医学生物学 ⁽⁵⁾

遗传性疾病，简称遗传病，是指细胞内遗传物质发生改变（染色体畸变或基因突变）所导致的疾病。遗传病涉及体细胞、生殖细胞或受精卵内遗传物质的结构与功能改变。 遗传病存在以下三个方面的特征： 遗传因素和环境因素在疾病发生中的作用： 绝大多数疾病都是遗传和环境互相作用的结果。疾病与遗传和环境之间的关系存在如下关系： 遗传病的分类。 根据遗传物质的改变方式和传递规律的不同，现代医学遗传学将人类遗传病划分为五大类。 遗传病的危害 致病基因的携带对人类健康构成潜在性威胁。

细胞质是细胞膜以内，核膜以外的所有区域。细胞质包括细胞器和细胞质基质。 在电子显微镜下，细胞分为膜相结构和非膜相结构。 膜相结构包括细胞膜和细胞内由膜包裹的细胞器，如内质网、高尔基复合体、溶酶体、线粒体、过氧化物酶体及核膜等。其中，内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体均为单层膜，线粒体和核膜均为双层膜。 非膜相结构是指细胞内没有被膜包裹的结构，如核糖体、细胞骨架、中心体、核仁及染色质等。 核糖体 化学成分是核糖体RNA(rRNA）和蛋白质。电子显微镜下，核糖体为椭圆形致密颗粒，大小约15nmx25nm。核糖体结构中有大亚基、小亚基、中央小管等，新合成的多肽链由中央小管释放。 核糖体的功能是合成蛋白质，核糖体在执行合成蛋白质的功能时，并不是单个独立完成，而是由一条mRNA将几个甚至几十个核糖体串联起来进行蛋白质的合成，这个执行特殊功能的结构称为多聚核糖体。 附着于粗面内质网膜表面的核糖称为附着核糖体，游离于细胞质中的核糖体称为游离核糖体。位于线粒体中的核糖体称为线粒体核糖体，线粒体核糖体合成的是线粒体蛋白质。 内膜系统是真核细胞质内特有的，在结构、功能及发生上具有一定联系的膜性结构细胞器的总称，内膜系统包括内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体及运输小泡等。不包括线粒体，虽然线粒体是膜相结构。 内膜系统的出现是真核细胞与原核细胞在形态结构上相互区别的重要标志之一，也使细胞内部不同的生理和生化反应彼此独立、互不打扰，在特定区域内进行，有效地增加了细胞内表面基，提高细胞整体代谢水平效率。…

大约在1亿5千万到2亿年前，所有哺乳动物共同的祖先——生活在三叠纪的犬齿兽出现在地球上。哺乳动物是由拟爬行动物演化而来，哺乳动物是动物界中形态结构最高等、生理结构最完善的动物。 大多数哺乳动物都长有皮毛，这使得它们能够保持恒定的体温，对环境的适应能力更强。在中生代温暖潮湿的气候环境下，哺乳动物得以迅速发展，迄今为止，世界上已有的哺乳动物有4000余种。 哺乳动物有一些共同的特征：哺乳动物最明显的特征就是哺乳和胎生，无论是雌性哺乳动物还是雄性哺乳动物都有乳腺，雌性哺乳动物的乳腺高度发达，并能为幼崽哺乳。几乎所有的哺乳动物都是温血动物，体温基本恒定，身上披有皮毛，以保护身体，隔绝冷热等。哺乳动物的大脑更发达，有模仿和学习能力，这使得哺乳动物的行为比其他动物更复杂，繁殖和生存能力也更强。 这些特征在1亿5千万年前就已经存在，在漫长的进化时间里，这些特征只发生了微小的变化。这表明在各种哺乳动物出现之前，这些广泛存在于哺乳动物界的分子与生化特征就已经存在，并且在自然演化过程中达到了最优化。如今人类在医药研究中做动物实验，最后阶段选择的实验动物就是各种哺乳动物，适用于其他哺乳动物的医疗方案，基本上也都适用于人类。 乳房是哺乳动物的一个外胚层结构，它起源于皮肤，由表皮局部增厚而成，其结构近似于皮脂腺，功能活动近似于汗腺，是一种变异的汗腺。雌性哺乳动物的乳房发育历经胚胎期、婴幼儿期、青春期、月经期、妊娠期、哺乳期、断乳期、绝经期、老年期等不同阶段。内分泌激素对乳房的发生和在各期的发展，都起到了重要的作用。 除人类等少数哺乳动物外，大多数哺乳动物的乳房都不止一对。实际上人类祖先的乳房也不止一对，而是6－8对。在我们胚胎发育期，会出现6－8对乳腺始基，这些乳腺始基分布在一条被称为乳腺发生线的线上。乳腺发生线是一条沿躯干、胸腹两侧腹面，从腋窝到腹股沟的连线。 在人类胚胎期第六周，乳腺发生线上由外胚叶细胞局部增殖变厚形成6－8对乳腺始基。正常情况下，在胚胎第9周，这些乳腺始基中只有位于锁骨中线第5肋间的一对乳腺始基能保留并得到发展，形成后来的乳房，其余均退化。人类胚胎发育的这个过程，是人类进化过程的缩影，它证明了我们人类是由低等生物向高等生物进化而来的。 但在疾病状态下，有部分人会在乳腺发生线的其他位置上发育出乳腺，这些被称为副乳，这是一种返祖现象。有些副乳仅发育出乳腺组织，有些则连乳头和乳晕也都会得到发育。有极少数雌激素分泌旺盛的妇女在做了乳房切除术后，会在乳腺发生线其它位置重新发育出一对完整的乳房来。副乳上也会长出乳腺肿瘤，它们与正常的乳腺肿瘤没有两样。发生在副乳上的乳腺肿瘤常常容易被误诊或漏诊，成为临床上的疑难杂症。 乳腺是多种内分泌激素的靶器官，卵巢激素、腺垂体激素、肾上腺皮质激素、甲状腺素、睾丸素、胰岛素等激素都对乳房的生长和发育有一定的影响。正常乳房的生长、发育和分泌功能都是在大脑皮质和丘脑下部的调节下进行的。对乳房最为重要的内分泌激素是卵巢分泌的雌激素和孕激素，雌激素能促进乳腺导管生长，孕激素能刺激腺泡发育，促进腺小叶形成。雌孕激素在腺垂体激素的协调下，共同作用，乳房才能完全发育。 所以大多数与乳房相关的疾病，都与内分泌激素失调有关。卵巢分泌的雌激素与孕激素失调会导致乳腺疾病，卵巢激素不但是部分乳腺癌的罪魁祸首，就连常见的乳腺增生、小叶增生等疾病，也与卵巢激素有一定的关系。用于抑制雌激素分泌的他莫昔芬等药物，不但能够治疗乳腺癌，也能治疗雌孕激素失衡的乳腺增生类疾病。…

美国有一种专门的职业叫肿瘤咨询师，肿瘤咨询师不是临床医生，但是具有非常丰富的肿瘤学知识，能够帮助客户分析他们及其家人患癌风险和找出他们致癌高危原因，为客户制定癌前干预策略，向客户提出系列预防癌变的建议。 在现在这个肿瘤高发时代，肿瘤咨询师这个职业非常重要——预防医学的价值比临床医学更大，我自己就很想成为肿瘤咨询师。我国古代被誉为“药王”的名医孙思邈明确指出：“上工治未病，中工治欲病，下工治已病”，肿瘤这种大病在未病状态就截断是最好的。一旦罹患癌症，不但患者本人的生命受到威胁，患者整个家庭也会受到很大的拖累，经济上和精神上压力都很大。 《肿瘤遗传咨询》是美国资深肿瘤遗传咨询师Katherine A. Schneider的作品，受到美国肿瘤遗传和预防中心主人Judy E. Garber的推荐，其中文译本由我国肿瘤界三位院士张学、季加孚、徐兵河合力完成。张学院士是医学遗传学家，季加孚院士是享誉世界的胃癌权威，徐兵河院士是乳腺癌领域的权威，三位院士合作翻译这本书，足见这本书的含金量是很高的。 肿瘤已经是常见病和多发病，我国约有三分之一的国民终将不免罹患癌症，其中肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌等癌症最为常见。约有三分之二的癌症是可以预防的，但因为社会大众普遍对肿瘤的致病因素缺乏了解，所以导致许多人的生活方式和饮食习惯不健康，最终不幸患癌，给自己的生命健康和家庭财产带来重大损失，殊为可惜。 我国目前是发展中国家，国民收入还不够高，很少有人愿意在肿瘤咨询上花费太多费用。引进《肿瘤遗传咨询》这类科普著作，并在人群中普及，对预防癌症的发生有一定的作用。 人体细胞中的DNA极易损伤和改变，这是生物进化和适应环境的关键所在，但是DNA变异对具体的某个生物个体而言可能有不良效应，甚至会致死。肿瘤就是DNA结构和功能改变所引起的复杂性疾病，是包括人类在内的多细胞生物长期对环境的适应所付出的代价。…

有一次我和我儿子在餐桌上讨论同性恋问题，我提到同性恋的性取向是从娘胎里就已经成型了，是由基因决定的，Xq28、FucM基因 、Wnt-4基因、Sphinx基因是目前已发现的几种同性恋基因。我的儿子说，根据生物学表观遗传学的说法，后天的环境事件也能导致一个本来不是同性恋的人改变性取向，成为同性恋。 我对表观遗传学缺乏了解，所以不知道孩子说的是对的还是错的，我决定先去弄懂什么是表观遗传学再与他继续讨论。我们这一代人对表观遗传学是没有概念的，我的儿子只是个高一学生，生物课中已经学到了表观遗传的有关理论。 我上中学已经是二十多年前的事情了，那时候我们的生物课本中没有表观遗传学的有关知识，而且那时生物这门课高考是不考的，学校里的生物教学只以应付会考（现在叫合格考）为目的。会考时还是开卷考试，可见我们的生物学功底是多么的稀松平常。当然，知识更新换代的速度很快，那时候表观遗传学也没有引起生物学界的普遍关注。 此前，一个生物学博士后也曾向我推荐过一本书《表观遗传学与精准医学》，这本书我也买下来了，但是直到现在还没有来得及看。因为我目前还在按照他的指点，循序渐进的学习生物学的基础理论，也正在阅读他此前给我推荐的《癌生物学》这样的大部头，这些都很耗时间。 但是我也有一些碎片化的时间，比如临睡前歪在床上的时间，一般这种时候我都是在Kindle里阅读电子版的科普类著作。为了弄懂表观遗传学是什么，我购买了一本表观遗传学方面的科普著作《拉马克的复仇——表观遗传学的大变革》。 这本书写得通俗易懂，只读了不到半个小时我就对它入迷了。此后的一周临睡前的碎片时间，我都是在阅读这本书。这本书把表观遗传学的前生今世和主要内容，以及它对现代精准医学产生的影响都介绍得非常清楚。一个对生命科学感兴趣的人，很容易被它吸引上。 至今，大家对表观遗传学（或“可遗传性表观遗传学”）的概念仍然有争议，通俗的来说，表观遗传学是指生物在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化，呈现出多姿多态的性状和功能。 后天环境对生物会产生影响，比如一只在肮脏环境中变得邋遢的实验鼠生出的幼鼠也邋遢。这种环境因素可以改变生物的性状或特征，而且这些性状和特征还可以遗传。人和动物的个体形态和功能等各方面的表现，比如身高、肤色、血型、酶活力、药物耐受力乃至性格等，不仅仅与先天的基因有关，与后天的养育环境和其一生中经历的重大事件也有很大的关系。 早在达尔文之前，法国博物学家拉马克便提出了一种与达尔文进化论有区别的进化理论。拉马克认为，生物经常使用的器官会逐渐发达，不使用的器官会逐渐退化，这就是著名的“用进废退说”。拉马克认为用进废退这种后天获得的性状是可以遗传的，因此生物可把后天锻炼的成果遗传给下一代。一个滥饮的人的后代也可能会嗜酒如命，一个好学的人的后代也会成就为一个大学问家。但是达尔文是不认可这种观点的，达尔文认为生物的进化是在自然环境中缓慢而渐进的发生的，生物在生命中遭遇的各种影响不会遗传给下一代。…