诊断学 第一篇 基因诊断.pdfVIP

第一节 基因诊断 分子生物学是当前生命科学中发展最快并正在与其他学 科广泛交叉与渗透的重前沿领域。近年来分子生物学理论和 技术不断应用于临床，在疾病的诊断、治疗和预防等方面发 挥了重要的作用，并显示出了无限的潜力。分子生物学与临 床医学的广泛交叉和渗透就产生了分子医学。20 世纪70 年代 末，美国科学家Kan 等首次应用DNA 分子杂交技术成功地对 镰形细胞贫血症进行了基因诊断，这标志着基因诊断的开始。 一、基因诊断的含义 基因诊断是在基因水平上对疾病或人体的状态进行诊断。 它是以遗传物质 （如：DNA 或 RNA）为检查对象，利用分子 生物学技术，通过检查基因的结构或表达量的多少来诊断疾 病的方法。这里的遗传物质既可是外源性基因 （如侵入机体 的病毒、细菌、支原体等病原微生物的基因），也可以是内源 性的基因 （如癌基因、抑癌基因或突变的基因等）。因此基因 诊断 （分子生物学诊断）主要是对遗传物质结构改变与否、 表达量变化与否进行检测，主要用于感染性疾病病原体诊断、 先天遗传性疾病诊断、基因突变性疾病 （如肿瘤）诊断、产 前诊断、亲子鉴定和法医物证等。基因诊断的内容主要有： （1）基因突变检测：如点突变、基因片段的缺失或插入、 基因重排等不同类型基因突变的检测。 （2 ）基因连锁分析：临床的一些疾病的致病基因尚不清 1 楚，很难用基因突变的检测诊断。因此对这些遗传疾病采用 基因连锁分析。 （3 ）基因表达分析：如mRNA 定量检测及mRNA 长度分 析等。mRNA 检测在基因表达水平上为基因功能是否正常提供 了直接依据。 （4 ）病原体诊断：即外来入侵病原微生物遗传物质的检 测。 二、基因诊断在诊断学中的位置 传统的疾病诊断方法主要是以疾病的表型改变为依据， 如症状、体征、物理检查、实验室检查，然而表型的改变在 许多情况下不是特异的，.同一种表型可能在多种疾病中出现， 而且表型往往在疾病发生一定时间后才出现，因此常不能及 时作出明确的诊断。研究发现各种表型的改变是由基因异常 造成的，也就是说基因的改变是引起疾病的根本原因。基因 诊断是病因的诊断，既特异又灵敏，可以揭示尚未出现症状 时与疾病相关的基因状态，从而可以对表型正常的携带者及 某种疾病的易感者做出诊断和预测，特别对确定有遗传疾病 家族史的个体或产前的胎儿是否携带致病基因的检测具有指 导意义。 三、基因诊断的常用技术 分子生物学技术是基因诊断的主要技术。近年来随着分 子生物学技术日新月异，以核酸分子杂交和聚合酶链反应 2 （PCR ）为核心发展起来了多种方法已被广泛用于基因诊断， 如 PCR 一单链构象多态性 （single strand conformation po1ymorphism，sscp ）、限制性片段多态性（restriction fragment length po1ymorphism，RFLP）、等位基因特异性寡核苷酸分第 十章其他检测析 （allele-specific o1igonucleotide，ASO ）、基因 芯片技术（gene chip ）、逆转录PCR（re-verse transcription-PCR）、 Southern 印迹杂交 （Southern blotting ）、Northern 印迹杂交 （Northern blotting）、斑点杂交（dot blotting ）和原位杂交 （in situ hybridization，ISH）等。 （一）核酸分子杂交技术 核酸分子杂交是指两条互补单链核酸 （DNA 或 RNA）在 一定条件下按碱基互补原则退火形成双链的过程。它是研究 核酸结构与功能的常用技术。杂交的双方是探针与待检核酸， 杂交后形成的双链分子称为杂交分子 （DNA-DNA、DNA-RNA 或RNA-RNA）。分子杂交的方法多种多样，其共同点是：①应 用了核酸序列的复性原理；②都采用了标记探针。探针就是 同位素或非同位素 （如：生物素或荧光染料等）标记的短片 段特异DNA 或RNA。常用的核酸分子杂交技术有：