家系分析
家系分析(Pedigree Analysis)是遗传学中最基础也是最重要的研究方法之一。传统上,它是指通过绘制系谱图(Pedigree Chart)来追踪某一性状或疾病在家族成员中的分布,从而推断其遗传方式(如常染色体显性、隐性或 X 连锁)。在现代基因组医学中,家系分析演变为“核心家系分析”(Trio Analysis),即对先证者(患儿)及其健康父母进行同步的全外显子测序(WES)或全基因组测序。这种策略利用父母的基因型作为“生物学过滤器”,能够高效地从成千上万个变异中精准锁定新生突变(De Novo)或复合杂合突变,是诊断罕见遗传病的“金标准”。
现代核心:Trio 分析 (Trio Analysis)
在外显子测序中,如果只测患者一人(Singleton),会发现约 20,000 个变异,难以确定致病位点。通过引入父母样本进行 Trio(三人)分析,可以将候选变异数量迅速缩减至个位数。
| 遗传模型 | 基因型特征 (Child : Parents) | 临床意义 |
|---|---|---|
| 新生突变 (De Novo) |
患儿:杂合 (0/1) 父母:野生型 (0/0) |
最强证据。表明突变发生在生殖细胞形成过程中。是儿童严重智力障碍、癫痫的主要原因。 |
| 常染色体隐性 (AR - Homozygous) |
患儿:纯合 (1/1) 父母:均为杂合携带 (0/1) |
常见于近亲婚配家庭。父母表型正常,只有子女患病。 |
| 复合杂合 (Compound Heterozygous) |
患儿:同一基因有两个不同突变 (M1/M2) 父母:父带M1,母带M2 |
隐性遗传的常见形式。必须通过 Trio 分析确认两个突变位于反式 (Trans) 位置(即分别来自父母)。 |
| X 连锁隐性 (X-Linked Recessive) |
患儿(男):半合子 (1/y) 母亲:杂合携带 (0/1) |
典型的“母传子”模式。 |
传统系谱图 (Pedigree Chart) 解读
绘制规则
系谱图是遗传咨询师的通用语言:
• □ 方形: 男性。
• ○ 圆形: 女性。
• 实心 (■/●): 患病个体。
• 斜线 (/): 已故个体。
• 箭头 (↗): 指向先证者 (Proband),即第一个被确诊或引起医生注意的家族成员。
• 双横线 (=): 表示近亲婚配 (Consanguinity)。
复杂干扰因素
实际分析中,家系并不总是遵循完美的孟德尔规律,常见的干扰包括:
学术参考文献与指南
[1] Richards S, et al. (2015). Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the ACMG and AMP. Genetics in Medicine. 2015;17(5):405-424.
[行业圣经]:ACMG 指南明确指出,"De Novo"(通过家系分析证实)是判定变异致病性的最强证据之一 (PS2)。
[2] Vissers LE, et al. (2010). A de novo paradigm for mental retardation. Nature Genetics. 2010;42(12):1109-1112.
[里程碑]:早期证明 Trio-WES 策略在发现智力障碍新生突变方面具有极高的诊断率。
[3] Bennett RL, et al. (2008). Standardized human pedigree nomenclature: update and assessment of the recommendations of the National Society of Genetic Counselors. Journal of Genetic Counseling.
[作图标准]:定义了全球通用的系谱图绘制标准和符号系统。