⑴ 分子诊断试剂和分子诊断试剂盒一样吗
世界各国高度重视分子诊断技术的发展,基因芯片将成为新一代分子诊断试剂开发的主流。基因芯片是分子生物学、微电子、计算机等多学科结合的结晶,综合了多种现代高精尖技术,被专家誉为“诊断行业的终极产品”。基因芯片具有同时能够检测多个靶点的功能,具有快速有效的特点。因而基因芯片成为新一代分子诊断试剂的主要开发方向,但其成本高、开发难度大,目前产品种类很少,只用于科研和药物筛选等用途。目前基因芯片的大规模临床应用还存在尚未克服的技术缺陷,主要是由于芯片诊断特异性和灵敏度低、芯片诊断成本高昂和芯片诊断配套仪器价格昂贵等原因。
⑵ 现代分子诊断技术的主要技术方法有哪些
主要包括:
基因诊断(应用免疫学和分子生物学的方法对病原物质进行诊断检测)、酶联免疫吸附测定、DNA指纹、癌症的分子诊断技术等
⑶ 现代分子诊断技术有哪些
核磁共振
质谱
紫外光谱,红外光谱
⑷ 基因诊断有哪些技术
基因诊断又称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
常用技术
综述
当细胞的基因组DNA用特定的内切酶如Eco RⅠ切割时, 基因诊断凡有GAATTC的地方都被切开,得到许多长度一定但互不相等的片段,需要分析、分离的基因或DNA片段就在其中某一特定的的片段上。 然而许多长短不同的DNA片段混合在一起是很难分析的。因此首先必需将它们按大小(长短)分离开来,这可借助凝胶电泳来完成。在电泳时,分子量愈小的片段的迁移愈快,愈大的片段愈慢。因此,在电泳结束时可以获得一个由大到小连续的带谱(smear),而由许多细胞基因组得来的某一特定片段,因其长度相同将处于同一位置,有利于检出。但凝胶易碎且操作不便。英国科学家Southern首创印迹法克服了上述困难。
Southern印迹法
Southernblot的基本原理是:硝酸纤维膜或尼龙滤膜对单链DNA的吸附能力很强,当电泳后凝胶经过DNA变性处理,覆以上述滤膜,再于其上方压上多层干燥的吸水纸,借助它对深盐溶液的上吸作用,凝胶上的单链DNA将转移到滤膜上。转移是原位的,即DNA片段的位置保持不变。转移结束后,经过80℃烘烤的DNA,将原位地固定于膜上。 当含有特定基因片段已原位转移到膜上后,即可与同位素标记了的探针进行杂交,并将杂交的信号显示出来。杂交通常在塑料袋中进行,袋内放置上述杂交滤膜,加入含有变性后探针的杂交溶液后,在一定温度下让单链探针DNA与固定于膜上的单链基因DNA分子按碱基到互补原理充分结合。结合是特异的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能结合上β珠蛋白的探针。杂交后,洗去膜上的未组合的探针,将Ⅹ线胶片覆于膜上,在暗盒中日光进行放射自显影。结合了同位素标记探针的DNA片段所在部位将显示黑色的杂交带,基因的缺失或突变则可能导致带的缺失或位置改变。 分子杂交是基因探测的基础,除了用印迹杂交外,还有斑点杂交法。即将DNA样品变性后直接点在硝酸纤维滤膜上,再与探针杂交,或者将细胞或病毒点在膜上,菌落或菌斑原位地吸附在膜上,经过变性处理,再进行杂交。斑点杂交多用于病原体基因,如微生物的基因,但也可用于检查人类基因组中的DNA序列。
聚合酶链反应
近年来,基因分析和基因工程技术有了革命性的突破,这主要归功于聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)的发展和应用。应用PCR技术可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小时内体外扩增数十万至百万倍。扩增的片段可以直接通过电泳观察,也可用于进一步的分析。这样,少量的单拷贝基因不需通过同位素提高其敏感性来观察,而通过扩增至百万倍后直接观察到,而且原先需要一、二周才能作出的诊断可以缩短至数小时。 首先应按照欲检测的DNA的5’和3’端的碱基顺序各合成一段长约17-20余个碱基的寡核苷酸作为引物(primer),其次是将待检测的DNA变性后,加入四种单核苷酸(dNTP)、引物和耐热聚合酶。在较低的温度,引物将与待扩增的DNA链复性结合,然后的聚合酶的作用下,利用溶液中的核苷酸原料,不断延伸合成新互补链,这样,一条DNA双链就变成了两条双链。若继续按照变性(92-95℃)→复性(40-60℃)→引物延伸(65-72℃)的顺序循环20至40个周期,就可以得到大量的DNA片段。理论上循环20周期可使DNA扩增2n,即100余万倍。PCR反应特异性强,灵敏度高,极微量的DNA即可作为扩增的模板得到大量的扩增片段。毛发、血痕,甚至单个细胞的DNA即可供PCR扩增之用。因此它用于病原体DNA的检查、肿瘤残留细胞的检出、罪犯或个体遗传物质的鉴定以及遗传病的基因诊断等。 已可对一系列的遗传病进行PCR诊断。如果疾病是由基因缺失引起的(如α地贫),则在缺失两端设计一对引物进行扩增,就不会得到扩增产物或只能得到缩短了的扩增产物。如果疾病是由点突变引起的,而突变的位置和性质已知,则在设计引物时使之包括突变部位,由于突变后的碱基不配对,结果无扩增片段;或者在引物设计时于其3’端设计一个错误的核苷酸,使之与突变了的核苷酸配对,其结果是正常引物不能扩增,而用错误的引物能扩增,从而可对突变的存在作出判断。 PCR技术目前有许多新的发展,用途日益扩大。例如,可用RNA为模板经过逆转录再行扩增的RT-PCR;改变两引物浓度,使其相差100倍,结果得到大量单链产物,称为不对称PCR,其单链产物可用于序列分析;在一个反应中加入多对引物同时检测多个部位的多重PCR等等。
扩增片段长度
多态性小卫星DNA和微卫星DNA的长度多态性可以通过PCR扩增后电泳来检出,并用于致病基因的连锁分析,这种诊断方法称为扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)连锁分析法。PCR扩增后,产物即等位片段之间的差别有时只有几个核苷酸,故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析。
等位基因的特异
寡核苷酸探针诊断法当基因的突变部位和性质已完全明了时,可以合成等基因特异的寡核苷酸探针(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素标记进行诊断。探针通常为长20bp左右的核苷酸。用于探测点突变时一般需要合成两种探针,一种与正常基因序列完全一致,能与之稳定地杂交,但不能与突变基因序列杂交;另一种与突变基因序列一致,能与突变基因序列稳定杂交,但不能与正常基因序列稳定杂交,这样,就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来。 PCR可结合ASO,即PCR-ASO技术,即先将含有突变点的基因有关片段进行体外扩增,然后再与ASO探针作点杂交,这样大大简化了方法,节约了时间,而且只要极少量的基因组DNA就可进行。
单链构象多态性诊断法
单链构象多态性(signlestrand conformation polymorphism,SSCP)是指单链DNA由于碱基序列的不同可引起构象差异,这种差异将造成相同或相近长度的单链DNA电泳迁移率不同,从而可用于DNA中单个碱基的替代、微小的缺失或手稿的检测。用SSCP法检查基因突变时,通常在疑有突变的DNA片段附近设计一对引物进行PCR扩增,然后将扩增物用甲酰胺等变性,并在聚丙烯酰胺凝胶中电泳,突变所引起的DNA构象差异将表现为电泳带位置的差异,从而可据之作出诊断。 PCR-SSCP法具有能快速、灵敏地检测有无点突变或多态性的优点,但如欲阐明突变的碱基性质,则需作序列分析。
⑸ 分子诊断的应用领域
其中,PCR产品占据目前分子诊断的主要市场,基因芯片是分子诊断市场发展的主要趋势。PCR产品灵敏度高、特异性强、诊断窗口期短,可进行定性、定量检测,可广泛用于肝炎、性病、肺感染性疾病、优生优育、遗传病基因、肿瘤等,填补了早期免疫检测窗口期的检测空白,为早期诊断、早期治疗、安全用血提供了有效的帮助。基因芯片是分子生物学、微电子、计算机等多学科结合的结晶,综合了多种现代高精尖技术,被专家誉为诊断行业的终极产品。但其成本高、开发难度大,目前产品种类很少,只用于科研和药物筛选等用途。
⑹ 用于临床分子诊断的材料有哪些及取材时的注意事项
临床实验室分子诊断的标准化
作者:佚名 文章来源:互联网 点击数:132 更新时间:2009-8-10
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临床实验室分子诊断的标准化
李金明 卫生部临床检验中心 100730
[摘要] 临床实验室分子诊断涉及病原体核酸、人类基因和各种蛋白等大分子的测定,在许多临床疾病的诊断方面,有极为关键的作用。工作程序、试剂方法的标准化以及标准物质的应用,是保证实验室检验结果准确性的前提。在日常检验工作中应用标准物质,将极大地改善不同实验室间检验结果的可比性,从而逐步实现不同实验室间检验结果有条件的互认。
[关键词] 分子诊断;标准化;标准物质
临床实验室分子诊断现已成为临床检验各学科分支中最具发展潜力的领域,其涉及病原体核酸、人类基因和各种蛋白等大分子的测定,是临床疾病诊断中不可或缺的手段。但在临床应用中,目前仍存在同一实验室不同检测批次间或不同实验室对同一标本检测间结果的差异,这已成为时常困扰临床医师、患者以及实验室技术人员的普遍性问题。此外,这也是当前不同实验室间结果有条件互认的一个巨大障碍。而造成不同临床实验室间检验结果差异的原因,通常包括临床标本的采集、试剂方法、测定操作、仪器设备的维护校准、数据处理及结果报告、标准物质及质控物的应用等方面的不规范等因素。然而,仪器设备、试剂生产厂家和临床实验室本身在临床实验室分子诊断标准化中起着非常关键的作用。通常,临床实验室分子诊断标准化应主要包括以下几个方面。
一、 临床标本采集、运送和保存的标准化
临床标本的采集、运送和保存对检验结果往往有决定性的影响,而这些问题常涉及临床实验室与其他相关科室的工作分工与协作,此点以前不太被关注或认为是难以控制的问题。但为保证得到正确的检验结果,必须制定一个规范的临床标本采集、运送和保存的程序。
常用的临床标本通常有血清(浆)、全血、分泌物、组织、尿液、脑脊液及其他体液等,对这些标本的采集、运送和保存的标准化主要是对标本采集的具体方法、所用容器、采集量、采集时所用材料和用具、运送方式和不同时间中标本保存条件等做出明确而又详尽的规定,写成标准操作程序(standard operation proceres, SOP);并对参与该程序运行的相关人员进行必要的培训,及时与临床科室进行全面而有效的“对话”(包括工作沟通、定期质量评价、纠错措施),是保证所制定的程序得到确实执行的必不可少的环节。
二、 临床标本制备处理和核酸提取方法的标准化
临床标本的处理对于分子诊断技术,尤其是核酸和基因检测是极为关键的一个环节。在抗原和抗体的免疫学测定中,临床标本中存在的干扰物质,如类风湿因子(RF)、补体及其他非特异因子等有可能会造成定性测定的假阳性或假阴性结果或使定量测定结果偏高或偏低。在检测前,对标本进行适当的稀释、加热或其他适当的预处理则可去掉这种干扰作用。
在核酸和基因检测中,临床标本中存在的血红蛋白、免疫球蛋白G(IgG)、乳铁蛋白、核酸酶、尿素、胆盐、黏蛋白和多糖等,都能在聚合酶链反应(PCR)扩增过程起抑制作用,而影响特定靶核酸的检测。采用简便而又高效的核酸纯化方法,去掉临床标本中的上述PCR抑制物,是保证得到正确的检测结果的前提。有些临床标本如痰[ 6,7],在核酸提取前,对标本进行适当、有效的预处理,对保证后续核酸提取以及扩增检测的成功非常关键。此外,在临床分子诊断中,必须建立一个标准化的临床标本制备处理程序,这对于核酸提取、提取的效率及能否有效地去掉PCR抑制物,也是核酸纯化方法标准化的重要指标。
三、检测试剂和方法的标准化
组成一个可用于临床分子诊断的试剂和方法模式,可有多种选择,如PCR因其极高的检测灵敏度,很容易因以前扩增产物或标本间交叉污染,而出现假阳性结果。此外,标本中PCR抑制物的存在、扩增仪孔间温度的差异、试剂的浓度不合适以及标本中核酸提取的失败等,则容易造成假阴性结果[1,8]。因此,试剂生产厂家在研发相应的临床分子诊断试剂时,必须仔细考虑上述因素,采用最理想的检测方法。如PCR试剂则应从如何有效避免假阳性和假阴性结果的角度出发,在试剂盒中以dUTP替代4种dNTP中的dTTP,再加上尿苷糖基酶(UNG),使扩增产物DNA中出现天然DNA中所没有的U,在新的检测扩增中,如有以前扩增产物的污染,则其可在UNG的作用下被降解。这样可一定程度地避免以前扩增产物污染所致的假阳性。又如在试剂中加入竞争性或非竞争性内标,则可有效监测核酸提取、扩增及产物分析中出现的误差,从而避免假阴性结果。
四、检测结果分析的标准化[9-11]
临床实验室分子诊断方法依其对测定结果的表达方式,可分为定性和定量两大类。定性测定常以“有”或“无”,也即“阳性”或“阴性”来表达测定结果。定量测定的结果则以浓度(如IU/L、IU/ml、μg/L、拷贝数/ml等)的方式表达。定性测定结果确定的依据在于阳性判定值(cut-off)的建立,cut -off 值的确立应尽可能地避免假阳性或假阴性结果的出现。定量测定的依据为使用系列浓度标准品测得的剂量反应曲线(即标准曲线)或是内标的量。
定性测定中设定cut-off 值是为了尽可能地避免假阳性或假阴性结果,但处于cut-off 值一定范围的测定结果具有某种不确定性,通常称为“灰区”。在临床实际检测中,“灰区”范围大小的确定以及处于“灰区”范围内的临床标本的结果如何报告,常使实验室技术人员感到困惑。因此,对其进行标准化的程序规定,不但可使实验室技术人员在报告结果时有规则可循,而且可有效减少或避免错误结果的发出。
定量测定的数据处理,常采用不同的数学模式,这不仅可用来改善标准曲线绘制的精密度,从而以较少的数据和计算获得较为准确的结果,又能省时、省钱。如今微型计算机已在临床实验室中迅速普及,各种测定数据处理软件层出不穷,使得定量测定结果的表达更为准确和有效。例如:实时荧光定量PCR对阈值的设定,标准曲线中斜率、截距和相关系数的允许变化范围在其数据处理和结果报告的标准操作程序中做出明确规定。在以纵坐标为Ct值(特定靶核酸扩增曲线与阈值线相交时的扩增循环数),横坐标为起始拷贝数的实时荧光定量PCR(目前绝大部分为此类)时,斜率A = - ,其中E为扩增效率;截距B = log YCt,其中YCt为达到特定靶核酸扩增曲线与阈值线相交时的扩增循环数时的扩增产物的量。因此,斜率A与特定实时荧光PCR的扩增效率有关,当扩增效率为100%,即1时,A为-3.32,可见一个特定实时荧光定量PCR方法,其斜率应≤-3.32,越大说明效率越高。截距B则为原始模板趋向于0时,亦阴性标本检测的Ct 值,因此,一个实时荧光PCR,如果设定的扩增循环数为40,则其截距B即应≥40。
理想情况下,测定数据处理报告应达到下述要求:(1)通俗易懂。要让所报告的结果,即使是不熟悉该试验的人,也能理解。(2)定性测定结果明确。即反应或不反应、阳性或阴性、在正常范围内或不正常等。(3)定量测定须有一定的线性范围。(4)处理后得到的数据要具有可重复性。(5)试验的评价不应建立在假定的正态分布上。(6)应有适当、合理的解释。
五、标准物质和质控物的应用[2,12-26]
标准物质是临床分子诊断标准化的核心,也就是说,临床检测的某一标本中特定标志物的量值,不管其用什么方法测定,均可以通过统一的标准物质,而得到相近的结果,其量值均可溯源至同一标准,从而具有可比性。
标准物质可归类为第一、第二和第三3个等级。一级标准物质数量有限,可使用10至20年,其为冻干品。一级标准可用来校准第二和第三级标准。例如,常规测定中使用的校准物质。国际标准可作为第一级标准物质,一旦第一级标准确定,二级标准可用来维持校准。校准的二级标准可在以国家为基础的范围内供应。目前可得到的国际标准物质中特定分析物的浓度一般以IU/L表示,也可用mol/L和g/L来表示,后者通常是分子结构清楚的物质。
在临床测定中所使用的校准品的值,溯源至一级标准的值,通常由下述几个校准步骤组成,即标准品和测定方法、缓冲液及其基质、稀释的控制、最终结果的统计学评价和质量控制等。当建立一个测定方法时,通过上述过程可将一级标准物质的值传递至二级、三级标准品和(或)校准品,使得所建立方法的测定值可溯源至一级标准物质。当引入一批新的试剂时,即需要重复这种传递过程,从而保持校准的可靠性。
标准物质定值的测定方法可使用决定性方法、参考方法和确定程序的多中心测定。决定性方法(definitive method)是一个具有高精密度及没有系统偏差的参考方法。当没有决定性方法可使用时,则可确定一个参考方法。参考方法的变异要大于决定性方法。在蛋白质、核酸和基因检测中,目前很少有参考方法,国际上对标准品的定值通常是遵循一定的程序,采用多个参考实验室联合定值的模式,结果均以IU/L表示,通常是根据一定的统计学方法,以大部分实验室能检出的最低含量定为1 IU/L。
质控品则是含量已知的处于与实际标本相同的基质中的特性明确的物质。这种物质通常与其他杂质混在一起,根据其用途可分为室内质控品、室间质评样本和质控血清盘等3类。室内质控品用于临床实验室日常工作的室内质控,其定值应可溯源至二级标准品。室间质评样本则由主持室间质评的机构制备或监制,通常无需准确的定值,但对于定性测定,则需用各种已有的方法,以明确其阴阳性。质控血清盘为经过筛检得到的有明确阴阳性的原血清标本,阳性强弱不一,阴性标本则可能含有对测定会产生非特异干扰的物质,阴阳性血清总数之比通常为1:1,血清盘可用于特定的定性免疫测定试剂盒的质量评价,评价内容包括特异性、敏感性、符合率和对可能存在的非特异干扰物的拮抗能力。
目前国际上,可用于临床分子诊断的国际一级标准物质已有很多,如血清蛋白、免疫球蛋白、细胞因子、激素、一些肿瘤标志物〔甲胎蛋白(AFP)、前列腺特异抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)等〕、病毒核酸(HAV、HBV、HCV、HIV-1、HPV B19等)和病原体抗原和抗体(HBsAg、抗HBs)等。这些标准物质均由一些国际标准化组织和机构提供,如英国国家生物学标准和质控物研究所(NIBSC)、美国疾病预防控制中心(CDC)、美国病理学家协会(CAP)的国家委员会、国立卫生研究所(NIH)等。在国内,中国药品生物制品检定所和卫生部临床检验中心则提供一些相应的国家标准物质。
六、工作程序、试剂方法、标准物质和实验室结果可比性的关系
从图1中可见,在临床分子诊断标准化诸要素中,标准物质是获得具有可比性结果的前提。但光有标准物质还不行,试剂方法和工作程序的标准化,也是不可或缺的要素。标准物质作为核心,其可作为试剂方法和工作程序是否达到标准化的评价“金标准”。
试剂生产厂家通过使用标准物质对于许多缺乏参考方法的核酸、基因和蛋白等大分子的测定,使其定量具有溯源性,从而在试剂层面上保证使用不同或相同试剂的临床实验室间结果具有可比性。临床实验室使用标准物质,不但可以在试剂方法使用前,对其测定准确性进行有效的评价,而且,可以充分评价实验室所制定的所有工作程序对保证检验结果准确的有效性。
图1. 临床实验室分子诊断技术标准化诸要素间的关系
综上所述,标准化是实现临床实验室分子诊断结果可比性的前提,而标准化并非是单一因素,其由诸多关键性环节组成,核心是标准物质的研制及应用。众所周知,一个参考系统是由参考方法、标准物质和参考实验室等三个方面组成的,但临床实验室既不可能在其日常工作中普遍使用参考方法,也不可能都成为参考实验室。唯一可以普遍应用的就是标准物质。标准物质的功能,一是试剂生产厂家在制备试剂盒时,使用标准物质来保证其试剂检测结果的溯源性;二是临床实验室工作人员在实际工作中,使用标准物质来验证试剂方法、工作程序的实际有效性。这些都是保证日常检验结果准确性的必由之路,也是不同实验室间结果走向有条件互认的前提。
⑺ 如何发挥分子诊断学在检验医学中优势
一. 分子诊断技术和方法和创新,将为临床医学提供更准确的数据和信息
从生物中心法则来看,分子诊断是通过检测基因的结构异常或表达异常,对人体的健康的疾病作出实验诊断,其技术的发展对疾病诊断学的影响是革命性的。众所周知,在评估一项个体的生理或病理状态时,检测DNA可以反映基因的存在和缺陷,分析基因转录或翻译的产物(RNA或蛋白质)则反映基因的表达量,方法的创新是永恒的主题,通过这些基本技术的衍生,组合或联合形成新的分析方法(如基因芯片技术、蛋白芯片技术),提高分子诊断的特异性、敏感性和准确性、为临床医学提供更准确的数据和信息。
二、分子诊断技术的发展和广泛应用,有利于临床医生对疾病进行全面分析
分子诊断技术在检验医学的基础和临床研究中显示出强大的优势,例如,在乙型肝炎的诊断和治疗中,应用DNA定量技术为乙型肝炎的治疗和预后监测提供了重要依据,但近近不无症状乙型肝炎表面抗原携带者及乙型肝炎表面抗阴性者的人群中检出了前C终止密码子变异(G1896A)。研究表明,突变将导致乙型肝炎病毒继续复制,因此这一信息对于临床诊疗十分重要。又如庆大霉素等氨基糖苷类抗生素的毒副作用之一是诱发耳聋,且已证明线粒体DNA中12S rRNA基因A1555G突变和C1494T突变是氨基糖苷灶抗生素诱发非综合征耳聋的分子基础[8,9],即只有带有突变的个体在使用氨基糖抗生素后才发生耳聋,因此,检测12S rRNA基因突变对于指导临床用药具有重要意义。再如,最近我国研制的一种传染性非典型肺炎又称严重急性呼吸综合征(SARS)病毒全基因组芯片,覆盖了SARS病毒基因组的全部序列,旨在检测SARS病毒的同时全面监测该病毒全基因组变化,这种病毒全基因组时代。蛋白芯片[10],特别是免疫芯片(immunochip)等分子诊断学新技术的快速发展,又为肿瘤学(检测多种肿瘤标志物)、内分泌学(检测数种不同激素)、自身免疫诊断(检测各种过敏原)、血液学(输血筛选)及环境微生物监测等提供了新方法和新思路。2000年,Joos等[11]应用免疫微数组实现了18种自身抗原的诊断;2001年,Huang等[12]实现了基于抗体微数组的24种细胞因子的检测,这些新方法和新技术的广泛应用,不仅为临床医学提供更丰富、更有效的数据和信息、而且有利于临床医生对疾病进行全面分析,为实现“疾病以治疗为主转向以预防为产”奠定了基础。
三、尽快制订分子诊断的标准化和监管体系,已迫在眉睫
分子诊断技术虽然具有特异性好、灵敏度高、针对性强、诊断快速等优点,但其存在操作复杂和难经进行临床检验诊断,需要解决的关键是方法的标准化。《The Journal of Molecular Diagnostics》杂志曾在2001年基因技术用于疾病的诊断。FDA将着重检查评估家系遗传分子诊断的方法和实验室资历质等;实验方法的原理、步骤、应用范围报告方式,以及与临床诊断一致性等因素进行证,并在全美建立一个完善的遗传学检验的质量控制体系,规定报告模式和回馈给被检者的信息范围。专家认为,实施这一计划的目的即为了安全、有效、合法地进行分子诊断。我国各实验室建立了很多的分子诊断方法;有的已应用于临床,但往往存在方法不够成熟和稳定性的问题,也缺乏方法学的比较研究,导致检验结果难以为临床提供确切的信息,近年来有关部门已开始对感染疾病的病原微生物核酸的检测进行了管理,但尚未涉及致病基因检测领域,因此,建立分子诊断方法的金标准和标准操作等程序(standard operation procere,SOP),并尽早制定出一个符合中国国情分子诊断监管体系已迫在眉睫。
⑻ 可用于遗传病诊断的现代分子生物学技术有哪些原理是什么
可用于遗传病诊断的现代分子生物学技术大致可分为三大类
一、细胞水平
细胞水平的遗传病诊断主要有组织、细胞学检查和染色体分析。
如遗传性球形红细胞增多症,是一种显性遗传病。通过对患者的细胞学检查,可以发现红细胞变小,中心色度变深,红细胞自溶可高达15%~45% 。染色体异常的遗传病一般都可以通过对细胞中的染色体分析,作出明确的诊断。
染色体检查也称核型分析是确诊染色体病的主要方法。由于显带技术的广泛开展,已使染色体病的诊断和定位更加准确。各医疗单位对进行核型分析的适应证有不同的规定,随着技术改进和新的染色体病的发现,需要进行染色体检查的适应证将日益增多。性染色体(包括X染色体和Y染色体)的检查对性染色体数量畸变所致疾病的诊断有一定意义。
二、蛋白质水平(也称成分的生化分析)
1、检测基因产物——蛋白质、酶的量和活性;
2、是检测酶促反应底物或产物的变化。
例如以蛋白质分子的结构和功能缺陷为病变基础的单基因病,往往可以对蛋白质分子本身和酶促反应过程中的底物或产物进行定量或定性分析。由于单基因病的种类繁多,加上蛋白质分子或酶促反应的底物或产物的性质各不相同,所以检测方法也不一致。要在某个医疗部门或研究机构同时建立一套完整的单基因病生化检测系统几乎是不可能的。一些国家为此建立了生化检测的协作网络,不同的部门分别从事不同的单基因病生化测定与研究,同时促进部门间的相互协作。用于生化检测的材料主要有血液、活检组织、尿、粪、阴道分泌物、脱落细胞和培养细胞等。不同遗传病的生化检测可用不同的检测材料。
三、基因水平也就是基因诊断
基因水平的遗传病诊断也就是基因诊断(genediagnosis)(又称为DNA诊断),是20世纪70年代在重组DNA技术基础上迅速发展起来的一项应用技术,旨在对患者或收检者的某一特定基因或其转录产物进行分析和检测,从而对相应的遗传病进行诊断。越来越多的证据表明,遗传病的发生不仅与基因(DNA)的结构有关,而且与转录水平或翻译水平上的变化有关。人体基因组的类型早在受精卵开始时就已形成,因此在人体发育的任何时期,只要获得受检者的基因组DNA,应用恰当的DNA分析技术,便能鉴定出缺陷的基因,而不论该基因产物是否已经表达。而且,应用这一方法,不仅能够检测单个碱基置换、缺失和插入等,还能发现DNA的多态现象以及遗传病的异质性。
⑼ 快速分子诊断技术目标
多年来,大部分分子诊断实验室的核心技术都主要集中在检测特异性、相对较短的DNA或RNA片段上。该技术能诊断传染性疾病、鉴别影响药物代谢的特殊基因变异型或检测与疾病有关的基因,如与癌症有关的基因。这些检测的核心是实时定量聚合酶链反应(PCR)、转录调节扩增(TMA)、靶向扩增和信号扩增等类似技术的应用。桑格排序和DNA片段分析或采用毛细电泳法的凝胶法都是分子诊断实验室的关键技术,但他们通常还包括检测过程中的扩增步骤。为了能顺利应用那些采用DNA和RNA来诊断疾病的检测,分子诊断实验室必须要使用定义明确的工作流程,从而得到稳定的、有效的结果,而当前已存在能帮助诊断实验室实现每个工作流程流水化的特殊工具。检测的基本流程如下所示:
1、样本收集和制备。 从样本中提取出用于检测的基因。
2、扩增:一旦分离出基因物质,必须立即将其扩增到可检测数量,以便做出诊断命令。
3、检测:获得足够的目标物质后,光型传感器将读取与即将检测的目标物质相对应的信号。信号必须是单一的或多样的,从而实现在一次反应(如多通道检测)中检测到多种目标物质。
4、数据分析:对在检测步骤中读取出的信号进行分析。将分析结果转换为实验室人员随时可以解释的信息,从而最终为临床医生提供诊断结果。