第三节 性染色体遗传
控制某些性状或遗传病的基因位于性染色体（X或Y染色体）上，该基因必将伴随着性染色体的行为而传递，这种遗传方式称为性连锁遗传或称伴性遗传。这就是人类有些性状或疾病在男女个体中出现的概率存在明显差异，或男高女低，或女高男低的主要原因，根据人类性染色体及性染色体上致病基因性质的不同，可将性连锁遗传分为X连锁显性遗传、X连锁隐性遗传和Y连锁遗传。
由于男性和女性性染色体组成不同，女性为XX，男性为XY，从而使X连锁基因的传递具有以下特点：男性的细胞中只有一条X染色体，其X染色体上的基因在Y染色体上缺少与之对应的等位基因，因此男性只有成对基因中的一个成员，故称为半合子（hemizygote）。因此，不论致病基因是显性还是隐性，只要男性的X染色体上带有一个致病基因，就会发病；男性的X连锁基因只能从母亲传来，将来只能传给自己的女儿，不存在从男性到男性的传递，故称为交叉遗传（criss-cross inheritance）或称为绞花遗传。
一、X连锁显性遗传及X连锁显性遗传病
控制一种性状或遗传病的基因位于X染色体上，并且这种基因性质是显性基因，其遗传方式称为X连锁显性遗传（XD），由X染色体上显性致病基因引起的疾病称为X连锁显性遗传病。常见的X连锁显性遗传病有抗维生素D性佝偻病、口面指综合征Ⅰ型、遗传性肾炎、高氨血症Ⅰ型、色素失调症等，X连锁显性遗传病病种较少。
在X连锁显性遗传病中，由于致病基因是显性，所以不论男性还是女性，只要X染色体上有一个致病基因就会发病。男性细胞中只有一条X染色体，女性细胞中有两条X染色体，可见，女性获得致病基因的概率是男性获得致病基因的2倍，所以在群体中女性患者多于男性患者。
抗维生素D性佝偻病（也称低磷酸盐血症性佝偻病）是典型的X连锁显性遗传病，致病基因定位于Xp22。患者由于肾小管对磷的重吸收和小肠对钙、磷的吸收能力均有障碍，造成尿磷增加、血磷降低，使患者的骨质钙化不全而引起佝偻病。患者在婴儿期发病，疾病在整个儿童期都存在，甚至到青春期仍在进展。患者的主要症状有：O形腿、X形腿、鸡胸，严重的有进行性骨骼发育畸形、多发性骨折、骨疼、不能行走、生长发育缓慢等。治疗这种佝偻病时，服用普通剂量的维生素D和晒太阳均难有疗效，必须使用大剂量的维生素D和磷酸盐才能达到治疗效果，所以人们通常称为抗维生素D性佝偻病。
假定显性致病基因为D，隐性正常基因为d，则：男性患者基因型为XDY，正常男性基因型为XdY；女性患者基因型为XDXD或XDXd（绝大多数患者基因型为杂合子），正常女性基因型为XdXd。如本病男性患者与正常女性婚配时，女儿都患病，儿子都正常（图5-10）；若女性杂合体患者与正常男性婚配，儿子、女儿各有1/2的发病风险（图5-11）。
图5-10 男性患者与正常女性婚配图解
图5-11 女性杂合体患者与正常男性婚配图解
图5-12是X连锁显性遗传病的典型系谱，其系谱特点如下。
（1）人群中女性患者多于男性患者，女性患者病情较轻。
（2）连续传递，图中可见连续几代都有患者。
（3）患者双亲中必有一方患病，男性患者的致病基因必定从母亲获得。
（4）男性患者的后代中，女儿全部患病，儿子都正常。
（5）女性患者的后代中，子女患病概率各为1/2。
根据上述特点，临床上可对X连锁显性遗传病进行发病风险的估计：女性患者与正常男性婚配，儿子、女儿患病概率各为50%；男性患者与正常女性婚配，女儿100%患病，儿子100%正常。
图5-12 X连锁显性遗传病的典型系谱图
二、X连锁隐性遗传与X连锁隐性遗传病
控制某一种性状或遗传病的基因位于X染色体上，并且这种基因性质是隐性的，其遗传方式称为X连锁隐性遗传（XR）。由X染色体上隐性致病基因引起的疾病称为X连锁隐性遗传病。常见X连锁隐性遗传病大约有400种，如红绿色盲、假肥大型进行性肌营养不良、血友病A、鱼鳞癣、G-6-PD缺乏症等。
在X连锁隐性遗传病中，假定隐性致病基因为b，显性正常基因为B，则：男性患者的基因型为XbY，正常男性基因型为XBY；女性患者基因型为XbXb，正常女性基因型为XBXB或XBXb（为携带者）。男性只要X染色体上有致病基因即可患病，而女性只有在两条X染色体上均有隐性致病基因时才能患病，因此人群中男性患者明显多于女性患者。
红绿色盲是典型的X连锁隐性遗传病，患者表现为不能正确区分红色和绿色，致病基因定位于Xq28。据报道，红绿色盲在我国男性发病率为7．0%，女性的发病率为0．5%。
图5-13 红绿色盲患者与正常女性婚配图解
红绿色盲男性患者Xb Y与正常女性XBXB婚配，子代中女儿色觉正常，但都是携带者（XB Xb），儿子由母亲那里接受一个XB，故儿子色觉全部正常（XB Y）。男性致病基因只传给女儿，不传给儿子（图5-13）。
女性携带者（XBXb）与正常男性（XBY）配婚（图5-14），子代中：儿子有一半是正常（XBY），一半是红绿色盲（Xb Y）患者；女儿色觉全部正常，但有一半是携带者（XBXb）。如果女性携带者（XBXb）与男性患者（Xb Y）结婚（图5-15），后代中：女儿有1/2为患者，1/2正常，但都是携带者；儿子中患者和正常各占1/2。
图5-14 红绿色盲女性携带者与正常男性婚配图解
图5-15 红绿色盲女性携带者与男性患者婚配图解
图5-16是一个典型的X连锁隐性遗传病的典型系谱，从该系谱中，可总结出X连锁隐性遗传病系谱的如下特点。
图5-16 X连锁隐性遗传病的典型系谱图
（1）人群中男性患者远多于女性患者，系谱中往往只有男性患者。
（2）系谱中看不到连续传递现象，患者的分布常为散发。
（3）男性患者的子女都正常，但女儿全为携带者。
（4）双亲无病时，儿子可能发病，女儿则不会发病；如果儿子患病，其母亲一定是致病基因携带者。
（5）由于交叉遗传，男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等也可能是患者。
根据上述特点，临床上可对X连锁隐性遗传病进行发病风险的估计：女性携带者与正常男性婚配，儿子患病概率为50%，女儿100%正常但其中有50%的可能性为携带者；男性患者与正常女性婚配，子女100%正常，但女儿100%为携带者。
知识链接
色盲症的由来
18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿，在圣诞节前夕买了一份礼物——一双“棕灰色”的袜子，送给妈妈。妈妈看到袜子后，感到袜子的颜色过于鲜艳，就对道尔顿说：“你买的这双樱桃红色的袜子，让我怎么穿呢？”道尔顿感到非常奇怪，袜子明明是棕灰色的，为什么妈妈说是樱桃红色的呢？疑惑不解的道尔顿又去问弟弟和周围的人，除了弟弟与自己的看法相同以外，被问的其他人都说袜子是樱桃红色的。道尔顿对这件小事没有轻易地放过，他经过认真的分析比较，发现他和弟弟的色觉与别人不同，原来自己和弟弟都是色盲。道尔顿虽然不是生物学家和医学家，却成了第一个发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲症患者。为此他写了篇论文《论色盲》，成为世界上第一个提出色盲问题的人。后来，人们为了纪念他，又把色盲症称为道尔顿症。
三、Y连锁遗传与Y连锁遗传病
控制某种性状或遗传病的基因位于Y染色体上，并表现出相应的性状，那么它的遗传方式称为Y连锁遗传。由Y染色体上致病基因引起的疾病称为Y连锁遗传病。
Y连锁遗传性状或遗传病比较少，约20种，Y连锁基因较少，大多与睾丸形成、性别分化有关。已知H-Y抗原基因、外耳道多毛基因、睾丸决定因子基因、性别决定区SRY基因、无精症基因AZF等都是Y染色体连锁基因。
Y连锁遗传的传递规律比较简单，其特点是：具有Y连锁基因者均为男性，这些基因将随Y染色体在有血亲关系的男性间进行传递，所以亲代男性致病基因仅传递给儿子，女儿全部正常，即只出现男传男现象，父传子，子传孙，又称为全男性遗传，而女性没有Y染色体，即不传递有关基因，也不出现相应的遗传性状或遗传病。
图5-17是一个外耳道多毛症的系谱，系谱中祖孙三代有血亲的男性均为患者。Y染色体上具有外耳道多毛基因的男性，到了青春期，外耳道中可长出2～3cm长的成丛黑色硬毛，且常伸出耳孔之外。系谱中女性均无此症状。
图5-17 外耳道多毛症的系谱
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