⑴ 分子診斷試劑和分子診斷試劑盒一樣嗎
世界各國高度重視分子診斷技術的發展,基因晶元將成為新一代分子診斷試劑開發的主流。基因晶元是分子生物學、微電子、計算機等多學科結合的結晶,綜合了多種現代高精尖技術,被專家譽為「診斷行業的終極產品」。基因晶元具有同時能夠檢測多個靶點的功能,具有快速有效的特點。因而基因晶元成為新一代分子診斷試劑的主要開發方向,但其成本高、開發難度大,目前產品種類很少,只用於科研和葯物篩選等用途。目前基因晶元的大規模臨床應用還存在尚未克服的技術缺陷,主要是由於晶元診斷特異性和靈敏度低、晶元診斷成本高昂和晶元診斷配套儀器價格昂貴等原因。
⑵ 現代分子診斷技術的主要技術方法有哪些
主要包括:
基因診斷(應用免疫學和分子生物學的方法對病原物質進行診斷檢測)、酶聯免疫吸附測定、DNA指紋、癌症的分子診斷技術等
⑶ 現代分子診斷技術有哪些
核磁共振
質譜
紫外光譜,紅外光譜
⑷ 基因診斷有哪些技術
基因診斷又稱DNA診斷或分子診斷,通過分子生物學和分子遺傳學的技術,直接檢測出分子結構水平和表達水平是否異常,從而對疾病做出判斷
常用技術
綜述
當細胞的基因組DNA用特定的內切酶如Eco RⅠ切割時, 基因診斷凡有GAATTC的地方都被切開,得到許多長度一定但互不相等的片段,需要分析、分離的基因或DNA片段就在其中某一特定的的片段上。 然而許多長短不同的DNA片段混合在一起是很難分析的。因此首先必需將它們按大小(長短)分離開來,這可藉助凝膠電泳來完成。在電泳時,分子量愈小的片段的遷移愈快,愈大的片段愈慢。因此,在電泳結束時可以獲得一個由大到小連續的帶譜(smear),而由許多細胞基因組得來的某一特定片段,因其長度相同將處於同一位置,有利於檢出。但凝膠易碎且操作不便。英國科學家Southern首創印跡法克服了上述困難。
Southern印跡法
Southernblot的基本原理是:硝酸纖維膜或尼龍濾膜對單鏈DNA的吸附能力很強,當電泳後凝膠經過DNA變性處理,覆以上述濾膜,再於其上方壓上多層乾燥的吸水紙,藉助它對深鹽溶液的上吸作用,凝膠上的單鏈DNA將轉移到濾膜上。轉移是原位的,即DNA片段的位置保持不變。轉移結束後,經過80℃烘烤的DNA,將原位地固定於膜上。 當含有特定基因片段已原位轉移到膜上後,即可與同位素標記了的探針進行雜交,並將雜交的信號顯示出來。雜交通常在塑料袋中進行,袋內放置上述雜交濾膜,加入含有變性後探針的雜交溶液後,在一定溫度下讓單鏈探針DNA與固定於膜上的單鏈基因DNA分子按鹼基到互補原理充分結合。結合是特異的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能結合上β珠蛋白的探針。雜交後,洗去膜上的未組合的探針,將Ⅹ線膠片覆於膜上,在暗盒中日光進行放射自顯影。結合了同位素標記探針的DNA片段所在部位將顯示黑色的雜交帶,基因的缺失或突變則可能導致帶的缺失或位置改變。 分子雜交是基因探測的基礎,除了用印跡雜交外,還有斑點雜交法。即將DNA樣品變性後直接點在硝酸纖維濾膜上,再與探針雜交,或者將細胞或病毒點在膜上,菌落或菌斑原位地吸附在膜上,經過變性處理,再進行雜交。斑點雜交多用於病原體基因,如微生物的基因,但也可用於檢查人類基因組中的DNA序列。
聚合酶鏈反應
近年來,基因分析和基因工程技術有了革命性的突破,這主要歸功於聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)的發展和應用。應用PCR技術可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小時內體外擴增數十萬至百萬倍。擴增的片段可以直接通過電泳觀察,也可用於進一步的分析。這樣,少量的單拷貝基因不需通過同位素提高其敏感性來觀察,而通過擴增至百萬倍後直接觀察到,而且原先需要一、二周才能作出的診斷可以縮短至數小時。 首先應按照欲檢測的DNA的5』和3』端的鹼基順序各合成一段長約17-20餘個鹼基的寡核苷酸作為引物(primer),其次是將待檢測的DNA變性後,加入四種單核苷酸(dNTP)、引物和耐熱聚合酶。在較低的溫度,引物將與待擴增的DNA鏈復性結合,然後的聚合酶的作用下,利用溶液中的核苷酸原料,不斷延伸合成新互補鏈,這樣,一條DNA雙鏈就變成了兩條雙鏈。若繼續按照變性(92-95℃)→復性(40-60℃)→引物延伸(65-72℃)的順序循環20至40個周期,就可以得到大量的DNA片段。理論上循環20周期可使DNA擴增2n,即100餘萬倍。PCR反應特異性強,靈敏度高,極微量的DNA即可作為擴增的模板得到大量的擴增片段。毛發、血痕,甚至單個細胞的DNA即可供PCR擴增之用。因此它用於病原體DNA的檢查、腫瘤殘留細胞的檢出、罪犯或個體遺傳物質的鑒定以及遺傳病的基因診斷等。 已可對一系列的遺傳病進行PCR診斷。如果疾病是由基因缺失引起的(如α地貧),則在缺失兩端設計一對引物進行擴增,就不會得到擴增產物或只能得到縮短了的擴增產物。如果疾病是由點突變引起的,而突變的位置和性質已知,則在設計引物時使之包括突變部位,由於突變後的鹼基不配對,結果無擴增片段;或者在引物設計時於其3』端設計一個錯誤的核苷酸,使之與突變了的核苷酸配對,其結果是正常引物不能擴增,而用錯誤的引物能擴增,從而可對突變的存在作出判斷。 PCR技術目前有許多新的發展,用途日益擴大。例如,可用RNA為模板經過逆轉錄再行擴增的RT-PCR;改變兩引物濃度,使其相差100倍,結果得到大量單鏈產物,稱為不對稱PCR,其單鏈產物可用於序列分析;在一個反應中加入多對引物同時檢測多個部位的多重PCR等等。
擴增片段長度
多態性小衛星DNA和微衛星DNA的長度多態性可以通過PCR擴增後電泳來檢出,並用於致病基因的連鎖分析,這種診斷方法稱為擴增片段長度多態性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)連鎖分析法。PCR擴增後,產物即等位片段之間的差別有時只有幾個核苷酸,故需用聚丙烯醯胺凝膠電泳分離鑒定。此法多用於突變性質不明的連鎖分析。
等位基因的特異
寡核苷酸探針診斷法當基因的突變部位和性質已完全明了時,可以合成等基因特異的寡核苷酸探針(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素標記進行診斷。探針通常為長20bp左右的核苷酸。用於探測點突變時一般需要合成兩種探針,一種與正常基因序列完全一致,能與之穩定地雜交,但不能與突變基因序列雜交;另一種與突變基因序列一致,能與突變基因序列穩定雜交,但不能與正常基因序列穩定雜交,這樣,就可以把只有一個鹼基發生了突變的基因區別開來。 PCR可結合ASO,即PCR-ASO技術,即先將含有突變點的基因有關片段進行體外擴增,然後再與ASO探針作點雜交,這樣大大簡化了方法,節約了時間,而且只要極少量的基因組DNA就可進行。
單鏈構象多態性診斷法
單鏈構象多態性(signlestrand conformation polymorphism,SSCP)是指單鏈DNA由於鹼基序列的不同可引起構象差異,這種差異將造成相同或相近長度的單鏈DNA電泳遷移率不同,從而可用於DNA中單個鹼基的替代、微小的缺失或手稿的檢測。用SSCP法檢查基因突變時,通常在疑有突變的DNA片段附近設計一對引物進行PCR擴增,然後將擴增物用甲醯胺等變性,並在聚丙烯醯胺凝膠中電泳,突變所引起的DNA構象差異將表現為電泳帶位置的差異,從而可據之作出診斷。 PCR-SSCP法具有能快速、靈敏地檢測有無點突變或多態性的優點,但如欲闡明突變的鹼基性質,則需作序列分析。
⑸ 分子診斷的應用領域
其中,PCR產品占據目前分子診斷的主要市場,基因晶元是分子診斷市場發展的主要趨勢。PCR產品靈敏度高、特異性強、診斷窗口期短,可進行定性、定量檢測,可廣泛用於肝炎、性病、肺感染性疾病、優生優育、遺傳病基因、腫瘤等,填補了早期免疫檢測窗口期的檢測空白,為早期診斷、早期治療、安全用血提供了有效的幫助。基因晶元是分子生物學、微電子、計算機等多學科結合的結晶,綜合了多種現代高精尖技術,被專家譽為診斷行業的終極產品。但其成本高、開發難度大,目前產品種類很少,只用於科研和葯物篩選等用途。
⑹ 用於臨床分子診斷的材料有哪些及取材時的注意事項
臨床實驗室分子診斷的標准化
作者:佚名 文章來源:互聯網 點擊數:132 更新時間:2009-8-10
轉載
臨床實驗室分子診斷的標准化
李金明 衛生部臨床檢驗中心 100730
[摘要] 臨床實驗室分子診斷涉及病原體核酸、人類基因和各種蛋白等大分子的測定,在許多臨床疾病的診斷方面,有極為關鍵的作用。工作程序、試劑方法的標准化以及標准物質的應用,是保證實驗室檢驗結果准確性的前提。在日常檢驗工作中應用標准物質,將極大地改善不同實驗室間檢驗結果的可比性,從而逐步實現不同實驗室間檢驗結果有條件的互認。
[關鍵詞] 分子診斷;標准化;標准物質
臨床實驗室分子診斷現已成為臨床檢驗各學科分支中最具發展潛力的領域,其涉及病原體核酸、人類基因和各種蛋白等大分子的測定,是臨床疾病診斷中不可或缺的手段。但在臨床應用中,目前仍存在同一實驗室不同檢測批次間或不同實驗室對同一標本檢測間結果的差異,這已成為時常困擾臨床醫師、患者以及實驗室技術人員的普遍性問題。此外,這也是當前不同實驗室間結果有條件互認的一個巨大障礙。而造成不同臨床實驗室間檢驗結果差異的原因,通常包括臨床標本的採集、試劑方法、測定操作、儀器設備的維護校準、數據處理及結果報告、標准物質及質控物的應用等方面的不規范等因素。然而,儀器設備、試劑生產廠家和臨床實驗室本身在臨床實驗室分子診斷標准化中起著非常關鍵的作用。通常,臨床實驗室分子診斷標准化應主要包括以下幾個方面。
一、 臨床標本採集、運送和保存的標准化
臨床標本的採集、運送和保存對檢驗結果往往有決定性的影響,而這些問題常涉及臨床實驗室與其他相關科室的工作分工與協作,此點以前不太被關注或認為是難以控制的問題。但為保證得到正確的檢驗結果,必須制定一個規范的臨床標本採集、運送和保存的程序。
常用的臨床標本通常有血清(漿)、全血、分泌物、組織、尿液、腦脊液及其他體液等,對這些標本的採集、運送和保存的標准化主要是對標本採集的具體方法、所用容器、採集量、採集時所用材料和用具、運送方式和不同時間中標本保存條件等做出明確而又詳盡的規定,寫成標准操作程序(standard operation proceres, SOP);並對參與該程序運行的相關人員進行必要的培訓,及時與臨床科室進行全面而有效的「對話」(包括工作溝通、定期質量評價、糾錯措施),是保證所制定的程序得到確實執行的必不可少的環節。
二、 臨床標本制備處理和核酸提取方法的標准化
臨床標本的處理對於分子診斷技術,尤其是核酸和基因檢測是極為關鍵的一個環節。在抗原和抗體的免疫學測定中,臨床標本中存在的干擾物質,如類風濕因子(RF)、補體及其他非特異因子等有可能會造成定性測定的假陽性或假陰性結果或使定量測定結果偏高或偏低。在檢測前,對標本進行適當的稀釋、加熱或其他適當的預處理則可去掉這種干擾作用。
在核酸和基因檢測中,臨床標本中存在的血紅蛋白、免疫球蛋白G(IgG)、乳鐵蛋白、核酸酶、尿素、膽鹽、黏蛋白和多糖等,都能在聚合酶鏈反應(PCR)擴增過程起抑製作用,而影響特定靶核酸的檢測。採用簡便而又高效的核酸純化方法,去掉臨床標本中的上述PCR抑制物,是保證得到正確的檢測結果的前提。有些臨床標本如痰[ 6,7],在核酸提取前,對標本進行適當、有效的預處理,對保證後續核酸提取以及擴增檢測的成功非常關鍵。此外,在臨床分子診斷中,必須建立一個標准化的臨床標本制備處理程序,這對於核酸提取、提取的效率及能否有效地去掉PCR抑制物,也是核酸純化方法標准化的重要指標。
三、檢測試劑和方法的標准化
組成一個可用於臨床分子診斷的試劑和方法模式,可有多種選擇,如PCR因其極高的檢測靈敏度,很容易因以前擴增產物或標本間交叉污染,而出現假陽性結果。此外,標本中PCR抑制物的存在、擴增儀孔間溫度的差異、試劑的濃度不合適以及標本中核酸提取的失敗等,則容易造成假陰性結果[1,8]。因此,試劑生產廠家在研發相應的臨床分子診斷試劑時,必須仔細考慮上述因素,採用最理想的檢測方法。如PCR試劑則應從如何有效避免假陽性和假陰性結果的角度出發,在試劑盒中以dUTP替代4種dNTP中的dTTP,再加上尿苷糖基酶(UNG),使擴增產物DNA中出現天然DNA中所沒有的U,在新的檢測擴增中,如有以前擴增產物的污染,則其可在UNG的作用下被降解。這樣可一定程度地避免以前擴增產物污染所致的假陽性。又如在試劑中加入競爭性或非競爭性內標,則可有效監測核酸提取、擴增及產物分析中出現的誤差,從而避免假陰性結果。
四、檢測結果分析的標准化[9-11]
臨床實驗室分子診斷方法依其對測定結果的表達方式,可分為定性和定量兩大類。定性測定常以「有」或「無」,也即「陽性」或「陰性」來表達測定結果。定量測定的結果則以濃度(如IU/L、IU/ml、μg/L、拷貝數/ml等)的方式表達。定性測定結果確定的依據在於陽性判定值(cut-off)的建立,cut -off 值的確立應盡可能地避免假陽性或假陰性結果的出現。定量測定的依據為使用系列濃度標准品測得的劑量反應曲線(即標准曲線)或是內標的量。
定性測定中設定cut-off 值是為了盡可能地避免假陽性或假陰性結果,但處於cut-off 值一定范圍的測定結果具有某種不確定性,通常稱為「灰區」。在臨床實際檢測中,「灰區」范圍大小的確定以及處於「灰區」范圍內的臨床標本的結果如何報告,常使實驗室技術人員感到困惑。因此,對其進行標准化的程序規定,不但可使實驗室技術人員在報告結果時有規則可循,而且可有效減少或避免錯誤結果的發出。
定量測定的數據處理,常採用不同的數學模式,這不僅可用來改善標准曲線繪制的精密度,從而以較少的數據和計算獲得較為准確的結果,又能省時、省錢。如今微型計算機已在臨床實驗室中迅速普及,各種測定數據處理軟體層出不窮,使得定量測定結果的表達更為准確和有效。例如:實時熒光定量PCR對閾值的設定,標准曲線中斜率、截距和相關系數的允許變化范圍在其數據處理和結果報告的標准操作程序中做出明確規定。在以縱坐標為Ct值(特定靶核酸擴增曲線與閾值線相交時的擴增循環數),橫坐標為起始拷貝數的實時熒光定量PCR(目前絕大部分為此類)時,斜率A = - ,其中E為擴增效率;截距B = log YCt,其中YCt為達到特定靶核酸擴增曲線與閾值線相交時的擴增循環數時的擴增產物的量。因此,斜率A與特定實時熒光PCR的擴增效率有關,當擴增效率為100%,即1時,A為-3.32,可見一個特定實時熒光定量PCR方法,其斜率應≤-3.32,越大說明效率越高。截距B則為原始模板趨向於0時,亦陰性標本檢測的Ct 值,因此,一個實時熒光PCR,如果設定的擴增循環數為40,則其截距B即應≥40。
理想情況下,測定數據處理報告應達到下述要求:(1)通俗易懂。要讓所報告的結果,即使是不熟悉該試驗的人,也能理解。(2)定性測定結果明確。即反應或不反應、陽性或陰性、在正常范圍內或不正常等。(3)定量測定須有一定的線性范圍。(4)處理後得到的數據要具有可重復性。(5)試驗的評價不應建立在假定的正態分布上。(6)應有適當、合理的解釋。
五、標准物質和質控物的應用[2,12-26]
標准物質是臨床分子診斷標准化的核心,也就是說,臨床檢測的某一標本中特定標志物的量值,不管其用什麼方法測定,均可以通過統一的標准物質,而得到相近的結果,其量值均可溯源至同一標准,從而具有可比性。
標准物質可歸類為第一、第二和第三3個等級。一級標准物質數量有限,可使用10至20年,其為凍干品。一級標准可用來校準第二和第三級標准。例如,常規測定中使用的校準物質。國際標准可作為第一級標准物質,一旦第一級標准確定,二級標准可用來維持校準。校準的二級標准可在以國家為基礎的范圍內供應。目前可得到的國際標准物質中特定分析物的濃度一般以IU/L表示,也可用mol/L和g/L來表示,後者通常是分子結構清楚的物質。
在臨床測定中所使用的校準品的值,溯源至一級標準的值,通常由下述幾個校準步驟組成,即標准品和測定方法、緩沖液及其基質、稀釋的控制、最終結果的統計學評價和質量控制等。當建立一個測定方法時,通過上述過程可將一級標准物質的值傳遞至二級、三級標准品和(或)校準品,使得所建立方法的測定值可溯源至一級標准物質。當引入一批新的試劑時,即需要重復這種傳遞過程,從而保持校準的可靠性。
標准物質定值的測定方法可使用決定性方法、參考方法和確定程序的多中心測定。決定性方法(definitive method)是一個具有高精密度及沒有系統偏差的參考方法。當沒有決定性方法可使用時,則可確定一個參考方法。參考方法的變異要大於決定性方法。在蛋白質、核酸和基因檢測中,目前很少有參考方法,國際上對標准品的定值通常是遵循一定的程序,採用多個參考實驗室聯合定值的模式,結果均以IU/L表示,通常是根據一定的統計學方法,以大部分實驗室能檢出的最低含量定為1 IU/L。
質控品則是含量已知的處於與實際標本相同的基質中的特性明確的物質。這種物質通常與其他雜質混在一起,根據其用途可分為室內質控品、室間質評樣本和質控血清盤等3類。室內質控品用於臨床實驗室日常工作的室內質控,其定值應可溯源至二級標准品。室間質評樣本則由主持室間質評的機構制備或監制,通常無需准確的定值,但對於定性測定,則需用各種已有的方法,以明確其陰陽性。質控血清盤為經過篩檢得到的有明確陰陽性的原血清標本,陽性強弱不一,陰性標本則可能含有對測定會產生非特異干擾的物質,陰陽性血清總數之比通常為1:1,血清盤可用於特定的定性免疫測定試劑盒的質量評價,評價內容包括特異性、敏感性、符合率和對可能存在的非特異干擾物的拮抗能力。
目前國際上,可用於臨床分子診斷的國際一級標准物質已有很多,如血清蛋白、免疫球蛋白、細胞因子、激素、一些腫瘤標志物〔甲胎蛋白(AFP)、前列腺特異抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)、人絨毛膜促性腺激素(hCG)等〕、病毒核酸(HAV、HBV、HCV、HIV-1、HPV B19等)和病原體抗原和抗體(HBsAg、抗HBs)等。這些標准物質均由一些國際標准化組織和機構提供,如英國國家生物學標准和質控物研究所(NIBSC)、美國疾病預防控制中心(CDC)、美國病理學家協會(CAP)的國家委員會、國立衛生研究所(NIH)等。在國內,中國葯品生物製品檢定所和衛生部臨床檢驗中心則提供一些相應的國家標准物質。
六、工作程序、試劑方法、標准物質和實驗室結果可比性的關系
從圖1中可見,在臨床分子診斷標准化諸要素中,標准物質是獲得具有可比性結果的前提。但光有標准物質還不行,試劑方法和工作程序的標准化,也是不可或缺的要素。標准物質作為核心,其可作為試劑方法和工作程序是否達到標准化的評價「金標准」。
試劑生產廠家通過使用標准物質對於許多缺乏參考方法的核酸、基因和蛋白等大分子的測定,使其定量具有溯源性,從而在試劑層面上保證使用不同或相同試劑的臨床實驗室間結果具有可比性。臨床實驗室使用標准物質,不但可以在試劑方法使用前,對其測定準確性進行有效的評價,而且,可以充分評價實驗室所制定的所有工作程序對保證檢驗結果准確的有效性。
圖1. 臨床實驗室分子診斷技術標准化諸要素間的關系
綜上所述,標准化是實現臨床實驗室分子診斷結果可比性的前提,而標准化並非是單一因素,其由諸多關鍵性環節組成,核心是標准物質的研製及應用。眾所周知,一個參考系統是由參考方法、標准物質和參考實驗室等三個方面組成的,但臨床實驗室既不可能在其日常工作中普遍使用參考方法,也不可能都成為參考實驗室。唯一可以普遍應用的就是標准物質。標准物質的功能,一是試劑生產廠家在制備試劑盒時,使用標准物質來保證其試劑檢測結果的溯源性;二是臨床實驗室工作人員在實際工作中,使用標准物質來驗證試劑方法、工作程序的實際有效性。這些都是保證日常檢驗結果准確性的必由之路,也是不同實驗室間結果走向有條件互認的前提。
⑺ 如何發揮分子診斷學在檢驗醫學中優勢
一. 分子診斷技術和方法和創新,將為臨床醫學提供更准確的數據和信息
從生物中心法則來看,分子診斷是通過檢測基因的結構異常或表達異常,對人體的健康的疾病作出實驗診斷,其技術的發展對疾病診斷學的影響是革命性的。眾所周知,在評估一項個體的生理或病理狀態時,檢測DNA可以反映基因的存在和缺陷,分析基因轉錄或翻譯的產物(RNA或蛋白質)則反映基因的表達量,方法的創新是永恆的主題,通過這些基本技術的衍生,組合或聯合形成新的分析方法(如基因晶元技術、蛋白晶元技術),提高分子診斷的特異性、敏感性和准確性、為臨床醫學提供更准確的數據和信息。
二、分子診斷技術的發展和廣泛應用,有利於臨床醫生對疾病進行全面分析
分子診斷技術在檢驗醫學的基礎和臨床研究中顯示出強大的優勢,例如,在乙型肝炎的診斷和治療中,應用DNA定量技術為乙型肝炎的治療和預後監測提供了重要依據,但近近不無症狀乙型肝炎表面抗原攜帶者及乙型肝炎表面抗陰性者的人群中檢出了前C終止密碼子變異(G1896A)。研究表明,突變將導致乙型肝炎病毒繼續復制,因此這一信息對於臨床診療十分重要。又如慶大黴素等氨基糖苷類抗生素的毒副作用之一是誘發耳聾,且已證明線粒體DNA中12S rRNA基因A1555G突變和C1494T突變是氨基糖苷灶抗生素誘發非綜合征耳聾的分子基礎[8,9],即只有帶有突變的個體在使用氨基糖抗生素後才發生耳聾,因此,檢測12S rRNA基因突變對於指導臨床用葯具有重要意義。再如,最近我國研製的一種傳染性非典型肺炎又稱嚴重急性呼吸綜合征(SARS)病毒全基因組晶元,覆蓋了SARS病毒基因組的全部序列,旨在檢測SARS病毒的同時全面監測該病毒全基因組變化,這種病毒全基因組時代。蛋白晶元[10],特別是免疫晶元(immunochip)等分子診斷學新技術的快速發展,又為腫瘤學(檢測多種腫瘤標志物)、內分泌學(檢測數種不同激素)、自身免疫診斷(檢測各種過敏原)、血液學(輸血篩選)及環境微生物監測等提供了新方法和新思路。2000年,Joos等[11]應用免疫微數組實現了18種自身抗原的診斷;2001年,Huang等[12]實現了基於抗體微數組的24種細胞因子的檢測,這些新方法和新技術的廣泛應用,不僅為臨床醫學提供更豐富、更有效的數據和信息、而且有利於臨床醫生對疾病進行全面分析,為實現「疾病以治療為主轉向以預防為產」奠定了基礎。
三、盡快制訂分子診斷的標准化和監管體系,已迫在眉睫
分子診斷技術雖然具有特異性好、靈敏度高、針對性強、診斷快速等優點,但其存在操作復雜和難經進行臨床檢驗診斷,需要解決的關鍵是方法的標准化。《The Journal of Molecular Diagnostics》雜志曾在2001年基因技術用於疾病的診斷。FDA將著重檢查評估家系遺傳分子診斷的方法和實驗室資歷質等;實驗方法的原理、步驟、應用范圍報告方式,以及與臨床診斷一致性等因素進行證,並在全美建立一個完善的遺傳學檢驗的質量控制體系,規定報告模式和回饋給被檢者的信息范圍。專家認為,實施這一計劃的目的即為了安全、有效、合法地進行分子診斷。我國各實驗室建立了很多的分子診斷方法;有的已應用於臨床,但往往存在方法不夠成熟和穩定性的問題,也缺乏方法學的比較研究,導致檢驗結果難以為臨床提供確切的信息,近年來有關部門已開始對感染疾病的病原微生物核酸的檢測進行了管理,但尚未涉及致病基因檢測領域,因此,建立分子診斷方法的金標准和標准操作等程序(standard operation procere,SOP),並盡早制定出一個符合中國國情分子診斷監管體系已迫在眉睫。
⑻ 可用於遺傳病診斷的現代分子生物學技術有哪些原理是什麼
可用於遺傳病診斷的現代分子生物學技術大致可分為三大類
一、細胞水平
細胞水平的遺傳病診斷主要有組織、細胞學檢查和染色體分析。
如遺傳性球形紅細胞增多症,是一種顯性遺傳病。通過對患者的細胞學檢查,可以發現紅細胞變小,中心色度變深,紅細胞自溶可高達15%~45% 。染色體異常的遺傳病一般都可以通過對細胞中的染色體分析,作出明確的診斷。
染色體檢查也稱核型分析是確診染色體病的主要方法。由於顯帶技術的廣泛開展,已使染色體病的診斷和定位更加准確。各醫療單位對進行核型分析的適應證有不同的規定,隨著技術改進和新的染色體病的發現,需要進行染色體檢查的適應證將日益增多。性染色體(包括X染色體和Y染色體)的檢查對性染色體數量畸變所致疾病的診斷有一定意義。
二、蛋白質水平(也稱成分的生化分析)
1、檢測基因產物——蛋白質、酶的量和活性;
2、是檢測酶促反應底物或產物的變化。
例如以蛋白質分子的結構和功能缺陷為病變基礎的單基因病,往往可以對蛋白質分子本身和酶促反應過程中的底物或產物進行定量或定性分析。由於單基因病的種類繁多,加上蛋白質分子或酶促反應的底物或產物的性質各不相同,所以檢測方法也不一致。要在某個醫療部門或研究機構同時建立一套完整的單基因病生化檢測系統幾乎是不可能的。一些國家為此建立了生化檢測的協作網路,不同的部門分別從事不同的單基因病生化測定與研究,同時促進部門間的相互協作。用於生化檢測的材料主要有血液、活檢組織、尿、糞、陰道分泌物、脫落細胞和培養細胞等。不同遺傳病的生化檢測可用不同的檢測材料。
三、基因水平也就是基因診斷
基因水平的遺傳病診斷也就是基因診斷(genediagnosis)(又稱為DNA診斷),是20世紀70年代在重組DNA技術基礎上迅速發展起來的一項應用技術,旨在對患者或收檢者的某一特定基因或其轉錄產物進行分析和檢測,從而對相應的遺傳病進行診斷。越來越多的證據表明,遺傳病的發生不僅與基因(DNA)的結構有關,而且與轉錄水平或翻譯水平上的變化有關。人體基因組的類型早在受精卵開始時就已形成,因此在人體發育的任何時期,只要獲得受檢者的基因組DNA,應用恰當的DNA分析技術,便能鑒定出缺陷的基因,而不論該基因產物是否已經表達。而且,應用這一方法,不僅能夠檢測單個鹼基置換、缺失和插入等,還能發現DNA的多態現象以及遺傳病的異質性。
⑼ 快速分子診斷技術目標
多年來,大部分分子診斷實驗室的核心技術都主要集中在檢測特異性、相對較短的DNA或RNA片段上。該技術能診斷傳染性疾病、鑒別影響葯物代謝的特殊基因變異型或檢測與疾病有關的基因,如與癌症有關的基因。這些檢測的核心是實時定量聚合酶鏈反應(PCR)、轉錄調節擴增(TMA)、靶向擴增和信號擴增等類似技術的應用。桑格排序和DNA片段分析或採用毛細電泳法的凝膠法都是分子診斷實驗室的關鍵技術,但他們通常還包括檢測過程中的擴增步驟。為了能順利應用那些採用DNA和RNA來診斷疾病的檢測,分子診斷實驗室必須要使用定義明確的工作流程,從而得到穩定的、有效的結果,而當前已存在能幫助診斷實驗室實現每個工作流程流水化的特殊工具。檢測的基本流程如下所示:
1、樣本收集和制備。 從樣本中提取出用於檢測的基因。
2、擴增:一旦分離出基因物質,必須立即將其擴增到可檢測數量,以便做出診斷命令。
3、檢測:獲得足夠的目標物質後,光型感測器將讀取與即將檢測的目標物質相對應的信號。信號必須是單一的或多樣的,從而實現在一次反應(如多通道檢測)中檢測到多種目標物質。
4、數據分析:對在檢測步驟中讀取出的信號進行分析。將分析結果轉換為實驗室人員隨時可以解釋的信息,從而最終為臨床醫生提供診斷結果。