分子诊断技术的应用进展-张健.ppt

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1、分子诊断临床应用进展上海市临床检验中心主要内容分子诊断概念的演变分子诊断技术的分类基于杂交基础的分子诊断技术及其应用基于扩增基础的分子诊断技术及其应用基于测序基础的分子诊断技术及其应用分子诊断应用前景展望多聚酶链式反应（PCR：PolymeraseChainReaction)Polymerase:DNA聚合酶“链式反应”改变世界核裂变链式反应分子诊断概念的变化分子诊断：应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，称为分子诊断。分子诊断是预测诊断的主要方法，既可以进行个体遗传病的诊断，也可以进行产前诊断。分子诊断的材料包括DNA、RNA和蛋白质。基因

2、诊断：又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断。分子生物学：从分子水平上研究生命现象物质基础的学科。研究细胞成分的物理、化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系，如遗传信息的传递，基因的结构、复制、转录、翻译、表达调控和表达产物的生理功能，以及细胞信号的转导等。分子诊断技术的分类根据目的基因是否被放大分类可分为杂交法和扩增法根据被测基因的核酸类型分类Southern印迹用于检测DNA；Northern印迹用于检测RNA；斑点印迹或称斑点杂交，既可检测DNA也可检测RNA。根据诊断目的或要求分为

3、定性诊断、定量诊断和半定量诊断，以及序列分析等根据分子之间的作用形式杂交、扩增、测序基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用基于分子杂交的分子诊断技术及其应用两条同源核酸分子（DNA或RNA）可以在碱基互补的原则下形成异质双链是遗传物质最重要的化学特征，这一过程亦被称为分子杂交（molecularhybridization）。分子杂交是所有分子生物学技术的基础，从最初的印迹杂交（southernBlot和northernBlot）到实时PCR（realtimePCR），从基因芯片再到高通量的DNA测序技术，都离不开碱基互补的分子杂交反

4、应。而且在理论上可以特异性相互作用的两个不同分子，例如核酸与核酸之间（A-G、G-C）、蛋白与蛋白之间（抗原和抗体）甚至核酸和蛋白之间（适体与多肽）的相互作用都可以视为分子杂交的不同表现模式。因此，广义的分子杂交技术是指以核酸、蛋白、糖基以及细胞、代谢物等分子的相互作用所建立的分析方法。目前临床应用的以分子杂交技术为基础的诊断技术繁多，缺乏统一的分类方法，但是可以根据实验方法的差异分为主要的两种类型，一类是通过特异性的标记探针检测检测细胞内的核酸物质，而另一类是通过探针检测从细胞内提取的核酸、蛋白等物质，前者以原位杂交及其衍生的技术为主，后者以生物芯片及其衍生的技术为主。荧光原位杂

5、交（FISH）原位杂交应用特异性的探针检测细胞内的核酸需要标记分子显示杂交信号，1960s年代的检测技术是放射性核素标记，但是信号检测程序复杂并且可能存在放射性物质的污染，而荧光物质标记可以通过显微镜直接观察实验结果，因此荧光标记的原位杂交技术（Fluorescentinsituhybridiztion，FISH）一经出现立刻取代了放射性标记的技术，成为应用最广泛的分子杂交技术。FISH技术通过荧光标记探针，可以可视化的检测人类细胞或组织中特定基因的数量及其定位，是分子杂交与细胞遗传学技术的结合。IFSH技术的分析过程分为四个步骤，核酸变性、探针变性、杂交及信号检测。因此，针对探针

6、标记、染料开发和图像分析的技术的更新是FISH分析技术发展的主要路径。荧光原位杂交衍生技术首先是荧光染料的应用，从最初的单色FITC应用，发展到使用多种荧光染料的多色FISH技术，既多元荧光原位杂交和光谱核型分析技术，使用五种染料（Rhodamine,Texas-red,Cy5,FITC,andCy5.5）标记的探针可以在一次试验中定位多种不同的基因以及使用不同的颜色标记显示24条不同的染色体。其次，在探针方面，染色体臂、着丝粒、端粒特异的探针被先后开发应用，而且应用微切割技术切割技术制备亚区域探针（microFISH），使FISH的基因定位和分辩率大大提高［6］。同时，探针标记对

7、象和标记技术的发展不断衍生出新的FISH技术，例如比较基因组杂交、引物原位标记技术、肽核酸探针原位杂交、物种交叉荧光原位杂交、纤维原位杂交等。在图像与信号分析方面，应用高分辨率CCD摄像机和计算机自动图像分析系统获得广泛应用，而SKY结合傅立叶频谱技术，同时计量可见光和近红外范围内的所有点的发射频谱而一次成像。荧光原位杂交结果JournalofCellScience2003；116（14）FISH的应用在产前诊断方面，FISH主要用于染色体数目异常的诊断，与常规核型分