发病机制
发病机制：本病发病机制目前还不十分清楚。多有家族史，发病多符合常染色体显性遗传或常染色体隐性遗传，部分符合X连锁隐性遗传。
近年来，由于分子生物学及蛋白化学的发展，细胞外基质蛋白的主要成分及相应的多种基因突变已被确定。新技术的应用，如用转基因动物模型观察基质基因产物的基本功能，包括转录因子、生长因子、分化因子和细胞因子等，使发病机制的研究更加深人。目前的难点是认识特殊基因突变与临床表现型的关系，突变的病理机制等以便制定合理的临床治疗策略。
1.胶原生物合成的分子调控与临床疾病
(1)胶原的结构与功能：胶原保持某些器官正常的结构及功能，如眼、心肌、心瓣膜、骨骼肌、韧带、肌腱、肾、关节、软骨等。原胶原由3条多肽链(alpha链)组成，其氨基酸顺序为GLY-X-Y，GLY为甘氨酸，占1/3，X多为脯氨酸，Y常为羟脯氨酸占1/4，3条链之间由氢键相连成3螺旋，在两端有N及C末端前肽。目前已确认的胶原分19型，编码30个基因，分布于12条染色体上。由于转录不同的基因剪切片段，或用不同的引物转录的不同RNA，使蛋白的排序多样化。胶原蛋白被小胶原(minor collagen)或非胶原蛋白调控，原始蛋白被特殊的或小胶原修饰，组装成适应一些特殊需要的结缔组织，如抗牵拉、抗压力及屏障作用。细胞外基质蛋白(ECP)合成缺陷导致相关疾病。
(2)结缔组织的功能：
①Ⅰ型胶原家族的作用：Ⅰ型胶原家族的作用是保持皮肤，肌腱，韧带的张力。在Ⅰ型胶原纤维内有小量Ⅴ型胶原；Ⅶ型胶原分布在纤维束的表面，Ⅵ型分布在基质内，有助于间质胶原的固定。这些组织与非胶原蛋白之间的相互作用形成胶原家族结构的多样性。基质的蛋白多糖中的核心蛋白聚糖(decorin)附着于胶原，功能是固定变形的生长因子-β分子到纤维表面。非胶原基质蛋白如磷酸蛋白及骨钙素(osteocalcin)使骨坚固。Ⅲ型胶原蛋白是内脏平滑肌细胞的结缔组织。Ⅰ型胶原与弹力组织的相互作用可约束血管壁。
②抵抗压力作用：Ⅱ型胶原是软骨的主要组成部分。其纤维由Ⅺ胶原及Ⅸ型胶原调控。特殊的软骨组织如肥大软骨细胞，由Ⅹ型胶原产生；Ⅵ型胶原分布在软骨，使之与周围结构固定，Ⅱ型胶原分布于关节面、鼻、耳、眼玻璃体。
③各型细胞间的屏障及相互沟通作用：结缔组织的另一功能是维持各型细胞间的屏障机制及相互沟通。此功能主要靠基底膜的滤过作用，基底膜主要由Ⅳ型胶原组成。Ⅶ型胶原的功能是将基底膜固定在临近组织。Ⅷ型胶原主要出现在血管，神经组织。这3种胶原保证多种组织如角膜、血管内皮、肾小球的基底膜等的功能正常。
新分类的胶原分子如ⅩⅤ及ⅩⅦ型胶原可能有细胞与细胞外环境之间通道的作用。细胞外基质可通过细胞膜受体接受信号，合成所需要的成分，以适应组织生长及修复。
(3)胶原生物合成与临床疾病：由Ⅰ型胶原合成途径缺陷导致的疾病的研究成为所有原纤维胶原突变的例证，有助于对更复杂的突变进行更深入的研究。由于胶原基因突变，或由于介导翻译后的胶原蛋白及细胞外基质代谢的酶缺陷所致的疾病有多种，如成骨不全(osteogenesis imperfacta)、
软骨发育不全(achondroplasia)、埃莱尔-当洛综合征(Ehlers-Danlos syndrome)、X-连锁.
Alport综合征(Alports syndrome)、大疱性表皮裂解(
epidermolysis bullosa)等。
(4)胶原合成(图1)：
①胶原基因在不同细胞中的多种表达：Ⅰ型胶原基因大而复杂，分布于50或51个内含子范围。胶原基因的表达水平取决于其所含的对转录因子有不同反应的DNA原件(element)上的启动子(promotor)。这些原件定位于基因编码区的远端(5上游)及内含子序列内。主要在骨组织表达的DNA原件与在肌腱，血管平滑肌，皮肤的不同，说明一个单个基因在不同细胞中的多种表达。
②转录：原始胶原信使RNA(mRNA)的转录是含内含子，外显子基因的完全复制。Ⅰ型胶原的杂合二聚体(heterodimer)[α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ)，从每个基因成倍转录。转录后的核mRNA进入加工程序，移出内含子。因为内含子序列会改变RNA阅读框架或使不适合的氨基酸进入编码蛋白以及使一些异常产物保留在细胞核内并被降解，使正常的mRNA产物减少，故内含子必须移出。此过程是在内含子，外显子交接点出现识别序列(为一组小的核RNA(nuclear RNAS))，经剪切，将全部内含子序列移出，使相邻外显子连接。mRNA到达粗内质网后胶原被翻译成多肽α(alpha)链。mRNA原始序列的异常，如终止密码的1个碱基改变，或阅读框架的移位都会使蛋白产物减少。
③加工及链装配：胶原mRNA被加工，某些脯氨酸残基羟化、赖氨酸羟化、糖基化形成胞质mRNA。羟化的脯氨酸残基使胶原三螺旋在生理温度条件下更稳定。脯氨酸羟化酶已被克隆，其活性与胶原合成的速度平行，赖氨酸的羟化使骨组织形成稳定的中间链及交叉连锁(cross-links)。基因突变可导致的过量赖氨酸羟化会影响三螺旋形成。
④胞质mRNA从多肽C端向N端自我装配成三螺旋，形成细胞内前胶原。并分泌到细胞外，此过程在高尔基体进行
在细胞外，C及N端的多肽从装配好的细胞内前胶原(intracellular procollagen)移出，形成细胞外胶原(extracellular collagen)。所有胶原α链C端都有一高度保守区，对链装配非常重要。此区分子突变会使异常链进入三螺旋，导致胶原形成减少。GLY-X-Y三体的第1位的甘氨酸残基其功能是使多肽链保持紧的结构，如发生点突变可导致的甘氨酸替换，影响三螺旋形成，装配慢，分泌差，对组织蛋白酶敏感，影响正常功能。
⑤微纤维(microfibril)形成及交叉连锁，形成成熟的胶原：形成成熟的胶原纤维的最后步骤是个体分子进入胶原多聚体，随后，分子间交叉连锁使分子内稳定，此过程由赖氨酸氧化酶启动，由三螺旋外露区的信息指导，最后形成不溶性的胶原(insoluble collagen)。微纤维的正常排列对赖氨酸氧化酶启动交叉连锁至关重要。突变导致的微纤维排列紊乱，使胶原交叉连锁发生缺陷，会弱化结缔组织。阻断交叉连锁的形成的物质如青霉胺会增加组织脆性致骨弯曲，动脉瘤等。赖氨酸氧化酶基因已克隆，定位在5号染色体。交叉连锁的形成的遗传缺陷尚无报道。放射免疫法测定这些前肽，对估价一些疾病的胶原合成率，对激素治疗的反应有临床价值。
2.现将埃莱尔-当洛综合征分类归纳于表1。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ、Ⅺ型为常见染色体显性遗传。临床研究证明，胶原蛋白Ⅰ的α-1和α-2基因定位于7号染色体。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白即问质胶原蛋白，由基因组合显示，沿着三螺旋区域的进化保守位置有大量相对小的外显子，使其Ⅰ型胶原的可溶性增加，超微结构示胶原纤维直径增加，交联异常。前胶原肽酶缺损，可能是因胶原的一级结构异常或代谢异常所引起。常染色体隐性遗传者，其皮肤或大动脉等组织中无Ⅲ型胶原，即使在成纤维细胞培养时也无Ⅲ型胶原合成，因此认为可能是由于与Ⅲ型胶原相关基因异常所引起。1990年Zafarullah等证实了在三螺旋531位氨基酸密码子GCT(丙)→ACT(苏)的改变，其丙氨酸等位基因的频率为0.68。Ⅲ型胶原同Ⅰ型胶原一样几乎遍布全身，尤其是动脉中层、大动脉内膜和肺泡隔等间质处，主要由Ⅲ型胶原构成。根据其分布部位分析，Ⅲ型胶原可能与某些组织弹性的稳定性有关。另外，对纤维形成起作用的Ⅰ型胶原也有很大影响。因此，Ⅲ型胶原缺损可出现因血管和各种脏器强度减弱而引起的各种临床症第Ⅳ型通常为常染色体显性遗传，但也有常染色体隐性遗传或性连锁隐性遗传。本型胶原蛋白基因定位于164q21～q31。1988年Superti-Furga等证明成纤维合成了正常大小的和缩短的Ⅲ型胶原链，在三螺旋区域内，其基因和中部有一大的缺失即编码区外显子16缺失。1991年Richards等发现缬氨酸替换甘氨酸910的G→T突变。1992年Kontusaari等发现COL3-AⅠ基因的单个碱基替换，将1018位的甘氨酸密码子转变成天冬氨酸密码子，由于甘氨酸的突变，使其皮肤成纤维细胞分泌到介质中的Ⅲ型胶原蛋白量显著降低。在有些病例其成纤维细胞可以合成Ⅲ型胶原前质，但其全部胶原前质向细胞外的分泌障碍。
第Ⅴ型为性连锁隐性遗传，Ⅴ型胶原蛋白基因定位于2q24.3～q31。本型胶原蛋白有3个链的变异体，它有特异性细胞周围的分布，通常位于基底膜和间质之间，可能有助于大直径纤维的定向。在真皮成纤维细胞培养合成的胶原易溶，同时在细胞与培养液中的赖氨酰氧化酶活性降低。此种酶与胶原及弹性蛋白的交联形成有关，故此酶缺乏可使正常胶原纤维交联形成受抑制，导致胶原纤维形成障碍。
第Ⅵ型为常染色体隐性遗传，本型胶原蛋白基因定位于2q27.3。病人皮中羟赖氨酸残基减少，尿中羟赖氨酸排泄亦减少。另外，成纤维细胞培养时，赖氨酸羟化酶活性降低。羟赖氨酸对Ⅰ型胶原的交联形成有特别重要的作用，它的缺损可致富有Ⅰ型胶原的皮肤胶原缺乏交联，从而减弱皮肤弹性的稳定性，引起各种临床症状。该亚型主要因Ⅰ型胶原酶缺损所引起。
第Ⅶ型多为常染色体隐性遗传，本型胶原蛋白基因定位于3p21.3。Ⅶ型胶原蛋白有1个三螺旋区域，它较Ⅰ型蛋白的三螺旋区长一半，并以二硫键稳定的二聚体分布于基底层之下的真皮-表皮基底膜区，造成胶原前质异常堆积于皮肤等结缔组织中，使正常胶原成熟发生障碍。Ryynanen等1992年证实Ⅶ型胶原蛋白在真皮-上皮基底膜区表达，在人类皮肤发育过程中可能是该型胶原蛋白的主要细胞来源。Ⅶ型胶原蛋白仅局限于分层的鳞状上皮之下的基底膜区。在该皮肤基底膜区内，本型胶原蛋白位于上部乳头真皮的致密层和亚致密层区域内。免疫定位证实本型胶原蛋白是锚定纤维的主要胶原组成成分。在对真皮氨基酸进行分析证明，其胱氨酸显著增加，甘氨酸、羟脯氨酸减少，非胶原成分增加，患者成纤维细胞的氨基端胶原前质肽酶活性明显下降，表明该酶缺损可使胶原前质合成过多而引起相应的临床症状。
第Ⅷ型为常染色体显性遗传，本型胶原蛋白基因定位于在3q12～q13.1。在胶原蛋白中，该型胶原蛋白因其组织分布和生物合成性质而可能是独特的。Ⅷ型胶原蛋白-N-原肽酶裂解位点和正常时参与胶原纤维内共价分子间交联的一个赖氨酸残基的丢失，致使在内皮细胞基底膜的主要成分减少。
第Ⅸ型、Ⅹ型为常染色体隐性遗传，前者胶原蛋白基因定位于6q12～q14，后者则定位于6q21～q22.3。Ⅸ型胶原蛋白含有半胱氨酸残基的短非胶原肽，为软骨特异性胶原蛋白。Ⅹ型是软骨的一短链次要胶原蛋白，在长骨的生长和发育期间，软骨细胞依次经过增殖期、肥大期和变性期，形成了软骨发育不良和软骨性的其他疾病，大部分可有血小板功能的改变。
此外，由于胶原蛋白亚型的不断出现，其新的分型和基因定位也相继被标明，如Ⅻ型胶原蛋白基因定位于6q12～q24；ⅩⅤ型胶原蛋白基因定位于9q21～q22；ⅩⅥ型胶原蛋白基因定位于1q34～q13；ⅩⅦ型胶原蛋白基因定位于6号染色体，Ⅷ型胶原蛋白基因定位于21a22.3。通过连锁分析，胶原蛋白的三核苷酸结构重复序列不稳定，有可能导致诸如无法解释的胶原性疾病或可疑性胶原病。
3.病理：利用组织学、组织化学和电镜检查患者皮肤及其他器官的弹力纤维，We-schler发现胶原纤维量减少，弹力纤维减少。Gulkumen观察病人的皮肤胶原束排列紊乱，其大小也有改变，而且弹力纤维交织网增多。
血管病变严重的病例，可见有动脉弹力纤维破裂成碎片及黏液性水肿性退行性变。总之，不同报道者报道的病理改变亦不相同。
预防
预防：
1.一级预防 遗传病的预防，除了从整个人群的角度做好流行病学调查、携带者检出、进行人群遗传监护和环境监护，开展婚姻和生育指导，努力降低人群中遗传病发生率，提高人口素质之外，针对个体，必须采取有效的预防措施，避免遗传病后代的出生(即实行优生)和遗传变异的发生，采取通常的措施包括：婚前检查、遗传咨询、产前检查和遗传病的早期治疗。
(1)婚前检查：婚前检查(即婚姻保健)，它是保证男女双方婚后生活幸福、后代健康的重要环节。婚前检查的重点是：①遗传病方面的调查，包括详细询问男女双方及其家庭成员的健康状况，既往病史及医治情况，尤其是有无先天畸形，遗传病史和近亲婚配史。必要时应进行家系调查、血型检查、染色体检查或基因诊断，以检出携带者；②全面的体格检查，主要是对急性传染病，结核病，或严重的心、肝、肾疾病，泌尿道慢性炎症等可严重威胁个人或配偶健康的疾病，以及女方的严重贫血、
糖尿病等可对胎儿造成影响的疾病的检出，并动员经治愈后才可结婚；③对男女生殖器官的检查，检出性器官畸形，两性畸形等疾患，以便极早采取措施。
(2)遗传咨询：遗传咨询(genetic counselling)是由临床医生和遗传学上，作肯解答遗传病患者及其亲属提出的，有关遗传性疾病的病因、遗传方式、诊断、治疗及预后等问题，估计患者的子女再患某病的概率，并提出建议及指导，以供患者及其亲属参考。遗传咨询的意义在于：①减轻患者身体和精神上的痛苦，减轻患者及其亲属的心理压力，帮助他们正确对待遗传病、了解发病概率，采取正确的预防、治疗措施；②降低人群遗传病的发生率，降低有害基因的频率，及减少传递机会。
①遗传咨询的分类和内容：
A.婚前咨询：婚前男女双方在得知一方或其亲属中有某种遗传病时，询问能否结婚?后代中该病的发病情况怎样？
B.产前咨询：夫妻中的一方或其亲属中有某种遗传病或先天性畸形，询问后代类似疾病的发生情况；若已作过某种遗传病或先天性畸形，询问再生育时后代情况及如何预防患儿的出生。妊娠期曾患某病、服用某药或接触有毒物质或放射线，询问胎儿的可能情况。
C.一般遗传咨询：除了上述的情况外，还询问可否近亲婚配?已经发病个体的防治办法，出现某些症状或体征疑为遗传病者想得到解释等。
尽管咨询者的年龄、职业、知识基础和文化水平各不相同，来意和要求也不一样，但遗传咨询的基本内容可以归纳为以下4方面：a.明确诊断是否属于遗传性疾病；b.解答各种问题，包括防治和预后；c.推算复发风险率；d.商讨对策。为了完成这些内容，遗传咨询通常采用的程序包括：a.通过病史和家系调查，体格检查和必要的辅助检查和特殊的遗传学检查分析，确定是否为遗传病，以何种方式遗传；b.按照遗传方式和特点估计复发风险率；c.通过商谈、讨论、提出预防、治疗对策和婚姻、生育指导。
②复发风险率的估算：
A.人类遗传病的复发风险，按其危险程度，可分为3类：
a.一般风险：发病几率为1∶20以上。常指由于环境因素等(如孕妇妊娠初期感染风疹等)而引起的疾病，它对以后的同代个体的发病，一般无影响，预期风险近似整个群体的风险。
b.轻度风险：发病机率1∶10～1∶20。常指多基因遗传病的复发风险，要根据该病的遗传度、阈值等进行综合分析计算。
c.高度风险：发病几率为1∶1～1∶10。所有单基因遗传病(常染色体显性遗传病，隐性遗传病，X伴性遗传病)以及双亲之一具有平衡易位染色体的情况，均属此类。
B.遗传病的复发风险率估算：随不同遗传方式的遗传病和已知信息的不同而定。在单基因的复发风险估算中。分基因型已推定者和基因型未能推定者两种情况进行估算。
a.基因型已推定者：常染色体显性遗传病因患者多为杂合体，若外显率为100%，双亲一方为患者，则子女得病概率为50%，若已生育1个或几个患者，复发风险仍为50%，双亲均为患者时，子女的复发风险为75%，双亲皆非患者的子女，一般不发病。突变个体的子女复发危险率为50%，其同胞发病率等于群体自然突变率。若外显不全，则子女得病概率为K/2(K为外显率，即实际观到的患病数与预期值的百分比)。
常染色体隐性遗传病：子代发病风险与双亲的情况关系密切(表3)。若是近亲婚配子女患病风险提高。
X伴性显性遗传病：男性患者与正常女性婚配，其子女中男性正常，女性发病。男性正常与女性患者婚配的子女各有50%发病。
X伴性隐性遗传病：男性患者的兄弟有50%可能发病，其姐妹不发病，但有50%是携带者，同胞中总发病率为25%；其子女一般都不发病，但女儿为携带者，女性患者的子代中男孩100%发病，女儿都是携带者。男性患者与女性携带者婚配，其子女中各有50%发病。女性携带者与正常男性婚配，则子女中男孩有一半发病，女孩有一半为携带者。
Y伴性遗传病：一般表现为父传子，子传孙，仅限男性发病。
b.基因型未能推定者：若双亲之一或双方的基因型未知，则估计发病子女或以后出生子女复发风险复杂得多。因为迟发外显性遗传病，杂合体要到一定年龄才发病。一个健康子女可以是完全正常的，也可能是一个尚未发病的杂合体，要估计复发风险，就必须推定其为杂合体的概率。在隐性遗传病家族中，表型正常的双亲，生下正常的小孩，也不能断定他们不是遗传携带者，因为，即使双亲都是杂合子，生育正常小孩的概率也有3/4。当然，他们生下正常小孩越多，是杂合子的机会越小。在这种情况下，估计复发风险，可根据上代和下代的表现型、实验事检查的结果，用逆概率定律(Bayes定律)来推算。
多基因遗传病的致病基因有多对，呈共显性；每个基因作用微小，但具有累加效应，而且，除了遗传基础外，环境因素在多基因遗传病的发病中起较大的作用。不同的多基因病的遗传度不同，发病阈值也有差异，推算复发风险率时，比较复杂。一般来说，遗传度比较高(70%～80%)的多基因病，若群体发病率为0.1%～1%，则患者一级亲属的发病率近似于群体发病率的平方根。除此以外。还应考虑几个问题，现举例加以说明。
唇裂在我国的群体发病率为0.17%，遗传度为76%，患者一级亲属发病率为4%，接近于0.17%的平方根；当1对夫妻生了2个
唇裂患儿后，复发风险率就相应增加，发病率由4%增至10%；如果患者病情严重，其发病风险率比病情轻的将增高，一侧
唇裂患者的一级亲属发病率为2.6%，而两侧
唇裂并
腭裂者，复发风险率可高达5.6%，当发病率有性别差异时，发病率低的某性别患者的一级亲属复发风险率比发病率高的性别患者的一级亲属的复发风险率要高；先天畸形在新生儿中占1%～2%，当已出生1个这类畸形儿时，再次妊娠发生这类畸形的风险率即随已有患者数增多而增高。
多数
染色体病患儿的亲代核型都正常，由于生殖细胞发生过程出现染色体畸形而导致后代发病。这类患者的同胞再患该病的风险率与一般人群相同；高龄产妇或有明显诱变因素接触史的双亲，复发风险率可显著增高；染色体数目异常(如13、18、21等染色体的三体性综合征)，如果双亲之一的核型为嵌合型，则再生患儿的风险率可用下式估计P=[X/(2-X)]÷K(P为风险率，X为三体细胞的百分数，K为系数，通常为2)，染色体结构畸变所致疾病的复发风险率的计算，需根据不同的畸变类型，分析可能出现的分离、交换形式，最后根据分离定律和交换定律分析配子的情况，才能得到估算。
③提出对策和解答问题：遗传咨询工作在详实地了解病史及家系情况，分析了遗传方式和估计了复发风险率后，要对患者及其家属提出的问题加以解答，对遗传病的治疗、预防等问题提出对策，并给予婚姻、生育等方面的指导。以切实起到预防遗传病发生，造福人类的作用。
(3)产前诊断：产前诊断(prenatal diagnosis)又称为宫内诊断(intrauterine diagnosis)或出生前诊断(antenatal diagnosis)是通过对孕期胎儿性别及健康状况的检测，以便及时采取必要的措施，防止遗传病或先天畸形患儿的出生。产前诊断是生化遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和临床实践相结合的产物，当今高分辨率显带技术、基因工程技术以及绒毛吸取和培养技术的发展，使产前诊断应用面更广，检查结果更准确。
①产前诊断的对象：
产前诊断常遇到的遗传病有下列3类：
第1类：
染色体异常，约占出生总数的0.5%，由于容易明确诊断。故可占产前诊断病例的1/4～1/2。
第2类：单基因病，一般占出生总数的3.5%，占产前诊断病人的10%左右。
第3类：多基因病，包括无脑儿、
脊柱裂、脑积水、某些
唇裂和
腭裂及某些先天性心脏病等。主要是神经管畸形，占产前诊断病例的40%～50%。
产前诊断适应证的掌握，不同国家、不同医院有些区别，一般卫生保健条件好的地区和医院掌握较宽。通常普遍接受的适应证包括以下几条：
A.35岁以上的高龄孕妇。
B.夫妇一方有染色体数目或结构异常的孕妇。
C.已生过21三体综合征或其他
染色体异常患儿及有相应家族史的孕妇。
D.具有脆性X染色体家系的孕妇。
E.夫妇一方是染色体平衡易位或其他
染色体畸变的携带者或嵌合体的孕妇。
F.夫妇一方是某种遗传病患者，或曾生育过某种遗传病患儿的孕妇。
G.夫妇一方有神经管畸形，或生育过开放性神经管畸形儿(无脑儿、
脊柱裂)的孕妇。
H.有原因不明的
自然流产，死产、新生儿死亡等病史的孕妇。
I.在妊娠早期曾受较大剂量的辐射或受病毒感染、长期服药的孕妇。
K.夫妇一方有明显的环境致癌、致畸、致突变因素接触史的孕妇。
②产前诊断的方法：产前诊断按检查对象不同，可以分为母体筛检和胎儿检查。其中母体筛检可以有母体血血清甲胎蛋白筛检、母体循环血中胎儿细胞检查等。而通常所指的产前诊断，主要是对胎儿的检查诊断。它可以在不同水平上进行，选用不同的方法。
A.形态学水平(表型水平)：主要检查胎儿有无先天畸形，常用的手段有：
a.X线检查：妊娠16周后，胎儿四肢长骨、短骨、肋骨等都已经骨化，可以通过X诊断畸形。在必要时，可用水溶性或油溶性造影剂注入宫腔，进行羊膜腔造影。
b.超声诊断：超声诊断是一种简便而且损伤极小的产前诊断方法。常用的超声诊断仪有A型超声诊断仪，B型超声诊断仪，超声多普勒诊断仪和M型超声诊断仪。B型超声诊断仪(B超)具有光点反差大，图像清晰，分辨力高等优点。多探头电子自动快速扫描，提高了扫描速度，可以直接观察胎心。胎动等动态，并可摄像记录分析。B超常用于检出：
多胎妊娠；胎盘定位；性别鉴定；神经管畸形；内脏畸形；胎儿有核红细胞增多征；胚胎发育异常；宫内生长迟缓。
c.胎镜：胎镜(fetoscope)是一种带有羊膜穿刺的双套管的光导纤维内镜。插入羊膜腔后，可直接观察胎儿畸形，也可采集胎儿活体组织和胎血、绒毛等材料，还能开展某些宫内治疗，为遗传病的预治，提供了新途径，但此操作可引起流产、羊膜炎、母体免疫反应等并发症，故其应用受到一定的限制。
B.染色体水平：对宫内胎儿作染色体检查，能早期诊断和预防常见的
染色体病、脆性X染色体综合征、染色体断裂综合征以及与
染色体异常相关的恶性肿瘤，也可以预测胎儿的性别，有利于性连锁遗传病的预防。常用的材料是羊水中脱落细胞与绒毛细胞，一般经组织培养后，制备染色体片，进行核型分析及高分辨显带等检查，还可直接作X、Y小体检查。绒毛细胞也可作短时培养后立即制片观察。现有资料表明，绒毛细胞染色体分析结果和羊水细胞染色体分析结果不尽一致。欧洲21个中心1401例检查的总结指出：a.绒毛的异常染色体率比中孕期羊水细胞高；b.出现的常染色体变异总数比中孕期羊水细胞高3倍，并发现一些不能存活的三体(如14、15、16三体)；c.性
染色体异常率也3倍于羊水细胞，其中45，X比羊水细胞高10倍；d.夫妇之一有染色体平衡易位者。其绒毛染色体有不平衡易位者也高于羊水细胞；e.绒毛细胞发现
染色体异常的复发风险率为4.16%，羊水细胞为1.5%。早孕期绒毛细胞与羊水细胞诊断不完全一致至少能提示，在胚胎发育过程中，自然界的选择作用不断淘汰异常细胞，而其他的意义尚不清楚。
C.酶学水平：通过对羊水及其中的细胞、绒毛细胞或母体血、尿的酶学检查，可以检出许多先天性酶异常疾病。
D.代谢产物水平：检出特异性代谢产物，可预先诊断某些遗传性代谢病，如黏多糖病等。
E.基因水平：利用羊水细胞、绒毛细胞或胎儿活检组织，甚至母体外周血中的胎儿细胞作材料，运用极度敏感和特异性很强的基因诊断技术，检出遗传病患儿。
近几年，随着体外受精、胚泡体外培养、显微操作取单细胞、人工胚胎移植等技术的发展，出现了一种植入前诊断技术(又称着床前诊断)。它应用现代分子生物学技术中PCR、原位杂交等灵敏度、特异度都很高的检测手段，分析体外受精的胚胎或经子宫灌洗所得的胚泡中的单细胞或几个细胞的基因组成，以明确是否为致病基因携带者，并将健康的胚胎移植入母体继续发育。这是产前诊断技术的又一发展，但目前尚不成熟，未能推广应用。
③羊膜穿刺术：受精卵发育第7天形成羊膜腔，生成羊水，羊水与胎儿直接接触。是胎儿发育所需营养的主要供应途径之一，也是胎尿的排出地，它的成分很能反应胎儿的生长代谢情况。所以，羊水及羊水中脱落的胎儿细胞是产前诊断的主要材料，羊膜腔穿刺术的成功应用，是标本采集的关键。以下介绍羊膜腔穿刺术的技术要点。
A.羊膜腔穿刺的适应证与禁忌证：凡是临床及其他信息提示需要进行产前诊断的孕妇均为羊膜腔穿刺的适应证。一般认为的禁忌证有：a.妊娠不足12周(子宫太小)或超过24周(细胞培养不易成功)；b.适应证不明确；c.先兆流产或稽留流产的孕妇；d.盆腔或宫内有感染者；e.单纯因社会习俗要求预测胎儿性别者。
B.羊膜腔穿刺的时间：最好在妊娠16～20周。理由是：
a.此时羊水量大(超过170ml)，增长快，抽出20ml羊水，不会因宫腔骤小，而引起流产。
b.胎儿与羊水比例较合适，胎儿小，羊水多，周围有较宽的羊水带，穿刺不易伤及胎儿。
c.羊水细胞中有活力的细胞比例此时最高，易于培养成功。
d.以上皮细胞和成纤维细胞为主的羊水细胞，适合酶和生化分析。
C.穿刺的方法：穿刺前需认真作好以下准备工作：
a.核对适应证、妊娠周数、子宫大小、有无并发症。
b.作外周血白细胞、血红蛋白及血型检查。
c.检查穿刺部位的皮肤有无皮炎、感染等不利于穿刺的情况。
d.选择好合适的穿刺部位，可以用B超来帮助定位胎盘及确定是否为单胎，穿刺时也可在B超引导下进行。
e.穿刺前孕妇必须排空尿液。最合适的穿刺部位在耻骨上3横指、腹中线旁，最好宫底在脐耻之间，或脐下2横指处，使进针部位刚好在子宫的中心或稍偏下。进针前应仔细触诊。穿刺采用21号长腰穿针头(带针芯)。一般步骤：消毒穿刺部位及周围皮肤，铺洞巾，局麻，垂直快速进针，刺入皮肤后缓慢进针至7～8cm深(进入宫腔时可有落空感)，抽出浅黄色透明液体，即为羊水(图2)。先抽1～2ml用作生化检查，沉淀细胞可用作性染色质检查，另抽15ml放入无菌试管，用于作细胞培养。
D.羊膜腔穿刺中的常见问题：
a.穿刺失败：一般的失败率仅为0.5%～1%。可能的原因有：子宫太小，或穿刺部位太低，误穿了膀胱内的尿液；腹壁太厚，进针不够深；穿刺到胎盘附着部位，抽出血液后未敢继续进针再抽。
b.羊水带血：如开始即抽出血性羊水，提示针尖尚有部分在宫壁，宜将针深刺，抽出羊水后换干净的针筒再抽，即可顺利抽出透明羊水。如果羊水抽得很通畅，而始终带血，则可能针尖刺中胎体或胎盘造成出血而致，胎盘前置的孕妇发生的可能性更大。
c.对孕妇及胎儿的损伤：一般极少发生，偶见有刺伤孕妇腹壁下动脉，形成大血肿而休克；穿刺在胎盘上，形成胎盘后血肿而致流产；穿刺伤及胎儿皮肤，出生后胎儿身上有点状凹痕；刺伤胎儿致使一下肢坏死等报道。
d.官腔内感染：因操作时失误，将细菌带入官腔，可引起宫内感染和胎儿死亡，故操作时要极端小心，严格无菌观念。
e.流产：一般发生率极低。可能由于穿刺针眼羊水外流、出血导致流产。
f.Rh血型问题：Rh阴性血型的孕妇，疑有胎儿
Rh血型不合时，可在穿刺后给孕妇注射抗D球蛋白，如果胎盘在后壁附着，则可不必。
g.羊膜腔穿刺术的应用：表4列出了羊膜腔穿刺术在产前诊断中的应用范围，在此仅对羊水细胞培养的技术细节和羊水的生化检查作进一步的说明。羊膜穿刺术的应用范围(表4)。
h.羊水细胞培养的注意事项：羊水细胞培养是为了获得更多的胎儿细胞，以满足其他检查的需要。羊水细胞大部分为羊膜上皮及胎儿脱落上皮细胞，要培养成功，应注意：有活力的细胞要有一定的比例；培养液的品种和小牛血清要经选择，HamF10，HamF12培养液成功率较高，小牛血清或牛胚胎提取液含生长素，对促进有活力的细胞生长很重要；促进羊水细胞及早贴壁，一般贴壁时间为5～7天，开始贴壁时多为上皮细胞，换液后成纤维细胞有大片生长；注意影响培养细胞成活的因素。培养细胞生长太快或太慢都要考虑母体细胞的污染；离体细胞培养时，会发生染色体的变异。需加以鉴别；其他影响因素：真菌、支原体污染。抗生素的使用，羊水中血细胞的污染及培养的其他条件的影响。
i.羊水的生化检查：羊水的生化成分的变化可以直接反映胎儿的生长发育情况，对其作细致的生化分析，可以提供很多遗传病的信息，此类研究现在已越来越多。表5列出了几种常见的羊水生化指标与其相应的遗传病。
④产前诊断的意义：产前诊断能在胎儿出生前预先明确是否患有某种遗传性疾病或先天畸形，通过精确的染色体分析和基因诊断，还可明确是否为某种遗传变异的携带者，为进行临床疾病防治及遗传病的各级预防提供最直接的依据。根据临床资料、辅助检查资料、群体调查资料及产前诊断结果，可以进行综合分析，及时采取必要措施，如对患病胎儿的选择性终止妊娠，对可作早期治疗的遗传病(如苯丙酮尿症)进行治疗，对有些简单的先天畸形还可进行宫内手术治疗。产前诊断已成为现代优生学的重要基础方法，它在帮助限制整个人群致病基因的扩散，降低遗传病发生率，监控出生人群的遗传素质等工作中起着越来越大的作用。随着医疗保健条件的改善，产前诊断的适应证不断扩大，也为医学遗传学的研究提供大量的第一手资料。
2.埃莱尔-当洛综合征的二、三级预防 从遗传病预防学角度看，遗传病的治疗属于二级和三级预防的范畴。遗传病的治疗的关键是：尽早发现、尽快治疗。治疗时机的掌握主要有以下几种：①出生前确诊(产前诊断)后，可进行产前治疗(宫内治疗)或产后立即治疗。宫内治疗方法有孕妇给药疗法和直接治疗胎儿两类。只要所使用的药物能通过胎盘，孕妇给药法就方便、安全，易被接受。如孕妇服用生物素、维生素B
12、肾上腺皮质激素、洋地黄等，可分别治疗胎儿的生物素依赖性羧化酶缺乏症、维生素B
12依赖性
代谢性酸中毒、先天性肾上腺皮质增生症和先天性室上性心动过速。对不能通过胎盘的药物，可直接注入羊膜腔，让胎儿在吞咽羊水过程中将药物一并吞食。如甲状腺素直接注入羊水可治疗遗传性甲状腺肿。胎儿外科手术治疗，现也有成功的报道；②典型症状出现前予以确诊(症状前诊断)，确诊后给予尽早治疗。例如苯酮尿症患儿可在出生后吃奶72h后用Guthrie血斑滤纸细菌抑制法进行早期确诊，给予低苯丙氨酸饮食治疗，可以防止患儿智力损伤；③各种症状都出现后才被确诊。此时器官组织的损害都已出现，治疗方法便不多，而且疗效欠佳。可采取外科手术(病损器官切除、修补替换等)和内科对症疗法来改善症状。
遗传病治疗中总的原则是禁其所忌，去其所余，补其所缺，调节代谢平衡，防止症状的出现。
(1)纠正代谢紊乱：这是目前治疗遗传性代谢病的最主要方法，随着对遗传性代谢病发病机制和中间过程的认识不断深化，此法的适用范围也日益扩大。
①饮食控制(禁其所忌)：当代谢异常造成机体某些必须物质缺乏时，通过饮食加以补充；而当代谢物质发生贮积时，则限制此代谢物或其前身物质的摄入，来维持平衡。苯酮尿症患者低苯丙氨酸饮食就是很好的范例。另外，还可通过限制对特定物质的吸收来减少摄入，如苯酮尿症患者服用苯丙氨酸氨基水解酶胶囊，可以将食物中的苯丙氨酸转化为转苯丙烯酸，而被消除。
②减少底物(去其所余)：因代谢产生有害物质而引起疾病时，可以通过降低有害底物和减少其前身物质及代谢衍生物的浓度，去除或减少其毒性作用来控制或改善疾病的症状。主要方法有：A.螯合或促进排泄；B.血浆置换法和亲和结合法；C.改变代谢途径；D.外科旁路手术；E.代谢抑制。
③产物替代(补其所缺)：当重要的酶促反应产物不足而致病时，可直接补充相应的必需的终产物。如给垂体性侏儒患者以生长激素，给血友病患者以抗血友病蛋白(凝血因子)，给遗传性免疫缺陷病人以相应的免疫球蛋白。
(2)纠正酶活性异常：
①辅酶的补充：有些遗传病，酶活性异常可能累及：
A.一种特异性辅酶或维生素的结合部位。
B.有活性的辅酶转运或生物合成过程，导致异常。许多辅酶是全酶正常活性所必需的。所以补充辅酶成分也是诱导酶活性增加的一种有效方法，它可以使全酶在细胞内降解速度减慢，提高酶的半寿期，还可降低酶促反应的米氏常数(Km)，目前已用此方法治疗25种以上的遗传病。如用钴胺素(B12)治疗多种贫血和甲基丙二酸尿症等。
②酶诱导或反馈抑制：对酶缺陷水平的另一种疗法是用药物来提高残余酶活性以改善代谢水平。例如苯巴比妥和有关药物能明显刺激滑面内质网的生成，并能加速内质网中特异性酶合成，包括肝UDP葡萄糖醛酸转移酶，为用苯巴比妥治疗Gibert综合征和Crigler-Najjar综合征提供了理论基础。
反馈抑制作用是许多代谢调节中的重要形式，针对因某种酶缺陷引起的底物或其前体堆积，可以通过其他旁路代谢的反馈抑制作用来提高酶活性，减少堆积的底物，反馈抑制已作为治疗急性卟啉症的一种方法。
③同种移植：通过向遗传病个体植入同种含正常基因的细胞，组织或器官，以期在受体内产生相应的有活性的酶及其他基因产物，达到治疗目的。移植物在受体内可能通过两种机制发挥作用：
A.产生活性酶，在原位代谢除去原来的贮积底物。
B.释放活性酶、辅酶或免疫活性因子入血，分布到全身其他组织中发挥作用。至今已进行过此类同种移植的组织器官有：肾、肝、肾上腺、骨髓、胸腺、脾、胰等，有的已取得明显疗效。
④酶替代疗法：直接给酶缺陷患者提供相应的正常的酶。随着酶学技术和细胞工程、基因工程技术的发展，已经可以提供足量的、高纯度的酶制剂。这种酶制剂必须具有半衰期长、抗原性低、导向性好等特性。为此常采用的方法是：
A.采用微囊、脂质体、红细胞影泡等载体来包装酶制剂，以减小免疫原性，延长半衰期。
B.应用受体介导分子识别法来提高导向性。
C.对一些溶酶体贮积病，因其沉积物可以弥散入血，并保持动态平衡，则可用“平衡一去除”法来治疗。
(3)基因治疗：基因治疗是指运用基因转移技术直接将遗传物质导入生殖细胞或体细胞以起到对遗传病及其他疾病的治疗作用的新型治疗方法。对遗传病进行基因治疗可望从根本上纠正遗传病的表型异常。
①基因治疗的基本策略：近10余年来，基因治疗研究蒸蒸日上，提出了许多新思路、新设想，目前主要的策略有：
A.基因的原位修正(correction)和原位替代(replacement)：这一策略的目的就是要将突变的基因在原位修复，而不影响其周围其他基因的结构和功能。其中原位修正针对基因的点突变或小范围变异，拟通过特定方法对其定点修复。而原位替代，就想把有较大范围变异的基因去除而换之以正常的基因。这一策略是最理想、最直接的对遗传变异进行根治的方法，目前研究很多的哺乳动物细胞内定点整合(同源重组)，给这种策略提供了理论和实验依据，但至今未能真正用于人体试验。
B.基因增强(gene augmentation或gene complementation)：在不改变缺陷基因本身的前提下，将外源有功能的基因转移到疾病细胞或个体基因组内，使其表达以补偿有病基因失去的功能。此策略是目前研究最多，也是最成熟的方法。
C.将反义基因或其他对抗异常基因表达产物的基因导入细胞内，起到抑制作用，或称基因抑制疗法(gene inhibition therapy)或细胞内免疫(intercellular immunity)。
②基因治疗的技术要点在基因治疗的诸多策略中研究最多、最成熟并应用于临床试验的是基因增强的策略。整个研究过程通常包括临床前研究和临床研究(表6)。
A.疾病的选择：目前基因治疗首选的是单基因缺陷性疾病。选择的基本条件常包括：
a.遗传基础比较明确，目的基因能在体外克隆。
b.基因表达不需精细调节，而且经常开放，产物生理水平不高者更佳。
c.具有一定发病率，危害较大，尚缺乏其他有效治疗措施者。
我国是开展基因治疗研究较早的国家之一，复旦大学薛京伦等就是根据这些条件，选择血友病作为研究对象，已取得了很好的结果，达到了世界先进水平。当然，这些条件是限于现有的研究水平才提出的。
B.靶细胞的选择：基因治疗的靶细胞可分为两大类：生殖细胞和体细胞。由此引出了生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗的分类。如果能对生殖细胞或早期胚胎细胞进行基因修复或替换、使基因缺陷得到校正，使遗传病不但能在当代得到治疗，还能将新基因传给下一代，也为人群减少1个有害基因，是理想的遗传病根治手段。但是，由于现代生物技术、理论的限制，以及生殖细胞基因操作涉及人类社会的伦理、道德和法律等多种因素，在相当长的一段时间内只能进行动物试验。1985年美国政府就已规定，把基因治疗的人体试验限制在体细胞。已经被用于作为靶细胞的有：造血干细胞、肝细胞、成纤维细胞、内皮细胞、淋巴细胞等。
C.基因转移的载体和转移方法：构建合适的转移并表达的载体和选择高效的基因转移方法是基因治疗的关键，常用的载体有：逆病毒载体、质粒载体和
腺病毒载体，腺相关病毒载体，另外还有脂质体载体。常用的基因转移方法有4大类型：
a.化学法：主要是磷酸钙沉淀法。
b.物理法：常用电导和显微注射法。
c.膜融合法：以脂质体包裹法较好。
d.病毒法：主要指反转录病毒和
腺病毒介导的基因转移。
③基因治疗的前景：基因治疗概念的提出已有几十年的历史，只到了近10年，随着现代分子生物学技术(特别是DNA重组技术)的发展，这一概念才得到有力的理论基础和技术方法的支持，并得以付诸实施。1990年，2名腺苷脱氨酶(ADA)缺陷引起严重免疫缺陷的患者接受基因治疗获得成功，这标志着基因治疗的研究进入了一个新的阶段。从此世界各国的生物医学家，在各国政府部门及社会各种力量的大力支持下，全面展开了基因治疗的研究。由原来针对单一的遗传病发展到肿瘤、传染病等多种疾病，提出了基因调控疗法、基因抑制疗法等新概念、新途径。到1994年上半年，已有100多个临床试验方案获准实施，有的已取得很好的效果。当然，基因治疗发展的历史还不长，要广泛应用于临床还需大量的研究探索，尤其是以下几方面的问题：
A.对更多遗传病的分子基础及基因表达调控机制更深入的了解，这是基因治疗的基础。
B.构建更有效和安全地表达并转移的载体。
C.更简便有效的基因转移方法的建立。
D.定点整合、原位修复系统等技术的完善。
E.更多更接近实际的动物模型(尤其是转基因动物模型)的建立，这是基因治疗临床前试验的必由之路。
F.体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗等的伦理学及相关的科技管理立法等方面的探讨。
G.还需充分考虑基因治疗可能存在的危害性，如插入突变导致的严重后果、缺陷病毒载体经重组后恢复感染性的危害及外源基因转入体内的其他潜在危害等。总之，我们认为基因治疗作为一种惟一从基因缺陷本身入手，可望彻底治疗遗传病新型治疗途径，有非常吸引人的前途，但仍需从基础理论、技术方法及伦理道德等多方面进行深入广泛的研究探索，才能适应现代医学模式，被人们所接受，真正成为人类防病治病的有效手段。
