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骨科手術/遺傳學

來自華夏公益教科書
骨科手術

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遺傳學
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在21世紀的第一個十年,我們有65億人口。每秒鐘增加4.4人,每分鐘增加261人,如果我能趕上讀者的計算能力,那就是每小時出生15,679人,每年出生137,350,692人。

同時,每年全世界有56,556,474人死亡,所以我們的基因庫確實在增長,今天我們的人口總數是曾經生活過的人口總數的6%,即1065億人。

早期人類起源於東非,首先遷移到南亞和澳大利亞。隨後遷移到中亞,然後分散到歐洲和美洲。我們之所以能瞭解這些事件,是因為我們追蹤了Y染色體和女性線粒體DNA中的基因突變。正如預期的那樣,存在一些爭議,氣候事件在這些遷移的形成中也發揮了作用,其間的災難導致我們早期存在的大部分人口週期性地被毀滅,作為一種物種,我們被遺留在分散的群體中,全世界可能只有不到50,000人。隨後,我們從這些群體中進化而來,因此我們的基因構成具有異質性。

我們遺傳遺產的骨科表現包括許多具有遺傳基礎的疾病過程的危險因素。NLM網站提供了一份由單基因突變(孟德爾疾病)引起的數百種骨科疾病的清單。這些是編碼轉錄因子、生長因子受體和基質大分子等基因的突變,僅舉幾例。除此之外,由於人類基因組估計包含1000萬個單核苷酸多型性(SNP),因此我們並不在基因上完全相同。

基因表達模式的差異,而不是遺傳組成本身的差異,對錶型異質性有更大的影響。基因表達模式在某種程度上是預先程式設計的,如生長和發育,但它也容易受到外源因素的影響,因此,遺傳性疾病和非遺傳性疾病之間的區別可能更多地是程度上的區別,而不是絕對的類別上的區別。我們越來越認識到我們的環境對基因表達的影響,這在我們日常生活中隨處可見,以至於我們每天都受到我們對世界的體驗的微妙改變。在大腦中,基於突觸連線強度的短期記憶可能是短暫的,但隨著強化,透過改變大腦中特定細胞群的基因表達,發生向長期記憶的轉變,同樣,我們的肌肉骨骼系統保留了我們體驗的記憶,這些記憶體現在我們肌肉骨骼系統細胞中基因表達模式的改變中。

與我們不可改變的遺傳遺產相比,我們的經濟和環境狀況可能是我們努力改善骨科健康的更好目標。畢竟,我們不能選擇我們的父母,目前我們也不能隨意操縱我們的基因表達。隨著促紅細胞生成素、BMP 2 和 7 的出現,我們發現添加了基因工程產品,我們可以用這些產品增強我們自身的生物反應。經過30年的發展,基因工程的第一個臨床應用才得以實現,隨著計算機能力的增長,這些應用的增長很可能會遵循指數曲線。對人類基因組、轉錄組和蛋白質組的分析將越來越多地與資訊學科學相融合;資訊學科學是分析大量資料以識別有意義模式的科學(Kurzweil, R 2005)。

因此,目前,將我們的大部分努力集中在透過改善飲食、管理鍛鍊習慣、協調醫療服務、控制環境毒素和避免相互殺戮來改善我們的福祉是有意義的,所有這些都在以一種無壓力的方式增強所有人的經濟潛力,不會損害我們追求幸福的權利。對於那些幸運地擁有所有這些因素的人來說,我們可以考慮基因和基因表達,目標是直接影響這個過程,以實現我們的目標。雖然這似乎承諾為經濟最優越的人提供高度個性化的護理,但更廣泛的潛力是帶來革命性進展,為我們的物種從任何主要疾病中解放出來,包括許多影響我們肌肉骨骼健康的疾病,帶來無限的可能性。

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=16264134

隨著人類基因組計劃的完成,人們認識到人類的基因數量遠少於之前的想象。這一認識讓我們明白,基因組比我們以前想象的更加靈活,也更加複雜。我們原來以為有100,000個基因,結果只有25,000個基因。我們基因的實際數量與一些簡單的植物和蠕蟲相當,因此如果基因數量是衡量生物體複雜程度的標準,那麼我們應該感到不那麼自豪。然而,似乎我們的基因組已經進化到更加有效地利用我們的基因,並透過改變剪接來使每個基因產生多種蛋白質型別。瞭解了程式碼似乎讓我們面臨著更困難的過程,即理解基因表達是如何在發育和適應生活起伏中被調控的。

據估計,一個適應性要廣泛流行於人群中需要長達50,000年。因此,我們可以認為,我們生活在適應50,000年前狩獵採集者生活的身體裡。當然,一些幸運的人群成員會很好地適應相對久坐和長壽的生活,而大多數人會發現現代生活的許多方面與他們表面的體質格格不入。雖然在身體上不活躍,但我們卻受到相當多的刺激和壓力的轟炸,這些刺激和壓力來自資訊、時間管理和自動化的旅行形式。隨著我們越來越被周圍那些我們不甚瞭解的便利技術所包圍,我們與社群和自然界其他部分的情感聯絡正在減少。

在考慮遺傳疾病時,重要的是首先區分體細胞的遺傳改變,這種改變會導致疾病過程,以及我們從父母那裡獲得的遺傳構成,這種構成可能編碼易感性,甚至可能是由於特定基因產物的異常型別或數量而直接導致疾病。

第一個例子最好用癌症問題來解釋。當然,癌症已經認識到不是一種疾病,而是多種疾病,但這一見解現在正在被帶到分子水平,人們認識到,可能存在十幾種肺癌,而不僅僅是幾代人以前認為的三四種類別。很快,我們就可以確定導致某個人患癌的特定基因異常集,從而知道哪些特定型別的治療方法最有效。

瞭解對家族性疾病的遺傳易感性可以包括癌症,基因檢測可以揭示患卵巢癌或乳腺癌的終身風險,可能高達85%。面對早期檢測的 notoriously 困難任務,這一認識目前可能導致人們決定考慮預防性地切除卵巢或乳房。

隨著此類資訊的上線,我們必須預計對醫療保健系統的影響。幸運的是,獲取基因資訊的成本正在下降,而且早期識別和預防性治療帶來的效率必然會抵消成本。作為個人,我們將不得不接受這種新的自我認知形式及其含義,並作為社會考慮這可能在隱私、醫療保險可用性和成本等方面帶來的更大影響。

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