現(xiàn)代分子生物學是研究生物大分子--核酸及其表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)的結(jié)構、功能、遺傳、調(diào)控、相互關系和相互作用,從分子水平上探討生命現(xiàn)象的科學,其主要研究對象是核酸(DNA和RNA)和蛋白質(zhì)。自從1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構以來,分子生物學在短短五十年時間里以超乎想象的速度飛速發(fā)展,滲透到醫(yī)學每一個領域。可以毫不夸張的說,如果沒有分子生物學的應用,人類探索生命活動的行為將會寸步難行。
將分子生物學技術應用到臨床檢驗診斷學,使疾病診斷深入到基因水平,稱為基因診斷?;蛟\斷技術主要包括核酸分子雜交技術、聚合酶鏈式反應(PCR)技術、基因多態(tài)性分析技術、單鏈構象多態(tài)性(SSCP)分析技術、熒光原位雜交染色體分析(FISH)技術、波譜核型分析(SKY)技術、DNA測序技術、基因芯片技術以及蛋白質(zhì)組技術等,一些先進的分離和檢測技術大大促進了上述技術的完善和發(fā)展,如毛細管電泳技術(CE)、液質(zhì)聯(lián)用技術(LC/MS/MS)、變性高效液相色譜技術(DHPLC)、非熒光遺傳標記分析技術等?;蛟\斷在感染性疾病、遺傳性疾病、腫瘤性疾病等的診斷中發(fā)揮越來越重要的作用。下面,我們就臨床檢驗診斷中涉及的主要分子生物學技術作一簡要介紹。
1.核酸分子雜交技術
即基因探針技術。利用核酸的變性、復性和堿基互補配對的原理,用已知的探針序列檢測樣本中是否含有與之配對的核苷酸序列的技術。是臨床應用最早的,也是最基礎的分子生物學技術,是印跡雜交、基因芯片等技術的基礎。不少探針已經(jīng)商品化。
2.PCR技術
PCR技術是一種特異擴增DNA的體外酶促反應,可以短時間擴增出兩段已知序列之間的DNA,用于診斷、鑒定、制備探針及基因工程產(chǎn)品開發(fā)等,是一項及其有效和實用的技術。由于PCR試驗存在一定的假陽性和假陰性問題,導致PCR技術在我國臨床診斷中的應用曾一度被叫停,近年來由于改進的PCR技術如巢式PCR(nested PCR)、多重PCR(multiplex PCR) 、熒光PCR技術等在較大程度上增加了該技術的敏感性和特異性,加上衛(wèi)生部于 2002-01頒發(fā)了有關基因擴增檢驗技術臨床應用的法規(guī)性文件《臨床基因擴增檢驗試驗室管理暫行辦法》(衛(wèi)醫(yī)發(fā)〔2002〕10號 ),要求從事臨床基因擴增檢驗的技術人員必須經(jīng)過衛(wèi)生部臨床檢驗中心或授權的省級培訓機構的上崗培訓,持證上崗,使PCR技術在臨床檢驗診斷中重新發(fā)揮其不可替代的作用,PCR已廣泛用于核酸的科學研究以及臨床疾病的診斷和治療監(jiān)測,尤其在感染性疾病診斷方面更有應用價值。
3.基因多態(tài)性分析技術
在人群中,各個體基因的核苷酸序列會存在一定差異,稱為基因多態(tài)性。基因多態(tài)性位點普遍存在于人的基因組中,并按孟德爾遺傳方式遺傳。如果在某個家庭中,某一致病基因與特定的多態(tài)性片段緊密連鎖,就可以用這一多態(tài)性片段作為一種“遺傳標記”來判斷家庭成員或胎兒是否攜帶有致病基因。目前認為基因多態(tài)性是個體的“身份證”;有的雖然不表現(xiàn)疾病,但也許會影響對藥物的反應和用藥效果。因此,基因多態(tài)性分析技術已經(jīng)廣泛應用于群體遺傳學研究、疾病連鎖分析和關聯(lián)分析、疾病遺傳機制研究、腫瘤易感性研究、個性化用藥等諸多方面。遺傳學上把基因多態(tài)性片段稱為遺傳標記。醫(yī)學教|育網(wǎng)|收集整理遺傳標記分析經(jīng)歷第一代限制性酶切片段多態(tài)性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)、第二代微衛(wèi)星DNA(Microsatellite DNA),現(xiàn)已發(fā)展到第三代單核苷酸多態(tài)性分析(single nucleotide polymorphism, SNP)。