第四節　遺傳多態現象

　　遺傳多態現象（genetic polymorphism）是指在一個群體中，同時和經常存在的兩種或兩種以上的變異型或基因型，每種類型的頻率比較高，一般認為每種變異型超過1％即可定為多態現象，不足1％的稱為罕見變異型。

　　人類存在多種遺傳多態現象（多態性），主要有染色體多態性、酶和蛋白質多態性、抗原多態性的DNA多態性五類。

　　1.染色體多態性 染色體的多態性又稱異態性（heteromorphism)是指正常人群中經常可見到各種染色體形態的微小變異。這種變異主要表現為同源染色體大小形態或著色等方面的變異。多態性是可遺傳的，並且通常僅涉及一對同源染色體中的一個。例如表現的D和G組的隨體增大、重復（雙隨體）或缺如，短臂的長短，1、9、16號染色體的次縊痕區加長或縮短，染色體著線粒區的熒光強度變異等。Y染色體長臂的長度變異，可大于F組，也可小于G組，這種變異可能有民族差異。

　　染色體多態性的臨床意義尚不清楚，在產前診斷中，染色體多態性可分胎兒細胞和母體細胞；可探討異常染色體不分離的來源，有利于對患者家庭進行婚育的指導。此外，可用于鑑定不同個體，對法醫學中的親權鑑定有一定的意義。

　　2．蛋白質多態性　現在認為,人類結構蛋白質的多態性是一種普遍現象。例如結合珠蛋白（haptoglobin,Hp）是一種糖蛋白，其生理功能在于Hp和血紅蛋白結合後不能透過腎小球膜，因而紅細胞破壞後釋出的血紅蛋白不能被腎清除，既避免鐵的大量丟失，也可保護腎免受損害。構成Hp分子的肽鏈有α和β鏈二種。Hp多態性主要是α鏈的遺傳變異。α鏈有α1和α2二種。α1中又有αIs和αIF二種亞型，各由84個氨基酸組成，兩者區別在于第54位氨基酸（αIF為賴氨酸，αIs為谷氨酸），因此可以推斷這一區別是通過一次點突變形成。α2則由143個氨基酸組成。從α鏈一級結構分析，Hpα2是HpαIF的N端71個氨基酸和HpISC端的72個氨基酸連接而成，即發生了錯誤配對和不等交換，形成了與HbLepore相似的融合基因。Hpα1和α2肽鏈是由一對等位基因Hp1和Hp2所決定，基因定位于16q22.1，呈共顯性遺傳。因此有三種基本基因型：Hp1－1型為Hp＝1／Hp1；Hp2－1型為Hp2／Hp1；Hp2-2型為Hp2/Hp2。除上述三型外。α還有其它變異型，由此組合成人群中Hp的多種多樣的基因型和表現型。

　　常見的3種Hp類型在不同人種中分布不同，Hp1和Hp2的基因頻率也各異，Hp2基因頻率以亞洲人中最高(0.75)，歐洲白人次之(0.60)，非洲人最低(0.30～0.40)。

　　人血清運鐵蛋白（transferrin,Tf）也是一種高度多態性系統。Tf基因位于3q21,已發現有30多種遺傳類型（根據電泳遷移率快慢分型），也有明顯的種族差異。

　　3．酶的多態性酶的遺傳多態性表現為許多酶都在存在同工酶的現象。同工酶（isozyme或isoenzyme）是指分子結構不同的酶，可催化相同化學反應，這類酶稱為同工酶。同工酶不僅可存在于不同個體。也可存在于不同的組織中，甚至在同一細胞的不同細胞器中有同工酶。

　　根據酶的多態性產生原因不同，大致可以分為三類：

　　（1）多座位同工酶（multiple loci determining isozyme）:是指由不同基因座位決定的同工酶。例如乳酸氫酶（lactic dehydrogenase,LDH）有A、B兩種亞基，分別由LDHA基因（定位于11p15-p14）和LKHB基因（定位一起12p12.2-p12.1）所決定。磷酸葡萄變位酶（phosphoglucomutase,PGM）的3個不同肽鏈分別由不同座位的基因編碼。PGM1定位于1p22.1、PGM2定位于4p14-q12、PGM3定位于6q12。以LDH同工酶為例，LDH是A、B兩種亞基不同比例組成的四聚體，依電泳速度可有5種表現型：LKH1（B4）、LDH2（B3A）、LDH3（B2A2）、LDH4（B1A3）及LDH5（A4）。如果A或B亞基再有不同突變，通過各種組合可以形成多種多樣的變異類型。

　　（2）單座位復等位基因同工酶：是指同一座位上的不同等位基因所編碼的酶蛋白。例如胎盤堿性磷酸酶（placental alkaline phosphatase,PLAP）是一種典型的復等位基因編碼的酶，PLAP為二聚體，基因定位于2q37，依電泳速度可分3種變異型即慢（S）、中（I）、快（F）型，它們受3個復等位基因PLs、PLi及PLf控制，每種基因分別編碼S、I、F三種同工酶（G6PD）和腺苷酸激酸（AK）的同工酶即屬此類。

　　（3）翻譯後同工酶：酶蛋白翻譯產物經不同修飾反應也可產生不同分子形式的同工酶，稱為翻譯後同工酶（post-translational isozyme），又稱次級同工酶（secondary isozyme）。這些修飾反應包括基因的添加（磷酸化、乙酰化、甲基化等），酰胺鍵的水解，肽鍵的斷裂和部分肽鍵的脫落，二硫鍵的形成和糖鏈的添加等。例如免肌醛縮酶（ALD）是由4個A亞基組成的純聚體，但發育中，一部分肽鏈中羧基本末端第4位的天冬氨酸，從而A亞基形成α和β兩種類型，故A亞基可為純聚體也可為雜交體，但都有醛縮酶活性。

　　4．抗原多態性在人類遺傳學應用較多的抗原有紅細胞抗原系統和白細胞抗原系統。個體間抗原性差異是由基因突變產生。至今已發現20個紅細胞血型系統，其中包括100多種紅細胞抗原，比較重要的有：ABO、MNSs、Rh和Xg等血型系統。白細胞抗原系統中以人類的主要組織相容性復合體（mojor histocompatibility complex,MHC）中的人類白細胞抗原（human leucocyte antigen,HLA）最引人注目，是目前所知人類最大的一個抗原多態系統。HLA的基因座位在6q21，已確認的HLA抗原特異性有148種，分屬于A、B、C、D、DR、DP、DQ7個連鎖基因座位。A座位具有24個抗原（即有24個復等位基因）；B座位有52個；C座位有8個；D座位有26個；DR座位有20個；DQ座位有9個；DP座位有6個，因此，估計人群中可存在24×52×11×26×9×6＝385，482，240種單倍型類型，即要在無親緣關系人群中找到一條單倍型完全相同的人的機會只有約1／3.8×108。HLA多態性現象主要是由于產物不同而有不同的表現型。

　　5.DNA多態性在人群中不同個體之間的基因產物大多數是一致的，但每個個體在遺傳上還是有所不同的，這種個體之間的差異從本質上講是DNA堿基順序存在的差異，它是通過用內切酶切割不同個體的基因組DNA出現不同長度的片段而被發現的，並通過孟德爾方式遺傳，稱為DNA多態性。DNA多態性的來源，它在醫學中的應用價值將在第十三章中闡述。

（劉希賢 杜傳書）