分子诊断
第十三章分子诊断
正常探针 异常探针
20
Leber 病患者 PCR/SSCP分析 分析
﹣
+
正常人
纯合突变
杂合突变
PCR/单链构象多态性分析（SSCP） PCR/单链构象多态性分析（SSCP） 单链构象多态性分析 原理
将经扩增的DNA片段变性形成单链，由于序列不同， 将经扩增的DNA片段变性形成单链，由于序列不同，单 DNA片段变性形成单链 链构象就有差异， 链构象就有差异，在中性聚丙烯酰胺凝胶中电泳的迁移率 不同，通过与标准物的对比，即可检测出有无变异。 不同，通过与标准物的对比，即可检测出有无变异。
三、分子诊断常用技术
核酸分子杂交技术 等位基因特异寡核苷酸探针(allele 等位基因特异寡核苷酸探针(allele specific oligonucleotide, ASO) DNA限制性长度多态性(restriction DNA限制性长度多态性(restriction 限制性长度多态性 fragment length polymorphism, RLFP)分析 RLFP)分析 PCRPCR-SSCP DNA测序 DNA测序 DNA芯片技术 DNA芯片技术
DNA分析中常用的遗传性多态性标记有3类： DNA分析中常用的遗传性多态性标记有3 分析中常用的遗传性多态性标记有
RFLP：称限制性片段长度多态性，为第一代多态性标记； 1）RFLP：称限制性片段长度多态性，为第一代多态性标记； 重复序列多态性（VNTR） STR其重复次数在人群中存在 2）重复序列多态性（VNTR）：如STR其重复次数在人群中存在 变异， 为第二代多态性标记； 变异，形成多态即 VNTR ，为第二代多态性标记； 单碱基多态性（SNP） 3）单碱基多态性（SNP）：发生在基因组中的单个核苷酸的替 为第三代多态性标记。 代，为第三代多态性标记。
分子诊断技术分析
分子诊断技术分析分子诊断技术是一种通过检测个体的DNA、RNA或蛋白质等分子水平的方法，用来诊断和预测疾病。
随着生物技术的飞速发展，分子诊断技术已经成为医学领域的重要研究方向。
本文将介绍分子诊断技术的原理、应用和前景。
一、分子诊断技术的原理分子诊断技术通过检测和分析个体的遗传物质来判断健康状况和病理状态。
它使用了一系列的技术手段，如聚合酶链反应（PCR）、芯片技术、基因测序等。
其中，PCR技术是分子诊断技术的核心和基础。
它通过扩增个体的DNA序列，从而使其能够被检测和分析。
二、分子诊断技术的应用1. 遗传性疾病诊断：分子诊断技术可以检测和分析个体的基因组，从而判断是否患有遗传性疾病。
例如，通过检测染色体异常，可以诊断唐氏综合征、血友病等疾病。
2. 肿瘤诊断：分子诊断技术在肿瘤的早期筛查和诊断中发挥着重要作用。
它可以检测肿瘤相关基因的突变，并进行肿瘤的分型和分级，指导临床治疗。
3. 感染病诊断：分子诊断技术可用于检测和鉴定病原体，如病毒、细菌和真菌等，快速诊断感染性疾病，提供针对性的治疗方案。
4. 精准医学：分子诊断技术可以根据患者的基因组信息，个性化制定治疗方案。
例如，根据患者的基因型判断特定药物的疗效和副作用，以实现精准医疗。
三、分子诊断技术的发展前景分子诊断技术在医学领域具有广阔的应用前景。
随着基因测序技术的不断进步和降低成本，分子诊断技术将更加普及和便捷，为疾病的预防、筛查、诊断和治疗提供更加有效和精准的手段。
此外，分子诊断技术的发展还将推动疾病的分型和个体化治疗。
通过深入研究基因组信息，我们可以更好地理解疾病的发生机制，寻找新的治疗靶点，并开发相应的靶向药物。
同时，随着人工智能和大数据等技术的融合，分子诊断技术的数据处理和分析能力将大大提高，为疾病的早期预警和精准预测提供更高效和可靠的支持。
综上所述，分子诊断技术作为一种新兴的医学技术，具有巨大的应用前景。
随着技术的不断进步和创新，相信分子诊断技术将在疾病诊断和治疗中发挥越来越重要的作用，为人类的健康事业做出更大的贡献。
分子诊断技术
分子诊断技术随着科技的不断发展，分子诊断技术逐渐成为医学界的一个热门话题。
分子诊断技术是指通过对人体细胞或体液中的分子进行分析和检测，以辅助实现疾病的早期诊断、治疗和预防，从而提高医学的精准性和个体化水平。
一、分子诊断技术的原理分子诊断技术主要通过检测和分析人体细胞或体液中的分子物质来判断人体是否存在病理性变化。
这些分子物质可以是DNA、RNA、蛋白质等。
分子诊断技术的基本原理是通过先对目标分子进行提取和扩增，再通过各种方法进行分析和检测，最后根据结果来判断病情或者进行预测。
二、分子诊断技术的应用领域分子诊断技术的应用领域非常广泛，涵盖了肿瘤学、微生物学、遗传学等多个学科。
在肿瘤学中，分子诊断技术可以通过检测肿瘤细胞中的某些特定分子，来判断患者肿瘤的类型和分级，以及选择最适合的治疗方案。
在微生物学中，分子诊断技术可以通过检测病原微生物的特定分子，来快速准确地诊断感染病原体，为患者提供合理的治疗方案。
在遗传学中，分子诊断技术可以通过检测患者DNA中的突变，来判断是否存在遗传性疾病的风险，为患者提供遗传咨询和预防措施。
三、分子诊断技术的优势与传统的诊断方法相比，分子诊断技术具有以下几个明显的优势。
首先，分子诊断技术具有高灵敏度和高特异性，可以在早期阶段就检测出微量的病理性变化，从而实现早期诊断和治疗。
其次，分子诊断技术可以进行个体化治疗，根据每个患者的个体差异来选择最适合的治疗方案，提高治疗效果。
再次，分子诊断技术具有快速和准确的特点，可以在短时间内给出检测结果，加快诊断速度和治疗进程。
此外，分子诊断技术还可以通过监测治疗过程中的分子变化，来评估治疗效果并进行个体化调整。
四、分子诊断技术的挑战和发展方向尽管分子诊断技术已经取得了很大的进展，但仍面临一些挑战。
首先，分子诊断技术在技术和设备上还存在一定的局限性，需要进一步提高检测的准确性和敏感性。
其次，分子诊断技术的应用范围和适用人群还需要进一步拓展和确定。
分子诊断知识科普
分子诊断知识科普分子诊断是一种基于分子生物学和遗传学原理的诊断方法，通过分析个体的基因、蛋白质或其他分子水平的信息，来判断其是否患有某种疾病或具有某种特定的遗传变异。
分子诊断可以通过检测基因突变、基因表达水平、蛋白质标记物等来识别疾病的存在或发展状态。
与传统的疾病诊断方法相比，分子诊断具有更高的准确性和灵敏度。
传统的诊断方法主要依靠临床症状、体征和影像学检查等，但这些方法往往无法提供足够的信息来进行准确的诊断。
而分子诊断则可以直接检测疾病相关的分子标记物，从而提供更为准确的诊断结果。
一、分子诊断的基本原理分子诊断的基本原理是通过检测和分析个体的基因组、转录组和蛋白质组等分子信息，来确定是否存在某种疾病或病理状态。
这种方法通常需要从患者的血液、体液或组织样本中提取并分析分子，并与正常个体或已知疾病个体的分子信息进行比对。
分子诊断的核心技术包括基因测序、PCR(聚合酶链式反应)、核酸杂交等。
其中，基因测序是一种通过测定DNA序列来获取个体基因信息的方法。
PCR是一种通过扩增DNA片段来增加检测灵敏度的方法。
核酸杂交则是一种通过将目标序列与一段互补的DNA或RNA序列结合来检测目标序列的方法。
通过这些技术，分子诊断可以检测到包括遗传疾病、感染病、肿瘤等在内的多种疾病。
例如，通过检测BRCA1和BRCA2基因的突变可以判断一个人是否患有乳腺癌或卵巢癌的遗传风险。
通过检测某种病原体的DNA或RNA可以确定感染者的感染状态。
通过检测肿瘤细胞中的特定基因突变可以确定肿瘤的类型和治疗策略。
二、分子诊断的应用领域分子诊断在医学领域有着广泛的应用。
下面将介绍一些常见的应用领域。
1. 遗传疾病诊断：分子诊断可以通过检测个体的基因突变来确定遗传疾病的存在和风险。
例如，通过检测孩子的基因突变可以确定其是否患有遗传性疾病，如先天性心脏病、遗传性失聪等。
2. 传染病诊断：分子诊断可以通过检测病原体的DNA或RNA来确定感染病的存在和类型。
分子诊断学知识点总结
分子诊断学知识点总结分子诊断学是指利用分子生物学的技术和方法，对生物体内的DNA、RNA、蛋白质等分子水平进行诊断和检测的一门学科。
随着分子生物学技术的不断发展和进步，分子诊断学在临床诊断、疾病预防和治疗等方面发挥着越来越重要的作用。
下面将对分子诊断学的基本原理、常见技术和应用进行概述。
一、基本概念1. DNA、RNA和蛋白质的基本结构和功能DNA是生物体内的遗传物质，包含了细胞的遗传信息，主要存在于细胞核中。
RNA是一种中间体分子，可以将DNA中的遗传信息转录成蛋白质。
蛋白质是生物体内的重要分子，是细胞结构和功能的基本单位。
2. 基因突变与疾病基因是决定生物性状的遗传信息的单位，基因突变是指基因序列发生了变化，可能导致蛋白质功能异常，甚至引发疾病。
3. 分子诊断学的基本原理分子诊断学利用分子生物学技术对生物体内的分子进行检测和分析，从而实现疾病的诊断、预防和治疗。
二、常见技术1. 聚合酶链式反应（PCR）PCR是一种在体外扩增DNA片段的技术，可以从少量的DNA样本中扩增出大量的DNA片段，是分子诊断学中常用的技术手段。
2. 核酸杂交技术核酸杂交技术是一种通过DNA或RNA的互补配对进行检测的方法，可以用于寻找特定基因或病毒的存在。
3. 蛋白质质谱分析蛋白质质谱分析是一种通过蛋白质的质量和结构来对蛋白质进行分析和检测的技术。
4. 基因测序技术基因测序技术是一种对DNA序列进行测定和分析的技术，可以帮助人们了解基因的结构和功能。
5. 基因芯片技术基因芯片技术是一种可以在一个芯片上同时检测多个基因的技术，可以用于疾病的诊断和预测。
三、应用领域1. 临床诊断分子诊断学在临床诊断中可以对各种疾病进行快速和精准的诊断，如肿瘤、遗传病、感染病等。
2. 疾病预防分子诊断学可以通过对病原体的检测和分析，帮助人们预防感染性疾病的发生和传播。
3. 个体化治疗分子诊断学可以根据个体的基因信息，为患者提供个性化的治疗方案，提高治疗的效果和减少副作用。
分子诊断分析
分子诊断分析分子诊断分析是一种先进的生物技术，在医学领域起着重要的作用。
它通过检测和分析个体的遗传物质，如DNA和RNA，来确定疾病的存在和相关病因，从而为个体提供准确的诊断和治疗方案。
本文将探讨分子诊断分析的原理、应用以及未来发展趋势。
一、分子诊断分析的原理分子诊断分析的原理是基于个体的遗传物质中存在着与疾病相关的变异。
DNA是个体的遗传信息库，而RNA则是将该信息转录和翻译为蛋白质的媒介。
通过检测和分析DNA和RNA中的特定序列，我们可以确定是否存在特定的致病基因、突变等。
分子诊断分析通常包括以下几个步骤：1. 样本采集：通常从患者的血液、唾液、尿液、组织等处采集样本，以提取其中的遗传物质作为分析的基础。
2. DNA/RNA提取：利用化学方法或自动提取系统，将样本中的DNA/RNA分离和提取出来。
3. 扩增：通过聚合酶链反应（PCR）等方法，将目标DNA/RNA扩增至足够的数量，以便进行后续的分析。
4. 检测和分析：利用不同的技术手段，如聚合酶链反应、电泳、基因芯片等，对扩增的DNA/RNA进行检测和分析，以鉴定是否存在特定的变异。
二、分子诊断分析的应用1. 遗传疾病的诊断：许多疾病具有遗传性，通过检测个体的DNA序列，我们可以确定是否存在与疾病相关的突变或致病基因，从而为疾病的早期诊断提供依据。
2. 药物治疗反应的预测：个体对药物的反应往往与其基因有关，通过分子诊断分析，我们可以预测个体对特定药物的反应，从而为个体提供个体化的治疗方案。
3. 癌症的早期诊断：某些癌症具有特定的DNA或RNA序列变异，通过分子诊断分析，我们可以在癌症早期发现这些变异，从而提供早期诊断和治疗机会。
4. 微生物感染的检测：分子诊断分析还可以用于检测和鉴定各种细菌、病毒和真菌等微生物感染，有助于指导治疗和控制传染病的传播。
三、分子诊断分析的发展趋势分子诊断分析正不断发展和创新，以满足临床实践的需求。
以下是一些未来发展的趋势：1. 新技术的应用：随着技术的不断突破，新的分子诊断分析技术不断涌现，如基因测序技术、单细胞分析技术等，这些新技术将为分子诊断分析提供更准确、更高通量的手段。
分子诊断学名词解释
分子诊断学名词解释
分子诊断学是应用分子生物学技术，通过检测人类体内的特定分子，诊断人类疾病的学科。
这种技术可以提供更高的准确性和快速性，同时减少不必要的检查和治疗。
以下是一些分子诊断学常用的名词解释：
1. PCR（聚合酶链式反应）：一种常用的分子生物学技术，能够扩增DNA片段，从而使其变得更容易检测。
2. NGS（新一代测序技术）：一种高通量的测序技术，能够同时测序多个样本，从而提高检测效率和准确性。
3. 携带者检测：一种检测遗传疾病的方法，用于确定是否携带有致病突变，但本人并不表现出疾病症状。
4. 遗传咨询：针对一些具有遗传风险的疾病，对家族成员进行咨询和测试，以确定患病或携带遗传突变的风险。
5. 微生物检测：一种应用于病原微生物检测的技术，能够检测到病原微生物的DNA或RNA，从而帮助诊断病原感染。
6. 分子影像学：通过使用分子探针或标记物，来检测人体内特定分子的分布和状态，以提供更准确的诊断和治疗方案。
7. 液体活检：一种非侵入性的诊断方法，通过检测血液或其他体液中的肿瘤标志物，来确定肿瘤的存在和类型。
该方法可以在肿瘤早期被检测到，并且可以用来监测治疗效果。
医学中的分子诊断技术
医学中的分子诊断技术是一种在分子水平上进行疾病诊断和治疗的技术。
随着现代医学和生物科技的发展，分子诊断技术已成为医学领域中的重要组成部分。
目前，分子诊断技术包括PCR、ELISA、基因芯片、蛋白芯片、DNA测序、质谱和电化学传感器等。
PCR技术是一种常用的分子诊断技术，主要用于检测DNA或RNA。
PCR技术的基本原理是在一系列特定的温度下进行DNA复制和扩增。
PCR技术可以快速、准确地检测出微量的核酸序列，其检测灵敏度可以达到1个拷贝。
PCR技术的应用非常广泛，比如可以用于检测肿瘤标志物、病毒核酸和染色体异常等。
ELISA技术又称酶联免疫吸附法，主要用于检测蛋白质和抗原。
ELISA技术的基本原理是把样本中的蛋白质或抗原与特异性抗体结合，然后用酶标记的二抗来检测结合情况。
这种技术可以迅速、准确地检测出微量的蛋白质或抗原，其检测灵敏度可以达到10^-16 mol/L。
ELISA技术的应用范围非常广泛，包括检测肿瘤标志物、感染性疾病和自身免疫疾病等。
基因芯片技术是一种高通量的分子诊断技术，主要用于检测基因表达谱和DNA序列变异。
基因芯片技术的基本原理是利用特定的探针序列在芯片上固定目标序列，然后通过标记的样本来检测目标序列的信号强度。
基因芯片技术可以同时检测上万个基因的表达谱和数千个基因的DNA序列变异，其检测灵敏度可以达到10^-18 mol/L。
基因芯片技术的应用范围非常广泛，比如可以用于癌症的分型、药物疗效预测和个性化用药等。
蛋白芯片技术是一种高通量的分子诊断技术，主要用于检测蛋白质的表达谱和相互作用关系。
蛋白芯片技术的基本原理是把大量的蛋白质固定在芯片上，并用标记的样本来检测蛋白质的信号强度和相互作用关系。
蛋白芯片技术可以同时检测上万种蛋白质的表达谱和相互作用关系，其检测灵敏度可以达到10^-18 mol/L。
蛋白芯片技术的应用范围非常广泛，比如可以用于癌症的诊断、蛋白质组学和药物筛选等。
DNA测序技术是一种高精度的分子诊断技术，主要用于分析DNA序列和基因表达谱。
分子诊断及其临床应用
总结词
通过分子诊断技术，对遗传性疾病进行早期筛查和预 防，降低疾病的发生率和危害。
详细描述
利用基因检测技术，检测遗传性疾病相关基因突变， 为有遗传性疾病家族史的人群提供早期筛查服务。通 过早期筛查，及时发现潜在风险，采取相应的预防措 施，降低遗传性疾病的发生率和危害。
案例三：病毒检测在疫情防控中的作用
高灵敏度与特异性
分子诊断技术能够检测到极低浓度的病原体 或异常基因，提供更准确的诊断结果。
早期诊断
分子诊断有助于在疾病早期发现，从而提高 治愈率，降低治疗成本。
个性化治疗
通过对基因突变等进行检测，为患者提供更 个性化的治疗方案。
监测治疗效果
实时监测患者体内病原体或异常基因的变化 ，指导调整治疗方案。
详细描述
基因芯片技术利用微阵列技术将大量基因探 针固定在硅片、玻璃片或聚合物薄膜等固相 支持物上，通过与标记的样本进行杂交，检 测出样本中与探针互补的核酸序列。基因芯 片技术可应用于基因表达谱分析、单核苷酸 多态性检测、基因组测序等方面，具有高通
量、词
生物信息学分析是通过计算机技术对生物学数据进行分析和挖掘，以揭示生命现象的本 质和规律。
分子诊断及其临床应用
汇报人：可编辑 2024-01-10
目录
• 分子诊断概述 • 分子诊断技术 • 分子诊断在临床应用中的优势与挑战 • 分子诊断在常见疾病中的应用 • 分子诊断的伦理和社会影响 • 案例研究
01 分子诊断概述
定义与特点
定义
分子诊断是指利用分子生物学技术， 对生物样本进行检测和分析，以评估 和预测疾病状态、进程和治疗效果的 方法。
要点一
总结词
要点二
详细描述
利用分子诊断技术，快速、准确地检测病毒，为疫情防控 提供有力支持。
分子诊断简介介绍
要点二
公共卫生
分子诊断在传染病监测、疫情调查和预测等方面具有重要 作用，有助于及时采取防控措施，保障公众健康。
04
分子诊断在食品安全领域的应用
食品中的有害物质检测
01
02
03
农药残留检测
通过分子诊断技术可以检 测出食品中残留的农药成 分，确保食品的安全性。
毒素检测
分子诊断技术可以检测出 食品中的毒素成分，如黄 曲霉素等，从而避免食品 中毒的发生。
灵敏度
分子诊断技术需要不断提高检测灵敏度，以 便更早、更准确地检测出疾病或病原体。
特异性
为避免误诊，分子诊断技术需具备更高的特 异性，以准确区分不同的疾病或病原体。
实现多目标同时检测和鉴定
多目标检测
同时检测多种疾病或病原体，提高诊断效率。
鉴定与分型
对疾病或病原体进行鉴定和分型，有助于更准确地判断 病情和治疗方案。
反向分子杂交技术
反向分子杂交技术是一种基于DNA-DNA杂交的技术，通过使用特异性设计的 DNA探针，能够检测样本中是否存在与探针互补的DNA序列，实现对基因多态 性的分析。
基于生物芯片的技术
DNA芯片技术
DNA芯片技术是一种高通量的DNA检测技术，通过在芯片表 面固定大量的DNA探针，能够同时检测样本中是否存在与探 针互补的DNA序列，实现对多种病原体的快速检测。
肿瘤的诊断与预后判断
肿瘤标志物检测
分子诊断可检测肿瘤标志物，如癌胚抗 原、甲胎蛋白等，辅助诊断肿瘤并评估 病情进展。
VS
基因突变与预后判断
分子诊断可检测肿瘤细胞的基因突变，有 助于判断患者的预后和治疗效果，为制定 个性化治疗方案提供依据。
其他疾病的应用前景
要点一
分子诊断名词解释
分子诊断学：是临床检验诊断学的一个重要分支，它利用分子生物学技术来研究机体外源性和内源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的改变，从而为疾病的预测、预防和转归提供分子生物水平信息。
开放阅读框ORF：始于密码子并终于终止密码子的一串密码子组成的核苷酸序列。
密码子偏爱codon bias:在不同物种的基因中经常为某种氨基酸编码的只是其中的某一特定的密码子，这种现象叫做密码子偏爱。
基因组学genomics：对所有基因进行基因组作图（包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能的一门科学。
C值矛盾：生物的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象。
基因组:细胞或非细胞生物体的一套完整的单倍体遗传物质的总和称为基因组（genome）基因(gene):是基因组中一个功能性遗传单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列质粒:独立于细菌细胞染色体以外，能自主复制的共价闭合环状DNA（cccDNA）分子，称为质粒(plasmid)转化transformation:指受体菌直接吸收来自周围环境游离的DNA片段，通过同源组将其整合到自身的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。
转导transduction：以噬菌体为媒介把细菌的基因从一个细菌细胞转移到了另一个细菌细胞的过程。
分普遍性传导和局限性转导。
转座transposition:由插入序列和转座子介导的基因移位或重排成为转座。
外显子与内含子：断裂基因的内部非编码序列成为内含子intron,编码序列成为外显子exom 单拷贝基因：基因组中仅出现一次的基因称单拷贝基因，多为编码蛋白质的结构基因。
微卫星DNA：存在于常染色体由2~6个核苷酸的重复序列组成，又称为简单串联重复序列STR。
以(CA)n、(GT)n、(CAG)n较常见，重复次数多为15~60次，总长度一般在400bp以下。
假基因pseudogene:基因家族中一类与具正常功能的基因序列相似，但无转录功能或转录产物无功能的基因称为假基因。
分子诊断技术的临床应用ppt课件
二、PCR概述
PCR技术能在一个试管内将所要研究的 目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至 十万乃至百万倍，使肉眼能直接观察和判 断；可从一根毛发、一滴血、甚至一个细 胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴 定。
PCR 发展简史
1983 Mullis于12月16日成功发明了PCR 1985 关于PCR 的文章首次由 Mullis及其同事等人 在
测 优生优育项目诊断：人巨细胞病毒（HCMV）、单纯疱
疹病毒（HSV）、弓形虫（TOX）、风疹病毒（RUB） 其它病原体检测：结核杆菌、肺炎支原体、EB病毒、
伤寒杆菌、幽门螺旋杆菌等
常规结核病实验室诊断方法及不足
1. 痰涂片作抗酸染色：阳性率低 、费时 2. 细胞培养“金标准”：周期太长(4-8W) 3. 血清学诊断：
的平衡点。
总结
分子诊断学的快速发展，得益与分子诊断技术 的日新月异。1990年启动的人类基因组计划的完 成经历了十三年的时间，而2007启动的1000人基 因组计划的完成却只用了3年，人类了解自然密 码的速度正在跨上快速列车。检验医学以提供精 密准确的数据服务于临床，而分子诊断技术正逐 渐成为临床实验室的常规应用技术，这将为检验 医学的发展提供巨大的机遇与挑战。
PCR技术
PCR核心技术是从水栖高温菌中
分离到能耐高温的Taq酶，使扩增反
应不需要每一个循环加一次DNA聚合
酶，从而实现了自动化，使应用领
域迅速扩大，PCR技术成为了分子生
物学中的一项突破性技术。
PCR概述——2000至2013年发表论文篇
30%
32%
PCR＋遗传分析
PCR＋临床诊断
PCR＋肿瘤研究
二 肿瘤相关基因表达的检测： 1、包括癌基因、抗癌基因 2、肿瘤转移基因 3、转移抑制基因
分子诊断名词解释
分子诊断名词解释
分子诊断是一种通过检测和分析生物体内分子水平的方法，用于诊断疾病和评估疾病风险。
它基于对DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究，通过检测和分析这些分子的变化来确定疾病的存在、类型和进展程度。
以下是一些与分子诊断相关的名词解释：
1. PCR（聚合酶链式反应）：PCR是一种常用的分子生物学技术，用于扩增特定DNA片段。
它可以在体外复制DNA，并产生足够数量的目标DNA片段以进行后续分析。
2. 基因突变：基因突变指的是DNA序列发生的变化，可能导致基因功能的改变。
在分子诊断中，检测和分析基因突变可以帮助确定某些遗传性疾病的风险或确诊某些癌症等疾病。
3. 基因表达：基因表达是指基因转录为RNA，并通过蛋白质合成过程转化为功能性蛋白质的过程。
通过分子诊断技术可以检测和分析基因的表达水平，以了解特定基因在疾病发展中的作用。
4. 生物标记物：生物标记物是指在生物体内可以测量或检测到的特定分子、物质或细胞。
在分子诊断中，生物标记物可以作为疾病的指示剂，通过检测它们的存在和变化来诊断疾病或评估疾病的预后。
5. 下一代测序（NGS）：下一代测序是一种高通量的DNA
测序技术，能够快速、准确地测定DNA序列。
它广泛应用于分子诊断领域，用于疾病基因组学研究、遗传性疾病的诊断和药物反应性等方面。
分子诊断工作总结
分子诊断工作总结
分子诊断是一种基于分子生物学技术的诊断方法，它通过检测和分析患者体内的分子水平信息，来帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
在过去的几十年里，分子诊断技术已经取得了巨大的进步，为医学诊断和治疗提供了更加精准和可靠的手段。
在分子诊断工作中，常用的技术包括PCR、基因测序、核酸杂交、蛋白质质谱等。
这些技术可以用于检测病毒、细菌、真菌等微生物的核酸，检测患者体内的基因突变、染色体异常等遗传变异，还可以用于检测肿瘤标志物、药物代谢相关基因等。
通过这些技术的应用，可以实现对疾病的早期诊断、治疗效果的监测、药物的个体化治疗等。
分子诊断工作在临床医学中具有重要的意义。
首先，它可以帮助医生更加准确地诊断疾病，避免了传统诊断方法的局限性和误诊率。
其次，它可以为患者提供更加个性化的治疗方案，提高治疗效果和生存率。
另外，分子诊断技术还可以用于监测疾病的进展和预后，为临床医生提供更加全面的疾病信息。
然而，分子诊断工作也面临着一些挑战。
首先，分子诊断技术的应用需要高度的专业知识和技术水平，需要专业的实验室和设备支持。
其次，分子诊断技术的成本相对较高，需要投入大量的经费和人力。
此外，分子诊断技术的标准化和规范化也是一个重要的问题，需要不断完善和提高。
总的来说，分子诊断工作在医学诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用，它为医生提供了更加精准和可靠的诊断手段，为患者提供了更加个性化和有效的治疗方案。
随着技术的不断进步和临床经验的积累，相信分子诊断工作将会在未来发挥更加重要的作用。
什么是分子诊断
什么是分子诊断分子诊断指的是通过分子生物学检测方法诊断机体中某些遗传物质的方式。
在临床医学领域，分子诊断学的应用非常广泛，其检查结果相对精准且快速。
比如说，分子诊断方式可以应用于产前诊断中，主要检测人体结构中的蛋白、酶、抗原、抗体等基因。
除此之外，分子诊断技术也可以检测出人体的传染性疾病，对影响药物的变异性基因进行鉴别，还可以检测出与癌症有关的基因。
分子诊断必须在符合规定条件的实验室内进行，目的是保证最终的检测结果有效且可靠。
人们可以通过分子诊断发现潜在的基因疾病风险，从而更早的做出风险管理准备，避免疾病发生或加重。
分子诊断也能筛选出更加有效的药物对人体进行治疗，提升医疗质量与效率。
图1即为分子诊断相关内容。
图1一、分子诊断技术分类第一，PCR技术。
PCR技术就是基因扩增技术，其利用了DNA的变性原理与复性原理，通过适温延伸、高温变性和低温复性，使得核酸片段体外扩增，可以将非常少的目标DNA特异的扩增上百万倍，然后分析和检测DNA分子。
整体而言，基因扩增技术灵敏度较高且具有特异性，应用时简便快速，所以已经成为临床基因扩增实验室应用较多且接受程度最高的技术，包含定量PCR和常规PCR。
第二，分子杂交技术。
分子杂交技术的原理是，将两条同源序列核酸单链经过碱基互补配对之后结合形成双链的过程。
该技术可以借助已知序列的基因探针捕获和检测目标序列。
所以杂交双方包含探针与有待探测的核酸，比如基因组DNA或细胞总DNA，可以提纯也可以进行细胞内杂交。
一定要标记探针，然后才可以进行示踪与检测。
分子杂交技术灵敏度高且特异性高，目前多应用于克隆基因的筛选、基因组中特定基因序列的定性、定量检测等。
第三，基因测序技术。
基因测序技术是分子诊断技术的重要分支，能够直接获得核酸序列信息，且是唯一的技术手段。
目前，分子杂交与分子构象变异或定量PCR技术得到了良好发展，但在核酸鉴定方面依然处于间接推断假设阶段，所以特定基因序列检测的分子诊断依然以核酸测序为金标准。
分子诊断学概论
分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势分子诊断基本概念◆1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，为揭开人类生命现象的本质奠定了基础，标志着分子生物学的开端，也使得对疾病发病机制的认识从整体、细胞水平逐渐深入到分子水平◆分子诊断学（Molecular diagnostics），是以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法，研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化，为疾病的预防、诊断、治疗和转归提供信息和依据的一门学科◆通常所称的基因诊断，指针对DNA或RNA的分子诊断技术临床检验诊断体外诊断（IVD ）报告，影响约70%临床决策影像学诊断临床诊断疾病的检验诊断核磁共振辅助检验B 超CT体格检查病史临床检验诊断（实验室检验诊断）临床体液、血液检验临床化学检验临床免疫、血清学检验临床微生物学检验（细菌室）临床细胞分子遗传学检验CT （computed tomography ，电子计算机断层扫描）临床检验诊断发展阶段发展阶段历史时期技术类型典型特征简单划分第一代早期细胞形态学检验诊断•以疾病的表型改变为依据•非特异、滞后•难以早期诊断传统的临床检验诊断学学科第二代1950年代生物化学检验诊断第三代1960年代免疫学检验诊断第四代1970年代末基因检验诊断 (分子生物学检验诊断)•以疾病基因为探测对象•特异、敏感•早期诊断、预测新型的临床检验诊断学学科分子诊断（临床分子生物学检验诊断）分子生物学医学检验（临床检验诊断）分子生物学（molecular biology）1953年Watson&Crick发现DNA双螺旋结构模型70年代以来，成为生命科学最具活力的学科前沿分子医学（molecular medicine）、基因诊断（genetic diagnosis）分子生物学理论和技术方法被应用于临床分子生物学与医学的交叉和渗透国际首例基因诊断1970年代末美籍华裔简悦威（Yuet Wai Kan）分子杂交技术，α地中海贫血、镰状红细胞贫血我国基因诊断里程碑1984年，上海市儿童医院曾溢滔点杂交技术，α地中海贫血，发表在《Lancet》•以基因突变位点 (导致单基因遗传病) 为靶标第一代•核心技术：DNA或RNA分子杂交技术•以基因组特异性核酸序列 (DNA、RNA) 为靶标第二代•核心技术：Sanger测序技术、PCR技术•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子为靶标第三代•核心技术：生物芯片技术(高通量)•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子、代谢物为靶标第四代•核心技术：新一代测序技术、质谱技术分子诊断生物标志物◆核酸序列信息•个体差异基因：微卫星、SNP、mtDNA等•病原体基因组：病毒、细菌、真菌等•基因转录水平：mRNA、microRNA、lncRNA、circRNA、cfRNA等◆核酸序列变化•染色体变异：T21、T18、T13、CNV等•基因突变：点突变、插入/缺失突变、倒位突变、重复突变等◆核酸修饰•DNA甲基化•RNA甲基化◆蛋白质表达水平、修饰◆代谢产物、多糖链和脂质分子分子诊断学任务、特点、辨别◆任务•利用基础医学和生命科学的理论和方法，研究疾病发生和发展的分子机制•确定在疾病过程中特异的分子标志物•建立分子标志物的临床检验方法和评价体系•建立分子生物学检验的质量控制◆特点•主要是直接以疾病基因为探查对象，属于病因学诊断•对基因的检测结果不仅具有描述性，更具有准确性•可准确诊断疾病的基因型变异、基因表型异常以及由外源性基因侵入引起的疾病◆辨别•临床分子生物学检验技术=临床分子诊断技术•分子诊断VS基因诊断•分子诊断学包括：核酸诊断（DNA/RNA）、蛋白质检测诊断等分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势医疗机构临床检验项目（2013版）临床体液、血液专业临床化学检验专业临床免疫、血清学专业临床微生物学专业临床细胞分子遗传学专业哪些专业含有基因诊断项目？临床免疫、血清学专业（摘录）序号项目名称1甲型肝炎病毒(HAV)RNA检测2乙型肝炎病毒(HBV)DNA测定3乙型肝炎病毒(HBV) YMDD变异检测4乙型肝炎病毒(HBV)前核心变异检测5乙型肝炎病毒(HBV)核心变异检测6乙型肝炎病毒(HBV)基因分型测定7丙型肝炎病毒(HCV)RNA测定8丙型肝炎病毒(HCV)分型9丁型肝炎病毒(HDV)RNA测定10庚型肝炎病毒核糖核酸定性(HGV-RNA)测定11戊型肝炎病毒(HEV)RNA测定12弓形体核酸测定13风疹病毒RNA测定14巨细胞病毒(CMV)DNA测定15水痘—带状疱疹病毒核酸测定16人乳头瘤病毒(HPV)基因检测17呼吸道合胞病毒核酸测定18流行性出血热病毒核酸测定19EB病毒核酸测定20副流感病毒核酸测定21人轮状病毒核酸测定22狂犬病毒核酸测定23乙型脑炎病毒核酸测定序号项目名称26柯萨奇病毒核酸测定27森林脑炎病毒(TBE)核酸测定28甲型流感病毒核酸测定29乙型流感病毒核酸测定30SARS冠状病毒核酸测定31BK病毒核酸测定32禽流感病毒核酸测定33埃可病毒核酸测定34西尼罗河病毒核酸测定35斑疹伤寒杆菌核酸测定36布氏杆菌核酸测定37结核分枝杆菌核酸测定38脑膜炎奈瑟菌核酸测定39幽门螺杆菌核酸测定40淋球菌核酸测定41嗜肺军团菌核酸测定42肺炎支原体核酸测定43生殖道支原体核酸测定44解脲脲原体核酸测定45肺炎衣原体核酸测定46鹦鹉热衣原体核酸测定47沙眼衣原体核酸测定48立克次体核酸测定临床细胞分子遗传学专业（摘录）序号项目名称备注1利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查包括血友病A、血友病B、血菅性血友病、其它凝血因子缺陷症基因分析2利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查1、 Ph染色体的分子杂交检查2、 RARA基因的分子杂交检查3、 AML1基因的分子杂交检查4、 E2A基因的分子杂交检查5、 MLL基因的分子杂交检查3利用RT-PCR或real time PCR技术的白血病融合基因检查1、Bcr-abl融合基因检查2、 AML1－EVI1融合基因检查3、 PML-RARA融合基因检查4、 DEK－CAN融合基因检查5、 AML1-MTG8融合基因检查6、 E2A－PBX1融合基因检查4单基因遗传病基因突变检查包括:1、进行性肌营养不良基因突变检查2、遗传性舞蹈病的基因突变检查3、其它5遗传性凝血因子缺陷症基因突变包括：1、血友病A的基因突变检查2、血友病B的基因突变检查3、混合型血友病的基因突变检查6α地中海贫血的基因突变检查7β地中海贫血的基因突变检查8苯丙酮尿症的基因突变检查9HLA低分辨基因分型检查10HLA高分辨基因分型检查序号项目名称备注12SRY的基因检查13P53基因的基因突变检查14K-Ras基因的基因突变检查15视网膜母细胞瘤RB1基因的基因突变检查16家族性乳腺癌基因的基因突变检查包括：1、BRCA1基因的基因突变检查2、BRCA2基因的基因突变检查3、其它17多发性内分泌腺瘤RET基因的基因突变的检查18遗传性非息肉性大肠癌的基因突变检查1、hMLH1基因的基因突变检查2、hMSH2基因的基因突变检查3、PMS1基因的基因突变检查4、PMS2基因的基因突变检查19遗传性大肠癌微卫星不稳定性(MSI)的基因检测20大肠癌易感基因的基因检测1、APC基因的基因检测2、DCC基因的基因检测21用于病毒、细菌用药指导的基因检测1、拉米夫定用药指导的基因检测2、结核病用药指导的基因检测3、肠球菌耐万古霉素用药指导的基因检测22用于化学药物用药指导的基因检测1、硝酸甘油用药指导的基因检测2、5-氟尿嘧啶用药指导的基因检测P450家族代谢酶基因的基包括CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、全国医疗服务项目技术规范（2023年版）◆检验+病理诊断项目合计1818项，增加了近60%，成为了11个大类中新增比例最高的板块实验室自建检测项目 (LDT)2022年12月《国家药监局综合司国家卫生健康委办公厅关于开展医疗机构自行研制使用体外诊断试剂试点工作的通知》，试点医疗机构包括：北京协和医院、北京医院、中日友好医院、中肿、阜外医院、北大一院等6家医院LDT（Laboratory developed test，实验室自建检测项目）感染领域：临床病原体检测方法微生物学检测：病原体培养/涂片病原体颗粒检测免疫学检测：检测血清学标志Ag、Ab分子诊断：检测DNA/RNA•耗时长•阳性率低•难培养•简便、快速•适于大规模筛查•可定性/定量检测•存在“窗口期”问题•不能早期诊断•灵敏度较低•快速、高通量•灵敏、特异•早期（缩短窗口期）•可分型•检测病原体突变•检测耐药基因•治疗监测病原体分子诊断检测病原体是否存在病原体分型（包括亚型）耐药基因检测相关的人类基因多态性检测标本类型外周血有核细胞血清血浆组织器官体液分泌物排泄物适宜分子诊断病原体类型难培养的如CT 、MG 、病毒培养较慢的如TB镜检容易弄错的如NG 、阴道毛滴虫免疫交叉反应较多的如CT 需要分型的如HPV 、HSV胞内病原体如衣原体、支原体、病毒CT （Chlamydia trachomatis ，沙眼衣原体）MG （Mycoplasma genitalium ，生殖支原体）TB （Mycobacterium tuberculosis ，结核分枝杆菌）NG （Neisseria Gonorrhoeae ，淋病奈瑟菌）HPV （human papillomavirus ，人乳头瘤病毒）遗传领域：镰状红细胞贫血症◆红血球不正常带来严重后果，问题在于血红蛋白ß链一个谷氨酸残基变成了缬氨酸残基◆常染色体隐性遗传病•基因点突变•Mst II 限制性内切酶位点改变•RFLP技术：酶切+电泳胚胎着床前分子诊断◆取1-2个囊胚期细胞进行基因诊断，从而将人类的遗传缺陷控制在最早期阶段无创产前诊断（NIPT ）19972008卢煜明发现母体外周血中存在胎儿游离DNA高通量测序分析胎儿游离DNA 用于唐氏综合征筛查2009中国开始NIPT 临床试验2011中国、美国开始NIPT 临床服务2012美国妇产科协会推荐高危人群进行NIPT 201520172016中国无创单病开始临床应用卫计委推出NIPT 临床应用指南美国多种单基因疾病NIPT 临床服务2022美国妇产科协会推荐全人群进行NIPT国家药监局发布NIPT 注册指南◆胎儿游离DNA ◆高通量测序肿瘤领域：肿瘤靶向治疗◆高通量测序为主循环肿瘤DNA（ctDNA）年份事件1948血中游离DNA的发现1965肿瘤与血中游离DNA的相关性1966-1973系统性红斑狼疮等疾病患者血中游离DNA水平增高1977血中游离DNA水平与肿瘤病程及疗效相关1989发现血中游离DNA与原发肿瘤突变相似1994-1999更多证据表明血中游离DNA与原发肿瘤基因突变的一致性1997孕妇血中胎儿DNA的发现1998移植器官核酸可称为游离核酸成分的发现2000-2010游离DNA与多种疾病的诊断和预后相关2010游离DNA致癌性的确定ctDNADNA文库构建捕获扩增DNA&质控富集效率高通量测序和数据分析个体化用药领域：药物基因组药物作用靶点相关基因药物代谢相关基因药物副作用相关基因药物相关基因◆P53：50%以上人类肿瘤会发生p53基因突变◆BRCA1和BRCA2：乳腺癌易感基因1和2◆EGFR：表皮生长因子受体，细胞增殖和信号传导功能◆细胞色素P450超家族：人体内最大的药物代谢系统分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势DNA->RNA->蛋白质->代谢产物◆基因(产物) 修饰•甲基化•乙酰化•磷酸化◆代谢及代谢调控分子诊断主要技术1. 分子杂交技术•遗传性疾病的基因诊断2. PCR技术•感染性疾病的基因诊断3. 生物芯片技术•复杂性疾病的基因诊断4. 基因测序技术•复杂性疾病的基因诊断5. 质谱技术•核酸质谱、蛋白质组学6. 人工智能辅助•AI辅助的分子诊断（AI+）1. 分子杂交技术杂交类型检测目的及范围Southern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，DNA分子Northern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，RNA分子菌落杂交固定在膜上，经裂解从细菌释放，DNA分子斑点杂交固定在膜上，DNA或RNA分子原位杂交（FISH）细胞或组织中，DNA或RNA分子液相分子杂交在溶液中，DNA或RNA分子，引入磁珠2. PCR技术◆痕量核酸模板体外扩增，提高了检测灵敏度和反应特异性•1971年，Korana提出核酸体外扩增的设想•1985年，Mullis发明聚合酶链反应，Klenow片段•1988年，Keohanog，T4DNA聚合酶•1988年，Saiki，TaqDNA聚合酶•1993年，Mullis因聚合酶链反应技术获得诺贝尔奖荧光定量PCR 技术◆也称为real-time PCR ，实现了核酸的实时定量检测◆Log 浓度与循环数呈线性关系，根据达到阈值的循环数计算样品所含模板量•荧光染料：SYBR green•荧光探针：Taqman 、molecular beacon 、复合探针•举例：新冠病毒检测荧光强度---循环数曲线初始模板量对数---Ct 循环数标准曲线10410310610510210数字PCR技术◆dPCR，又称为单分子PCR，近年来迅速发展起来的绝对定量PCR技术◆不依赖于扩增曲线的循环阈值进行定量，不受扩增效率的影响，也不必采用看家基因和标准曲线，具有很好的准确度和重现性，可以实现绝对定量分析3. 生物芯片技术◆广义指在微小空间中能够高通量处理或分析生物相关物质的集成式技术◆狭义指微阵列芯片技术，将大量基因探针／基因片段／蛋白／多肽，按特定的排列方式固定在支持物表面上，实现高通量处理或分析功能•固相芯片（玻片、硅片、塑料等）、液相芯片（微珠）•特点：高通量、微型化、自动化微流控芯片技术◆Microfluidics 技术，指的是使用微管道（尺寸为数十到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为微升到纳升）的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科◆也被称为芯片实验室（lab on a chip ）和微全分析系统（micro-total analytical system ），具有微型化、集成化等特征优势集成小型化与自动化样本量需求少试剂消耗少高通量污染少不足缺规范与标准技术难度不低生产成本较高开发周期较长4. 基因测序技术◆核酸测序技术，是分子诊断中基因序列确定的金标准ABI Prism310 1986年Roche 4542005年Illumina GA2006年ABI SOLiD2007年Helicos HeliScope2008年PacBio RS2010年ONT MinION2013年第一代（Sanger）第二代（NGS）第三代第四代或合称第三代（TGS）Sanger测序和NGS测序双脱氧末端终止法可逆终止、边合成边测序法单分子测序技术◆SMRT单分子实时合成测序技术，零模波导孔，荧光◆纳米孔单分子测序技术，纳米孔，电信号5. 质谱技术质量分析器离子源检测器多肽离子化 真空环境获得质谱图进样系统引入样品根据荷质比分离离子 检测记录离子信号计算机数据处理系统◆离子源•电子电离•快原子轰击离子化（FAB)•电喷雾离子化（ESI ）•基质辅助激光解析离子化（MALDI)◆质量分析器•四极杆质谱（直流电极+射频电极，共4组）•飞行时间质谱（TOF)•离子阱质谱◆离子源与质量分析器组合•MAIDL-TOF-MS （基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）•ESI-四极杆MS •ESI-串联MS6. AI辅助分子诊断◆AI+自动化流水线（包含分子诊断）•打通从标本到检验到临床的数据通路•及时准确地将“标本信息”转化为“检验数据”•再将“检验数据”转化为“临床诊疗信息”•大幅提高实验室咨询服务能力•医学检验工作向着更精准、高效的方向发展分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势临床分子诊断方法性能评价◆定量检测方法和程序的分析性能验证内容，至少应包括准确度、精密度、可报告范围等◆定性检测项目验证内容，至少应包括检出限及符合率等，验证结果应经过授权人审核分子诊断存在的问题及原因◆假阳性问题◆假阴性问题◆重复性问题•同一实验室不同批次间重复测定，结果存在差异•不同实验室对同一标本检测，结果存在差异◆检测对象的多态性◆标本采集◆诊断试剂方法•准确性•特异性•检测限•检测范围•重复性•稳定性◆微量反应体系◆测定操作 (人员素质)◆仪器设备的维护校准 (定期)◆数据处理及结果报告个体差异样本量差异检测平台差异样本采集差异样本保存、运输差异分子诊断技术监管◆申请获批医疗器械证，有严格的管理•项目报批：卫健委批准•实验室：通过验收，定期校验仪器与器材•试剂：国家食品药品监督管理局（NMPA）批准•工作人员：经过培训，持证上岗•质量控制：室内质量控制（IQC），室间质量评价（ EQA）◆LDT？国内正在摸索监管➢推荐“微专业-体外诊断与大数据分析”，《体外诊断产品注册与监管》，由项光新、李伟、连国军等老师授课国家如何监管医疗器械NMPA产品上市许可制度企业医疗器械生产企业许可国家机构法规生产质量管理规范规范性文件法律规章法规不良事件检测和报告医疗器械召回稽查局、法规司省和县级药监器械司、注册司质量监督机构技术审评机构分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势将成为本世纪检验医学的主导技术◆应用面更广：扩展到复杂性疾病，检测未知病原体◆使用更便捷：自动化、智能化、普及化◆诊断更准确：致病根源、致病机制，定性->定量◆诊断更早期：早发现、早治疗，诊已病->诊未病•病原体的确认和定量、分型、耐药性检测1. 感染性疾病分子诊断•对遗传病进行确诊、分型和早期诊断2. 遗传病分子诊断•肿瘤的早期诊断、分型和伴随诊断3. 肿瘤分子诊断•药物基因组学、用药指导4. 个体化用药指导•公共卫生、器官移植、个体识别、基因治疗5. 其他领域美国《2030年全球趋势》未来分子诊断学的准确性将促使医疗体系变革基因检测方法将加速疾病诊断，同时帮助医师确定个性化最佳治疗方案感染领域：病原体检测⚫国内总体：年均非新冠的标本量约为1亿例⚫常规感染样本量：约为9000万例/年⚫危重感染样本量：约为1000万例/年，多数病原不明WHO 公布2019年全球十大健康威胁，与感染密切相关有6个：流感、耐药、埃博拉、登革热、艾滋病、疫苗犹豫临床宏基因组测序遗传领域：人类基因组临床应用Collins, FS & McKusick VA. Implications of the Human Genome Project for medical science. JAMA, 2001, 285: 540-554.单基因病无创产前筛查◆利用母体外周血中的胎儿游离DNA 的进行分子生物学检验，开展无创性性产前诊断，取代羊膜穿刺或采集绒毛进行无创性产前诊断方法8000病种多1%发病率高20%致死率高治疗方式少1%努南综合征1:2500 -1:1000Rett综合征（女性）1:23000 -1:10000Kabuki 综合征1:32000致死性骨发育不良1:10000-1:5000CHARGE 综合征1:15000 -1:8500软骨发育不全1:10000结节性硬化1:5,800马凡综合征1:10000 -1:5000单基因病占总出生缺陷的22.2%（染色体10%）复杂性疾病诊断。
分子诊断技术临床应用
分子诊断技术临床应用分子诊断技术是一种通过分析个体生物体内分子水平信息来诊断疾病、评估疾病风险和预后的先进技术手段。
近年来，随着科学技术的不断发展和完善，分子诊断技术在临床诊断中的应用越来越广泛，为临床医疗工作带来了巨大的便利和益处。
一、分子诊断技术的原理及方法分子诊断技术主要是通过检测个体体液或组织中的 DNA、RNA、蛋白质等生物分子，根据其在疾病发生和发展过程中的特定变化来进行疾病诊断和治疗监测。
常见的分子诊断技术包括 PCR 技术、基因测序、PCR-RT 技术等。
这些技术能够检测出微量的生物分子，具有高灵敏度、高特异性和高准确性的特点。
二、分子诊断技术在临床中的应用1. 早期疾病诊断分子诊断技术能够帮助医生在疾病早期阶段进行准确诊断，为患者提供更早的治疗和干预机会。
例如，早期肿瘤的分子标志物检测可以帮助医生及时发现癌症，提高治疗效果和生存率。
2. 疾病风险评估通过分子诊断技术可以评估个体患病的风险，帮助医生制定更为个性化的预防和治疗方案。
比如，基因检测可以帮助患者了解自身的遗传风险，采取积极的预防措施。
3. 患者预后监测分子诊断技术还可以通过监测患者治疗后的生物标志物变化，评估治疗效果和预后情况。
这有助于医生调整治疗方案，提高治疗效果，避免不必要的药物毒副作用。
4. 个体化治疗分子诊断技术可以为个体化治疗提供依据，帮助医生选择最适合患者的治疗方案，提高治疗效果。
例如，靶向药物治疗需要根据患者的分子表型特点来选择合适的药物。
三、分子诊断技术的发展前景随着生物技术的快速发展和分子诊断技术的不断完善，未来分子诊断技术将在临床应用中发挥更为重要的作用。
随着新一代测序技术的不断推广和运用，基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域的研究将进一步深入，为个性化医学提供更为可靠的依据。
在未来，分子诊断技术还将与人工智能、大数据等技术结合，实现更加精准、高效的诊断和治疗。
同时，分子诊断技术在肿瘤、遗传疾病、感染病等多个领域的应用也将得到进一步拓展，为医疗健康事业带来更多的创新和发展机遇。
分子诊断的方法
分子诊断的方法分子诊断是一种基于分子生物学技术的诊断方法，通过分析患者体内的分子水平的变化来诊断疾病。
以下是常见的分子诊断方法：1. PCR（聚合酶链式反应）：PCR是一种体外扩增DNA的方法，可以在少量DNA样本中扩增目标序列，用于检测细菌、病毒、染色体异常等。
2. 实时荧光定量PCR：是PCR的一种改进方法，可以实时监测扩增反应过程中的荧光信号强度，精确定量目标序列。
3. 基因测序：通过测定DNA或RNA的序列，可以检测患者体内的基因突变或染色体异常，用于遗传性疾病、癌症等的诊断。
4. 基因芯片技术：将大量的DNA、RNA、蛋白质等生物分子固定在芯片上，通过与标记的待测样品反应，可以高通量地检测大量基因的表达水平或突变情况。
5. 蛋白质芯片技术：将大量的蛋白质固定在芯片上，通过与标记的待测样品反应，可以检测患者体内蛋白质的表达水平或特定蛋白质的变化。
6. 确定性诊断技术：利用特定的抗体或核酸探针，通过与待测样品中的抗原或核酸靶点相结合，确定疾病的存在或特定病原体的感染。
7. 肿瘤标志物检测：通过检测血液或组织中特定的分子标志物，如癌胚抗原（CEA）、前列腺特异抗原（PSA）等，来辅助癌症的早期诊断和疾病进展的监测。
需要注意的是，分子诊断方法的选择应根据具体的疾病类型、临床需求和实验条件进行综合考虑。
8. 荧光原位杂交（FISH）：通过使用荧光标记的DNA探针与目标序列特异性结合，可在组织或细胞水平上检测染色体异常、基因重排或缺失等。
9. 脱落细胞检测：通过采集体液样本（如尿液、唾液、血液等），分离出潜在的恶性细胞，并通过分子方法（如PCR、基因测序等）检测特定癌症相关的突变、融合基因或表达异常等，用于早期癌症筛查和监测。
10. 微阵列技术（Microarray）：通过将大量的DNA、RNA或蛋白质探针固定在芯片上，可以快速、高通量检测大量基因或蛋白质的表达水平，用于研究疾病的发生机制、诊断和治疗策略等。
一文了解分子诊断常用技术
一文了解分子诊断常用技术随着分子生物学和分子遗传学的发展，越来越多的分子诊断学技术应用于疾病的诊断，彻底打破常规的诊断方式，不再以疾病的表型为主要依据推测疾病的发生发展及相关机制。
分子诊断学技术，通过检测遗传物质的结构或表达水平，不但发现了疾病与特定基因存在、转录及表达有关，而且个体基因多态性与疾病特定用药密切相关。
下面让我们深入了解一下分子诊断以及常用技术。
一、什么是分子诊断分子诊断（Molecular diagnosis）是指应用分子生物学方法检测生物体内遗传物质（DNA/RNA）的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，也可称为基因诊断（Gene diagnosis)。
狭义上的分子诊断主要是指核酸诊断，即对病人个体DNA或RNA样本的病原性突变的检测，根据这些依据对疾病做出诊断，涉及分子生物学中的多种高尖端技术，如PCR、分子杂交、生物芯片等；广义上的分子诊断则包括基因治疗、生物治疗以及分子靶向治疗。
在临床上，分子诊断最早只应用于器官移植分子配型和传染病诊断领域。
随着技术不断进步，其应用领域持续扩大，分子诊断逐步应用于遗传病和肿瘤的早期筛查、诊断。
以后分子诊断将进一步扩大应用领域，适用于人类基因库的建立和大规模人群疾病筛查。
原理是应用分子生物学方法，检测病人的DNA、RNA或蛋白质的检测，再根据检测结果对疾病做出诊断。
二、分子诊断特点与传统诊断方法相比，分子诊断技术具有以下特点：（1）提高了准确性、精确性、灵敏度和特异性。
（2）与传统方法相比诊断时间早，可以做到早期诊断。
（3）所需样本量少。
（4）产前诊断和个体化治疗。
三、分子诊断技术及应用场景分子诊断领域主要包括PCR(qPCR 和 dPCR)、二代测序技术（NGS)、荧光原位杂交（FISH）和基因芯片等。
（1）PCR：原理：DNA在高温下形成单链，低温下按照碱基互补配对原则生成双链。
优缺点：灵敏度高、特异性强、简便快捷，但检测位点单一，仅能检测已知突变。
【企业诊断】第十三章分子诊断
前言
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灵敏度高
早期诊断性 已明确疾病表型与基因型的关系
适应性强
检测致病基因突变；分析与疾病连锁的遗传标志；建立 多基因疾病表型克隆；定量分析致病基因的表达水平
二、分子诊断策略
直接诊断——直接检测致病基因的突变
基因突变类型—缺失、点突变、重复、插入等
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SYBRgreen法定量PCR的原理：基因芯片的原理：杠氏肌营养不良的多重PCR诊断的原理：核酸分子杂交技术的原理：具有互补序列的异源核酸单链在一定条件下通过碱基配对原则形成杂合双链的过程荧光阈值：同一样本在多次扩增过程中达到某一荧光强度值时所需循环次数是一样的，这一荧光强度值为荧光阈值ct值（阈值循环数）：达到荧光阈值时的循环次数扩增曲线：癌基因：一类能够引起细胞恶性转化的基因原癌基因：细胞癌基因在正常情况下以非激活的形式存在的基因抑癌基因：抑制细胞生长并且具有潜在抑癌作用的基因PCR技术：利用针对目的基因所设计的一对特异性寡核苷酸引物，以目的基因为模板，在体外合成DNA片段内含子：基因中不编码的序列外显子：基因中编码的序列，与mRNA的序列相对应转座因子：能在基因组中从一个位点移至另一位点的DNA序列多基因家族：一些有编码功能的重复序列单核苷酸多态性：单个核苷酸变异而形成的FNA分子多态病毒基因组：由一种核酸组成，包括4种类型，双链DNA单链DNA双链RNA单链RNA单核苷酸多态性：单个核苷酸变异而形成的FNA分子多态病毒基因组：由一种核酸组成，包括4种类型，双链DNA单链DNA双链RNA单链RNA重叠基因：两个或两个以上基因的开放阅读框共有一段DNA序列，既某段DNA序列成为两个或两个以上共有的组成部分基因表达：受内外因素的影响，在复杂的调控机制控制下，多数基因经历激活转录和翻译等过程，产生具有特异生物学功能的蛋白质或RNA，赋予细胞或生物体特定功能或表型组成性表达基本表达：某些资源对环境因素不敏感，在一个生物体几乎所有细胞中表达相对恒定，且持续表达循环核酸游离循环核酸：一种存在于人体液中的细胞外游离状态的核酸，包括游离循环DNA 和游离循环RNA熔解温度：在热变性过程中，使被测DNA分子双链解开50％所需温度原核生物的转座因子①插入序列②转座子③可转移性噬菌体基因组DNA序列分为4类①单一序列②轻度重复序列③重度重复序列④高度重复序列线粒体基因组与核基因组相比自身的特点①母系遗传②线粒体DNA损伤后不易修复③遗传密码与通用遗传密码有区别基因突变和基因多态的区别通常DNA分子中某一特定位点的变异频率低于1％认为基因突变，高于1％则为DNA分子多态，基因多态是基因组多样性的分子机制PCR原理或PCR反应过程变性-退火-延伸，扩增效率达100%引物设计的基本要求①引物与模块序列严格互补②引物与引物之间避免形成稳定的二聚体③引物不能在模板的非目的位点发生聚合反应既发生错配引物设计遵循的原则①引物长度，过短影响PCR反应特异性，过长增加退火难度使延伸温度超过DNA聚合酶的最适延伸温度②引物的均衡性，两条引物的GC含量不能相差太大③引物的二级结构，避免二聚体尤其避免引物3’端形成发夹结构④引物的末端，避免在引物的3’端使用碱基A，引物3’端不要出现3个以上的连续碱基基因芯片的检测流程①目的核酸的制备②分子杂交与洗脱③基因芯片的图像扫描HBV分子诊断的临床意义①HBV感染的早期诊断和病情判断②检测治疗效果③指导制定合理的治疗方案HCV分子诊断的临床意义①早期诊断②检测治疗效果和评估病情③指导临床用药④预防传播HIV（人类免疫缺陷疾病）分子诊断的临床意义①疾病的早期诊断②用于诊断HIV阳性母亲产下的婴儿是否感染HIV③预测疾病病程检测和抗病毒治疗的疗效和病毒水平④指导临床制定合理的抗病毒治疗方案⑤进行分子流行病学调查基因组帽子结构的作用或意义①防止病毒基因组RNA或其mRNA被宿主细胞内的核酸外切酶降解②与核糖体或翻译起始因子结合③直接影响病毒的感染力，缺乏帽子结构则病毒的感染能力将下降甚至消失粘性末端双链DNA病毒基因组双链两端具有能够互补的单链DNA部分基因表达的方式①组成性表达②诱导或阻碍表达③协调表达基因表达的性质或时空特异性①时间特异性，基因的表达严格按一定的时间顺序开启或关闭，决定细胞向特定的方向分化和发育②空间特异性，基因表达按不同组织空间顺序出现基因表达的调节①DNA水平的调节②转录水平的调节③翻译水平的调节表观遗传包括①DNA甲基化修饰，CpG岛发生高度假计划则会影响DNA的构象，导致转录因子结合困难，抑制基因的转录②组蛋白修饰，组蛋白乙酰化，组蛋白甲基化，磷酸化，泛素化，ADP核糖计划③非编码RNA调控④染色质重塑血液样本的采集部位①静脉采血②动脉采血③毛细管采血去末梢血组织标本①新鲜组织②石蜡切片较理想的DNA样品应具备的条件①应不含有对酶活性有抑制作用的有机溶剂和高浓度的金属离子②最大程度上避免蛋白质多糖和脂类的污染③排除RNA分子的污染与干扰真核细胞基因组DNA的提取方法①温和裂解细胞并溶解DNA，是DNA与组蛋白分离，并完整的地以可溶形式分离出来②采用酶学或化学试剂酚等去除蛋白质RNA及其他大分子酚抽提法抽提后混合物经离心分离分为①上层是含核酸和多糖的水层②中层为不溶性变性蛋白③下层为含变性蛋白和细胞残渣等的酚层基因组DNA用酚抽提法在整个提取过程中应考虑的两个原则①防止DNase对DNA降解②减少对DNA的机械剪切破坏原核细胞基因组DNA的分离纯化步骤①破碎菌体，采用去垢剂SDS或溶菌酶处理②去除蛋白质，主要用盐析法和有机溶剂处理的方法③去除RNA简述镰状细胞贫血的分子诊断方法（Southern杂交进行分子诊断）检测肿瘤相关病毒基因有哪些（P176）①致病性DNA病毒（人乳头病毒【HPV、乙型肝炎病毒【HBV、EB病毒、人类疱疹病毒-8【HHV-8）②致瘤性RNA病毒（丙型肝炎病毒【HW、T细胞白血病\淋巴瘤病毒【HTLV-1）理想的肿瘤标志物应具备的特点（P176）①灵敏度高②特异性好③具有器官特异性④与肿瘤大小及分期密切相关⑤可用于肿瘤的疗效及预后检测细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）细胞周期蛋白cyclin第二章基因、基因组与分子标志物1.基因指可以转录成RNR的DNA片段，基因的产物可以是蛋白质和RNA。
基因按功能可以分为结构基因和调节基因。
2.基因组是指整个生物体的全套遗传信息，包括所有基因和基因间的区域。
基因组的大小称为C值3.结构基因是指能编码蛋白质或RNA的基因4.调控基因是指基因组中有些核苷酸区域本身并不进行转录但可以对其临近的基因的表达起调控作用，那些起调控作用的非编码序列也称为调控基因。
5.操纵子操纵基因与其控制下的结构基因共同组成的功能单位。
6.断裂基因是指基因的内部存在间隔区的DNA序列与该基因所决定的蛋白质没有关系，间隔区又称为内含子，与此相对应出现在成熟RNA中的有效区段称为外显子7.重叠基因是指基因的开放阅读框(Orf)存在一个或多个核苷酸重叠的基因8.跳跃基因又称转座基因是指基囚在染色体上的位置不固定，能由一条染色体跳跃到另一条染色体上。
9.必需基因生物体中存在的-些维持生物细胞生长所必须的基因，缺失或突变这此基因均可导致生物体死亡。
10.C值矛盾又成为C值悖论，生物的进化程度与基为组大小不完全成比例的现象。
11.在同种生物个体中C值总是恒定的12.基因组学的任务:研究生物基因组的组成，基因组内各基因的结构功能及表达调控的科学。
包括基因维核苷酸序列测定，基因组作图，基因定位及基因功能分析等。
可分为:结构基因组学和功能基因组学。
13.真核生物:是所有含细胞核的单细胞或多细胞生物的总称。
14.核小体:染色质的基本组成单位15.多基因家族:一些有编码功能的重复序列，是指起源相同，序列相同，功能相同的一组基因16.假基因:基因家族中有的成员因突变而失活，不能表达出有活性的产物称为假基因。
简答题1、线粒体DNA的遗传特性母系遗传，线粒体DNA损伤后不易修复，遗传密码与通用遗传密码有差别2、人类DNA分子多态性的产生的方式重复序列单元的拷贝数变异转座因子导致的分子多态单个核苷酸的变异3、微卫星DNA的排列方式完全重复，不完全重复，混合重复4、微卫星DNA多态性的主要成因核心区重复序列的拷贝数差异(是减数分裂过程中姐妹染色单体的不均等交换，或者是DNA 复制过程中的复制滑移所造成的。
)5、ALu序列:是一种主要的SINE,是灵长类动物基因组中特有的含量非常丰富的，高度重复序列6、原核生物基因组的特点:①基因组相对较小②基因组的功能单位是操纵子结构③除18s，28s，SsrRNA 及tRNA基因外，原核生物托结构基因均为单拷贝基因④基因组中几乎没有重复序列⑤DNA分子中有各种功能区质粒的含义质粒是独立于染色体外能自主复制的核酸分子，属染色体外基因组。
8、质粒的结构质粒核酸有的是DNA有的是RNA,分子可能是环状或线9、质粒的功能质粒DNA编码多种蛋白质，有的与质粒自身的复制和稳定性有关，有的控制宿主细胞的多种性状10、转座因子:能在基因组中从一个位点移至另一位点的DNA序列称为转座因子或可转座原件(转座因子广泛存在于原核和真核生物中:转座作用的结果常导致宿主细胞的基因组DNA 的插入突变或基因重排，是毗邻基因失活或表达水平下降。
)11、原核生物转座因子的种类插入序列，Tn,可转移性噬菌体IS 的结构特点IS两端有正向重复序列和反向重复序列由于IR的对称结构使IS既可正向插入靶位点也可反向插入靶位点IS的中间为编码序列仅编码与转座有关的酶IS 的功能特点①Is转座位点的选择有随机选择。
热点选择及特异位点的选择②极性效应③IS插入宿主DNA后常引起插入位点发生缺失，重复或倒位等基因突变④IS可从插入位点准确切割下来，使失活的基因功能恢复，此过程称为切离⑤两个基因组可通过共同的IS序列介导同源重组转座的类型复制型转座与非复制型转座( 两种机制:一种是通过供体和受体DNA序列之间的连接来完成;另一种是转座因子从供体位点上切离，直接插入受体位点，这种方式又称保守转座或“切黏”机制15、病毒在结构上包括:包膜衣壳病毒基因组其他内容物16、病毒基因组的结构与功能特征1帽子poly (A)尾结构2粘性末端:对于双链DNA病毒而言，基因组双链两段具有能够互补的单链DNA部分3末端正向重复序列4末端反向重复序列5重叠基因第三章样本的采集与处理1.血液样本的采集部位：静脉采血（肘前静脉）动脉采血（股动脉、桡动脉）毛细血管采血（耳垂、指端）2.血液样本的采集注意事项：⑴除急诊和特殊病例，均要求空腹采血（早晨空腹或禁食12小时）⑴溶血可影响血液成分的检测结果（压脉带压迫时间不宜超过1分钟，否则易溶血）⑴需抗凝的样本宜轻轻颠倒混匀，避免溶血。
⑴患者输液时，不易采集血液。
⑴样本采集后应尽快送检；⑴采血部位应严格消毒3.样本运送原则：密闭、防震、防漏、防污染。
4.真核细胞基因组较理想的DNA样品应具备的条件。
⑴应不含有对酶活性有抑制作用的有机溶剂和高浓度的金属离子。