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基因诊断技术
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将分子生物学技术应用到临床检验诊断学，使疾病诊断深入到基因水平，称为基因诊断。基因诊断技术主要包括核酸分子杂交技术、聚合酶链式反应（PCR）技术、基因多态性分析技术、单链构象多态性（SSCP）分析技术、荧光原位杂交染色体分析（FISH）技术、波谱核型分析（SKY）技术、DNA测序技术、基因芯片技术以及蛋白质组技术等，一些先进的分离和检测技术大大促进了上述技术的完善和发展，如毛细管电泳技术（CE）、液质联用技术（LC/MS/MS）、变性高效液相色谱技术（DHPLC）、非荧光遗传标记分析技术等。基因诊断在感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤性疾病等的诊断中发挥越来越重要的作用。下面，我们就临床检验诊断中涉及的主要分子生物学技术作一简要介绍。 1．核酸分子杂交技术 即基因探针技术。利用核酸的变性、复性和碱基互补配对的原理，用已知的探针序列检测样本中是否含有与之配对的核苷酸序列的技术。是临床应用最早的，也是最基础的分子生物学技术，是印迹杂交、基因芯片等技术的基础。不少探针已经商品化。 2．PCR技术 PCR技术是一种特异扩增DNA的体外酶促反应，可以短时间扩增出两段已知序列之间的DNA，用于诊断、鉴定、制备探针及基因工程产品开发等，是一项及其有效和实用的技术。由于PCR试验存在一定的假阳性和假阴性问题，导致PCR技术在我国临床诊断中的应用曾一度被叫停，近年来由于改进的PCR技术如巢式PCR（nested PCR）、多重PCR(multiplex PCR) 、荧光PCR技术等在较大程度上增加了该技术的敏感性和特异性，加上卫生部于 2002-01颁发了有关基因扩增检验技术临床应用的法规性文件《临床基因扩增检验试验室管理暂行办法》(卫医发〔2002〕10号 )，要求从事临床基因扩增检验的技术人员必须经过卫生部临床检验中心或授权的省级培训机构的上岗培训，持证上岗，使PCR技术在临床检验诊断中重新发挥其不可替代的作用，PCR已广泛用于核酸的科学研究以及临床疾病的诊断和治疗监测，尤其在感染性疾病诊断方面更有应用价值。 3．基因多态性分析技术 在人群中，各个体基因的核苷酸序列会存在一定差异，称为基因多态性。基因多态性位点普遍存在于人的基因组中，并按孟德尔遗传方式遗传。如果在某个家庭中，某一致病基因与特定的多态性片段紧密连锁，就可以用这一多态性片段作为一种“遗传标记”来判断家庭成员或胎儿是否携带有致病基因。目前认为基因多态性是个体的“身份证”；有的虽然不表现疾病，但也许会影响对药物的反应和用药效果。因此，基因多态性分析技术已经广泛应用于群体遗传学研究、疾病连锁分析和关联分析、疾病遗传机制研究、肿瘤易感性研究、个性化用药等诸多方面。遗传学上把基因多态性片段称为遗传标记。遗传标记分析经历第一代限制性酶切片段多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)、第二代微卫星DNA(Microsatellite DNA)，现已发展到第三代单核苷酸多态性分析(single nucleotide polymorphism, SNP)。下面分别介绍如下： 3.1限制性酶切片段多态性(RFLP)分析技术 RFLP是利用限制性内切酶在特定的核苷酸序列切割双链DNA后凝胶电泳分离开不同大小片段，由于不同个体存在核苷酸序列差异导致限制性酶切位点变化从而使酶切片段呈现多态现象。传统的RFLP方法是指基因组DNA经限制性内切酶酶切，电泳分离后再结合Southern 印迹杂交，构建出DNA指纹图，这种方法特异性和敏感性均较高，但操作繁杂。目前结合PCR技术产生PCR-RFLP方法，是检测与特定的酶切位点有关的突变的简便方法。RFLP方法在遗传性疾病诊断、微生物种属分型、肿瘤发病及诊断研究等领域应用广泛。 3.2 微卫星DNA分析技术 微卫星DNA(Microsatellite DNA)，又称为短小串联重复(Short tandem repeats, STR)或简单重复序列 (Simple repeat sequence, SRS或SSR) ，广泛存在于原核生物和真核生物基因组中，常见的有二、三、四核苷酸重复序列，约占真核生物基因组的 5%，其基本构成单元 (核心序列 )为 1 – 6bp。其中最为常见的是双核苷酸重复即 (CA)n和 (TG)n，人类基因组约有5×104～1×105个 (CA)ｎ重复序列，占 10 %。每个微卫星DNA的核心序列结构相同，重复单位数目约为 10～60次，其长度一般不超过 300bp，多位于基因非编码区、内含子或非翻译区，可存在于Ａlu序列中或卫星序列中，但在编码序列及外显子中也可找到。微卫星DNA的高度多态性主要来源于串联数目的不同。关于微卫星DNA多态性产生的机制，目前普遍认为是DNA复制过程中滑动或DNA复制和修复时链滑动与互补链碱基错配，导致一个或几个重复单位的缺失或插入。 微卫星DNA是近年来飞速发展起来的一种新型的DNA高度多态性遗传标记系统，具有种类多分布广泛、高度多态性、杂合性高、重组率低的特点，在群体中变异范围大，构成了丰富的长度多态性，有高度的个体特异性，并遵循孟德尔共显性遗传规律，提供了众多有高度遗传信息的新的多态性标记。这种多态性标记已广泛用于构建人类遗传图谱、法医学亲子鉴定、遗传疾病和肿瘤发生机制的研究、疾病相关基因、疾病连锁基因和易感基因的研究、以及疾病诊断等等。 |
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