LABGENVET 猫的遗传学 3.0 ：单基因遗传病

猫中遗传性疾病的普遍性是一个长期存在的问题，这个问题主要表现在两个方面。首先，显而易见的是，有些猫因遗传性疾病而患病。其次，更为隐蔽的是，有些猫表面上完全健康，但却携带有导致疾病的突变基因。

这些携带者可能在未来几代中产生患病的后代。识别患病的动物相对容易，但治疗方法往往有限。而识别携带突变基因的动物则更加困难。如果我们希望从猫的品种中消除遗传性疾病，就必须能够识别这些携带者。

突变与疾病：古老与新生

目前，科学家已经描述了超过 30 种猫的遗传性疾病，并明确了相关基因和致病突变（有关这些疾病的列表和描述，请参阅 Labgenvet 的 猫遗传性疾病搜索）。某些突变仅限于一个品种，这些突变通常是较新的，发生在品种建立之后，一般在过去 50 至 100 年内。例如，VI 型黏多糖贮积症（MPS VI）就是暹罗猫中的一种疾病。

另一些突变则更为广泛，导致许多品种中都出现疾病。这些突变往往更古老，发生在现代猫品种形成之前或形成之初。例如，丙酮酸激酶缺乏症（PKLR）的突变就见于多个品种以及普通家猫中。

另一个古老突变的例子是导致 PRA-rdAc（晚发性失明） 的基因突变，这种疾病同样见于多个品种。

某些突变在家猫群体中自然发生，由于它们产生了表型上的新奇特征，因此被用于培育新的猫品种。例如，导致无毛或毛发减少的突变，以及形成曼基康猫或苏格兰卷耳猫的突变（详见 软骨发育不全（苏格兰折耳猫））。

基础遗传学的概念已在 Labgenvet 的《猫的遗传学 1.0：基础知识》中介绍。

若干重要概念的回顾

为了更好地理解猫的遗传性疾病，以下定义是必要的：

• N（正常）：描述基因的正常、天然或“野生型”版本。
• M（突变）：描述基因的突变版本。

由于每个基因都有两份拷贝（分别来自父母），这就形成了以下几种可能性：

• N/N
  纯合正常型（“野生型”、“清晰型”）：不含表型或相关疾病的突变基因。
• M/N
  杂合型（携带者，单突变）：含一份突变基因（M）和一份正常基因（N）。
• M/M
  纯合突变型（双突变）：含两份突变基因。

显性与隐性

现在我们可以对猫的遗传性疾病做出一些有用的总结。许多（但并非全部）猫的遗传性疾病涉及单一基因和单一突变。这类疾病被认为遵循简单（或孟德尔）遗传学规律。大多数（但并非全部）简单遗传性疾病是由常染色体隐性突变引起的。常染色体突变不与动物的性染色体（X 或 Y）相关，因此常染色体遗传病会平等地影响雄性和雌性个体。

显性与隐性是我们用来描述遗传突变、性状或疾病的术语。这两者就像一枚遗传硬币的两面。

• 显性遗传性状或疾病总是显现出来。
• 隐性遗传性状或疾病则会被显性 DNA 掩盖，仅在显性 DNA 缺失的情况下显现，也就是在纯合突变型（M/M）状态下表现出来。

显性 DNA 通常（但并非总是）为正常型（N），即非突变或野生型版本。

显性遗传病

显性和隐性遗传病在人群、谱系或一窝幼猫中的表现方式不同。显性遗传病的突变是“诚实的”：表型直接反映基因型，所见即所得。

显性遗传病通常会影响一窝幼猫或谱系中约一半的个体。通常，受影响的个体携带一份突变基因（M/N），实际上也是该病的携带者。对于显性遗传病，携带双突变基因（M/M）的个体是可能的，但在一般和正常种群中非常罕见。

对于显性遗传病，受影响个体的父母中必定有一方也是受影响的。显性疾病会在每一代中持续存在。

显性遗传病的谱系示例
显性遗传病谱系：表型（我们看到的）

显性遗传病谱系：基因型（隐藏在表象背后的真实遗传学）

显性遗传病的例子包括：

• 缅因库恩猫和布偶猫品种中常见的肥厚性心肌病
• 多个猫品种中常见的多囊肾病（PKD）

隐性遗传病

隐性遗传病的突变并非完全“诚实”，因为它们的表现并不总是可见。隐性遗传病通常仅影响一窝幼猫或谱系中的少数个体。一般来说，隐性遗传病的父母双方通常不受影响，但两者都是（按定义）该突变的携带者。

隐性遗传病会跳代遗传。携带者（M/N）通常被称为“沉默携带者”：它们健康且从表型上无法与正常个体（N/N）区分开。只有纯合突变个体（M/M）才有患病的风险。没有 DNA 检测技术帮助识别这些“沉默携带者”，很难从种群中消除隐性遗传病。

总体来说，在包括猫在内的家养动物中，隐性遗传病比显性遗传病更为常见。

隐性遗传病的谱系示例

隐性遗传病谱系：表型（我们看到的）

隐性遗传病谱系：基因型（隐藏的遗传学及我们未能看到的）

隐性遗传病的例子包括：

• 多个品种中常见的丙酮酸激酶缺乏症（PKLR）
• 波斯猫品种中常见的α-甘露糖苷贮积症（Alpha Mannosidosis）

复杂遗传学与“灰色地带”

需要记住的是，隐性与显性是我们对遗传情况的简单“黑白”分类，但实际上遗传学中存在许多“灰色地带”。隐性与显性就像两种尺码的帽子，大号和小号，试图适应所有头型。有些遗传病符合其中一种分类，但有些遗传病却难以归入任何一类。

例如，某些遗传病可能表现出“可变的外显率”。额外基因（称为“修饰基因”）的突变可能影响已知与疾病相关的突变是否真的会引发疾病。多个基因（和突变）可能共同参与形成疾病的表型。这时，疾病的遗传学不再是黑白分明，而是呈现出多种灰度。疾病的遗传学从简单转向复杂。尽管如此，将疾病简单分类为显性或隐性仍然是一个有用的初步方法，因此我们仍然使用这些术语。

此外，环境因素也会起作用。如果一窝幼猫中的所有个体都患有某种疾病，这种疾病很可能不是遗传性疾病，而是环境问题，例如感染或毒性。而更复杂的是，环境因素会影响遗传性疾病的表现。遗传学和环境是相互关联的。

因此，遗传性疾病并不总是遵循简单遗传规律。遗传学和遗传性疾病可能是复杂的，理解复杂遗传性疾病是我们今天和未来面临的挑战之一。

发育性遗传病与退行性遗传病

遗传病还可以根据其对动物的影响时间分类：

• 发育性遗传病：通常在出生后不久或幼猫阶段就表现出来。
• 退行性遗传病：通常影响成年猫，无论是年轻成年猫还是年长猫。

在动物达到繁殖年龄之前即表现出来的遗传病相对容易控制和从品种中消除，因为受影响的动物不会被用于繁殖。而在生命后期（繁殖年龄之后）才表现出来的遗传病则更难控制和消除，因为这些有害的基因通常已经传递给下一代后才显现。

遗传病会导致猫的症状表现出不同的严重程度，从轻微且可通过医疗手段控制到严重甚至危及生命不等。隐性遗传病的“沉默携带者”（M/N）是一个问题，因为识别它们作为携带者的难度较大。这些携带者通常表现为正常健康的生活，但如果用于繁殖，它们可能会将突变基因（M）的拷贝传递给下一代。幸运的是，针对特定疾病突变的 DNA 检测的出现，使得识别携带者比以往更为容易。

基因突变

有必要对突变的本质做一些解释。基因突变是指 DNA 序列的变化。突变代表我们 DNA 中的自然变异，这是物种生存、适应和进化所必需的。突变与自然繁殖相结合，促成了自然选择（即“适者生存”）的发生。

• 替换突变：一种简单的突变形式，涉及 DNA 文本中 25-30 亿个“字母”中的某一个字母被另一个字母替换。
• 插入或缺失突变：指 DNA 文本中增加或缺失一个或多个字母。

无论是替换、插入还是缺失，这些突变都会改变 DNA 文本，使其不再传递与过去相同的信息。这些变化可能对动物有害、中性（无影响）或有益。有害突变占多数，会导致遗传病，并可能引发灾难。然而，大自然为我们提供了一个“备用计划”——我们拥有所有基因的两个拷贝。

因此，我们有两个父母是有原因的（参见 Labgenvet 的《猫的遗传学 1.0：基础知识》）。请感谢你的父母赋予你的遗传基因。虽然许多有害突变带来的潜在劣势是显而易见的，但少数有益突变带来的优势可以抵消这些劣势。因此，只要有自然选择，遗传变异就是一件好事。然而，在家养动物中，自然选择不再起作用。值得庆幸的是，我们现在可以通过 DNA 检测识别致病突变。

知识即力量，力量即责任

我们对猫单基因遗传病突变基础的了解每年都在增长。通过可靠且经过验证的 DNA 检测技术，我们现在能够快速、轻松且以合理的成本识别携带者（M/N）。理论上，我们可以在一代繁殖中消除一个品种中的简单遗传病，并在两代繁殖中完全消除致病突变。

需要注意的是，如果过于迅速地从一个品种中移除某种突变，可能会增加该品种的近交系数（参见 Labgenvet 的《猫的遗传学 4.0：进化、品种、繁殖策略与近交》），从而增加其他遗传问题出现的风险。

尽管如此，我们目前对猫品种遗传病的成因已有相当多的了解。知识即力量，而力量意味着责任。我们面临的挑战是承担起消除这些遗传病的责任，从而改善猫品种的遗传健康。

© 2022 David W. Silversides