遗传病系谱分析中的反证法

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  [摘要]在遗传咨询中,利用分离定律,使用系谱分析法,对预测遗传病的发生、指导婚配和生育具有重要的意义。应用反证法可快捷地判断遗传病的遗传方式,有利于进一步展开遗传咨询工作,同时有利于形成成熟的临床思维能力。
  [关键词]反证法 单基因遗传病 遗传方式
  
  娴熟的临床思维能力是医学临床工作者所必须的能力要求。在复杂的临床思维活动中,反证法是一种重要的思维方法,笔者以运用反证法对单基因遗传病遗传方式进行判断为例,以求抛砖引玉。
  
  使用反证法的理论基础
  
  反证法所依据的是逻辑思维规律中的“矛盾律”和“排中律”。在同一思维过程中,两个互相矛盾的判断不能同时都为真,至少有一个是假的,这就是逻辑思维中的“矛盾律”[1];两个互相矛盾的判断不能同时都假,简单地说“A或者非A”,这就是逻辑思维中的“排中律”[2]。反证法在其证明过程中,得到矛盾的判断,根据“矛盾律”,这些矛盾的判断不能同时为真,必有一假,而已知条件、已知公理、定理、法则或者已经证明为正确的命题都是真的,所以“否定的结论”必为假。再根据“排中律”,结论与“否定的结论”这一对立的互相否定的判断不能同时为假,必有一真,于是我们得到原结论必为真。
  单基因遗传病的传递遵循分离定律,在临床上进行遗传病咨询时,利用分离定律,使用系谱分析法,对预测遗传病的发生、指导婚配和生育具有重要的意义。正确判断遗传病的遗传方式是进行遗传病系谱分析的基础。
  人类单基因遗传病的遗传方式主要有常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁显性遗传、X连锁隐性遗传和Y连锁遗传(为限男性遗传,易于判断,故本文主要讨论前四种方式的判断)等。其实每一种遗传方式都包含两层含义:一是致病基因的性质-致病基因的显隐关系;二是致病基因所处的染色体性质-致病基因在常染色体还是在性染色体。故,上述几种遗传方式可按这两层含义进行分类。按致病基因性质可分为:显性遗传病和隐性遗传病两大类;按致病基因所处的染色体性质可分为:常染色体遗传和性染色体遗传(伴性遗传)两大类。
  “显性遗传与隐性遗传”、“常染色体遗传与性染色体连锁遗传”可视为两对“矛盾”,每对“矛盾”得以解决,即可判断出这种遗传病的遗传方式。因此,判断遗传病遗传方式的逻辑思维中可巧妙使用反证法。
  
  使用反证法的技巧
  
  反证法是间接论证,就是通过论证矛盾论题的虚假性而直接论证论题的真实性的论证[3]。即:肯定题设而否定结论,从而导出矛盾推理而得。法国数学家阿达玛(Hadamard)对反证法的实质作过概括:“若肯定定理的假设而否定其结论,就会导致矛盾”。反证法的论证模式可以简要的概括为“否定→推理→否定”,即从否定结论开始,经过正确无误的推理导致逻辑矛盾,达到新的否定。可以认为反证法的基本思想就是“否定之否定”。应用反证法论证的主要推理过程是归谬法[4]:否定结论→推导出矛盾→结论成立。实施的具体步骤是:第一步,反设:作出与求证结论相反的假设;第二步,归谬:将反设作为条件,并由此通过一系列的正确推理导出矛盾;第三步,结论:说明反设不成立,从而肯定原命题成立。
  在解决遗传病遗传方式判断的第一对“矛盾”—“显性遗传与隐性遗传”时可适当运用反证法。按分离律的基本原理,显性遗传病的系谱特点主要表现为连续传递,而隐性遗传病的系谱特点则主要表现为散发的(不连续)。若代代都有患者,且患者的双亲中总有一方是患者,则可判断系谱是连续遗传的(显性遗传病),从而否定不连续遗传(隐性遗传病);若系谱中代代都有患者,但有患者的双亲均为正常人,则可利用反证法进行判断:首先否定假设——不是隐性遗传病,亦即是显性遗传病;归谬推理——在显性遗传病中,双亲为正常人则证明他们均不带有致病的显性基因(也即均为正常基因),则其所生子女均应为正常人;结论——由双亲正常却生有患病的子女,说明反设(不是隐性遗传病)不成立,从而肯定假设(是隐性遗传病)。
  在解决第二对“矛盾”—“常染色体遗传与性染色体连锁遗传”时,反证法的运用尤为重要。由于人类性别由性染色体决定,根据连锁定律,性染色体上的致病基因必与性染色体连锁遗传,即性染色体遗传病的发生必然与性别相联系,故性染色体遗传(伴性遗传)在系谱中表现为男女发病不随机,且X连锁遗传病存在明显的交叉遗传现象。而常染色体遗传病的发生则与性别无关,故在系谱中表现为男女发病随机。故这一矛盾其实是“男女发病是否随机”。“随机”是一个统计学术语,直接得出这一判断需建立在大量的数据基础之上,然而人类的生育后代数量是十分有限的,而且我国实行“计划生育”的基本国策已有二十多年,要从系谱中直接作出“男女发病是随机的”的判断不具有符合统计学要求的数据基础。因此,不能对“男女发病是否随机”进行直接判断。反证法,这种间接论证法可以很好地解决这一问题,其论证过程如下:
  在显性遗传病中,首先否定假设——男女发病是不随机的;归谬推理——男女发病不随机属X连锁的表现,在X连锁显性遗传中,男性患者(其妻不是患者)的后代发病具有典型的交叉遗传现象,即儿子全部正常,女儿全部是患者;结论——若男性患者的后代发病情况与此不符(只要有一个儿子患病,或一个女儿不患病)则说明结果与之不符,进而否定反设(男女发病不随机)→否定系谱是X连锁遗传→肯定假设(男女发病随机)→确定系谱的遗传方式为常染色体显性遗传。
  在隐性遗传病中,首先否定假设——男女发病是不随机的;归谬推理——男女发病不随机在X连锁隐性遗传病系谱中的具体表现是:男患者明显多于女患者,在不存在近亲婚配的系谱中几乎只见男患者而不见女患者。因为这类遗传病女患者的基因型是XaXa(a为致病基因),其致病基因Xa由其父、母各自传递其一而致纯合XaXa,故女患者的父亲应该是患者(XaY),母亲应该至少是携带者(XAXA或XaXa)。结论——若隐性遗传病系谱中,女患者的父亲正常,则说明反设(男女发病不随机)是不成立的,从而肯定假设(男女发病随机),进而确定系谱的遗传方式是常染色体隐性遗传。
  
  使用反证法的注意事项
  
  1.通常采用两步走的方法判断遗传病的遗传方式:先判断致病基因的性质,再判断致病基因所处染色体的性质。由于X连锁遗传中,致病基因性质不同,其传递规律并不相同。所以,当致病基因的性质已经确定后,就可直接利用X连锁显性遗传与X连锁隐性遗传各自不同的传递规律(如X连锁显性遗传中男患者的后代发病的特殊性)进行归谬分析。这样可以使推理思路更清晰,避免发生错误。
  2.单基因遗传病的致病基因都是由正常基因发生基因突变而来,上述反证法适用于已经形成的致病基因在系谱中传递规律的分析。可能存在由基因新发突变而致的遗传病病例,当另行分析。
  3.应考虑到致病基因可能存在不同显性类型(如不完全显性、共显性、延迟显性、限性显性等)、患者临床症状表现复杂(如:多发性家族性结肠息肉症患者的主要临床症状是便血等,容易与其它肠道疾病相混淆)等,这些因素会影响到对系谱中相关成员是否患病的判断,进而影响到对遗传方式的判断。
  可见,在遗传病咨询的临床实践工作中,利用遗传学的基本原理,巧妙应用反证法等逻辑思维方法,兼顾遗传病传递、表达的复杂性,能够快捷地分析单基因遗传病的遗传方式,从而进一步展开相关的咨询指导工作。其实,只要掌握了反证法的使用条件、分析技巧等,医务工作者的可在临床思维活动中灵活地运用。
  
  参考文献:
  [1]金岳霖主编.形式逻辑.北京.人民出版社,2000.269-273.
  [2]金岳霖主编.形式逻辑.北京.人民出版社,2000.274-278.
  [3]金岳霖主编.形式逻辑.北京.人民出版社,2000.290-293.
  [4]金岳霖主编.形式逻辑.北京.人民出版社,2000.200-201.
  作者单位:四川中医药高等专科学校 四川绵阳
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