，疏水性与跨膜区域分析表明，NHE与CG2有显著差别。其次，CG2与NHE离子交换区域不具有同源性，Sanchez等提出的CG2有氨氯吡咪结合位点也没有可靠的根据。此外，如果CG2是一种整合膜Na+/H+交换蛋白，应当定位于胞浆膜上，而不是原虫周围液泡及食物泡上。

Wellems等［24］认为CG2不是转运蛋白，而是通过直接影响氯喹摄入、血红蛋白消化、血红素聚合或血红素与氯喹复合物的毒性作用来调控原虫对氯喹的易感性，但需要进一步的生化实验及蛋白功能研究才能确定其确切机制。

总之，关于喹啉类药物抗性机制已提出了多种理论，虽然每种理论都不能完全解释抗性，但是这些研究对于搞清抗性机制有着重要的意义。随着现代药理学、生物化学及分子生物学的发展，我们有理由相信在不久的将来能够阐明这一问题。

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