[科普中国]-基因组突变

起源

早在19世纪的最后几年中，狄·弗里斯(H·Devires)就在普通月见草中发现一种比普通月见草的组织和器官大得多的变异型，并在1901年把它定名为巨型月见草新种。当时狄·弗里斯以为巨型月见草是普通月见草通过基因突变而产生的，经过了几年细胞学的研究得知巨型月见草的合子染色体数是28个(2n=28)，正好比普通月见草的染色体数(2n=14)多一倍，这就启发人们开始认识染色体数目的变异可以导致遗传性状的变异。变异的特点是按一个基本的染色体数目(基数)成倍地增加或减少。此后，细胞学的研究逐渐发现，当初按形态分类划定的不同属或不同种，有许多是和染色体数目的变异相联系的。1

突变类型整倍体整倍体是指细胞内整个染色体组数目的增加或减少。整个染色体组数目的减少可形成单倍体，单倍体个体在人类尚未见到。整个染色体组数目的增加可形成多倍体，包括三倍体、四倍体等，在流产胎儿中能见到。

三倍体 患者的体细胞中有3个染色体组，即每一对染色体都多了1条，使染色体总数为69(3n)，称为三倍体。因为三倍体是致死性的，所以，能活到出生的三倍体患儿极为罕见，存活者都是二倍体/三倍体的嵌合体。但是，在流产胎儿中三倍体是较常见的类型。已报道的三倍体病例的核型有69，xxx；69，xxY；69xYY及三倍体/二倍体嵌合体。

四倍体 患者的体细胞具有4个染色体组，染色体总数达到92条(4n)，称为四倍体。迄今只报道l例伴有多发畸形的四倍体活婴和一例四倍体/二倍体的嵌合体男性病例(46，XY/92，XXYY)。

非整倍体非整倍体是指细胞内染色体的数目增加或减少1条或几条。这是人类最常见的一类染色体畸变。细胞内染色体数目少了1条或多条，称为亚二倍体；多1条或数条，则称为超二倍体。

单体型 即某号染色体减少了1条(2n—1)，细胞内染色体总数为45条。常见的有45，X；另外还有45，XX(XY)，—21；45，XX(XY)，—22。除了G组染色体单体型外，人类尚未发现其他单体型。如同一号染色体减少2条(2n一2)，即这对染色体不存在，则称为缺体型。人类缺体型还未见报道，意味着这样的胚胎根本不能存活。

三体型 即某号染色体增加了1条(2n+1)，细胞内染色体总数为47条。临床上，不论常染色体病还是性染色体病，均以三体型最为常见。例如，在常染色体病中，除第17号尚未有三体型的病例核型报道外，其余的常染色体均存在三体型，以13、18和21三体型常见，性染色体三体型主要有XXX、XXY和xYY 3种。

多体型 某号染色体增加了2条或2条以上。主要见于性染色体异常，如四体型：48，XXXX；48，XXXY；48，xXYY和五体型：49，XxXxX；49，XXXYY等。

嵌合体含有两种或两种以上不同核型细胞系的个体称为嵌合体。例如46，XY/47，XXY和45，X/46，XX等都是嵌合体2。

突变的核型描述按照《人类细胞遗传学命名的国际体制(ISCN，1978》，染色体数目畸变的描述方法是：染色体总数，性染色体组成，+（—）畸变的染色体序号。“+”代表增加的某一条染色体，“—”代表缺失的某一条染色体。如17，XX，+21代表女性，染色体总数为47条．多了一条21号染色体，即21体综合征患者；46，XX，+18，—2 1代表女性，染色体总数为46的假二倍体，其多了一条18号染色体，少了一条21号染色体。如果性染色体数目异常，则不需用“+”、“一”表示增加或减少的染色体，直接在性染色体组成上表示出来即可。如45，X表示女性，染色体总数45条，少了一条X染色体；47，XXY表示男性，染色体总数47条，多了一条X染色体。3

突变因素可以诱发染色体畸变的因素有很多，和引起基因突变的因素綦本相同，一般包括物理、化学、生物等因素．也可由亲代遗传而来。总体来讲，引起染色体畸变的剂量或能量要大大超过引起基因突变的剂量或能量。正常情况下，人体内也有极少量的染色体畸变产生，其发生原因可能是自然界的微量射线照射或环境中化学物质诱发，这种自发畸变容易被细胞更新代谢。在某些化学物质、射线和生物因素作用下，细胞的染色体畸变率大大增加。

化学因素药物 很多化学物质，如一些化工产品、农药和一些药物．都可以引起染色体畸变。有调查显示，化工厂的工人人体内出现染色体数目异常和染色体断裂的频率远高于一般人群。一些药物．特别是某些抗肿瘤药物、保胎药等可引起人类染色体畸变或产生畸胎。有研究证实，环磷酰胺、氮芥、阿糖胞苷等一些抗肿瘤药物可引起染色体畸变。长期服用巴比妥类等抗痉挛药物的患者．其外周血淋巴细胞可出现染色体数目和结构畸变。

工业毒物 工业毒物可引起染色体畸变。长期接触苯、甲苯、砷等工业毒物的工人，其染色体畸变率明显增高。其次，这些工业毒物排放后污染周边环境，直接影响到周闱居民。

农药 很多化学合成的农药都可以诱发染色体畸变，如敌百虫等有机磷农药可使染色体畸变率增高。另外，某些农产品生产加工不当而有农药残留，从而被摄人体内，因此农药在体内有蓄积作用．这些应该引起足够重视。

食品添加剂 食品加工、保存中所使用的一些食品添加剂也可使染色体畸变率增加。如长期服用环己基糖精的患者，外周血淋巴细胞染色体畸变率增高。因此，出于防腐、保鲜、着色等目

的而加入的食品添加剂应严格按照国家标准来进行添加。

物理因素引起染色体畸变的物理因素主要足放射性辐射。自然界中天然存存各种射线，这种射线剂量微小，一般对人体影响小大。而人类活动产生的大量射线，如放射性物质爆炸产生的放射性尘埃、医疗所射线、工业放射性物质的污染等均可引起染色体的改变。

放射性辐射对染色体的影响主要为可引起染色体的断裂、缺失、易位、染色体的不分离、核内复制和双着丝粒染色体等。这种染色体的畸变率随辐射剂量的增加而增高。放射性辐射既可引起体细胞染色体的畸变又可影响生殖细胞的染色体，从而遗传给下一代。短期内接受大剂量的射线可引起放射病；长期接受放射件治疗和从事放射工作的人员，因微小计量的射线可在体内积累，故可引起体细胞和生殖细胞的染色体畸变。

生物因素生物因素可导致染色体畸变受到越来越多的重视。引起染色体畸变的生物因素主要包括两种：一种是生物体本身引起的染色体畸变，如病毒等；另一种为生物体产生的毒素。

毒素 多种霉菌都可产生霉菌毒素，这些霉菌毒素不仅有致癌作用致，也可诱发染色体畸变。毒菌毒素可通过霉菌污染的食品进人体内。发霉的玉米或花生中常见黄曲霉素，人类食用了发霉的玉米或花生后可将黄曲霉素摄人体内，引起染色体改变。除黄曲霉素外，棒曲霉素、杂色曲霉素等也有类似作用。

病毒 病毒尤其是某些致癌病毒可引起宿主细胞染色体畸变。病毒引起染色体畸变的主要原因是病毒可干扰DNA代谢。带状疱疹病毒、水痘病毒等都可诱发染色体畸变。此外，病人感染肝炎病毒、流行性腮腺炎病毒、麻疹病毒时，患者血液的淋巴细胞中也可出现各种染色体畸变。

遗传因素染色体畸变除可由生物、化学、物理因素诱发外，也可由遗传而来，如染色体畸变的患者或者携带者可将其异常的染色体遗传给下一代。