临床分子生物学检验临床应用
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分子生物学是生命科学中发展最快并且与其他学科广泛 交叉和渗透，已成为主导21世纪生命科学的前沿学科。
临床分子生物学检验的定义及其发展
• 目的：研究生命现象本质 • 对象：生物分子的结构与功能 • 技术：基因克隆、基因扩增、基因组测序、基因敲除、印
迹杂交、芯片技术、双向电泳等。
临床分子生物学检验的定义及其发展
四、循环游离核酸
包括游离DNA和游离RNA，与生理和病理状态下的细胞 代谢密切相关。其水平检测在产前诊断、肿瘤早期诊断和 病程监测等方面意义重大。如血浆中microRNA可作为潜 在分子标志物. 1.循环游离核酸与肿瘤 在肿瘤患者检测microRNA、K-ras、P53、APC等癌基因 和抑癌基因的突变，对肿瘤的治疗和病程都可进行监测， 可作为潜在的早期诊断和预后判断的分子标志物。
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分源自文库生物学检验
展 发 生、 发
诊断、 治疗
以疾病 为中心
预防、控制
可实现微量标本、 微量生物分子的 微小变化的快速
检验
生物分子 标志物
靶标
针对疾病相关生 物分子在疾病发 生发展、预防干 预、治疗过程中 的变化趋势、规 律、范围
新高一特代异检性验 诊断技术
高自动化
临床分子生物学检验发展经历的四个阶段：
三、以生物芯片为核心的高通量密集型技术。根据芯片 上固定的探针不同，可分为基因芯片、蛋白质芯片、组 织芯片等。主要用于基因表达谱测定、突变检测、多态 性分析、杂交测序等。 四、以DNA测序技术为核心技术。 DNA测序可以为临床疾 病的分子诊断提供最精确的判定依据，现已成为临床分 子生物学检验基本技术之一。特别是第三代测序技术-单 分子实时测序，速度更快，成本更低，将使个体化医疗 成为现实。
三、基因多态性
基因多态性用于：
1.基因定位和遗传病相关性分析 通过分析遗传标志的多态性，可将 致病基因定位于染色体的特定区域，推测遗传标志与疾病的关联程度。 2.疾病诊断和遗传咨询 遗传性疾病除了对患者基因缺陷分析以外， 还要对其家系成员有无疾病病风险进行评估。当孕妇为携带者时要做 产前诊断。 3.多基因病的研究 主要是检测相关基因的多态性，有助于了解疾病 发生机制、疾病分类、靶器官损伤情况、指导个体用药和评估病情预 后。 4.器官移植配型和个体识别 主要是器官移植前HLA配型，犯罪嫌疑 人识别、亲子鉴定等。
RNA为 靶标
临床分子生物学检验靶标及其应用
RNA病毒基因组序列测定及其拷贝数测定 基因转录产物mRNA水平的检测 疾病相关的各种微小RNA（micro RNA ）的检验分析 外周血游离循环RNA的检测
蛋白质分 子标志物 为靶标
癌胚抗原CEA、CA系列检测 各种血浆蛋白测定 病原体感染后抗体谱的检测
分子生物学打破了学科的界线 医学分子生物学把医学各学科联系在一起
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分子生物学：是利用分子生物学理论与技术从基因组、 转录组、蛋白质组、代谢物组等水平研究疾病的发生发展 机制、疾病的预测与风险评价、疾病的临床诊断与治疗， 以及疾病的预防与控制。临床分子生物学将有力地推动临 床医学走向分子医学时代。
二、 基因突变
2.线粒体基因突变 线粒体基因突变检测（PCR、点突变 检测）对诊断线粒体遗传病有重要价值。如糖尿病的研究。 3.肿瘤相关基因 研究基因结构的改变、癌基因激活和抑 癌基因失活机制、信号传导通路中相关分子的变化，对我 们了解肿瘤的发生机制、浸润转移与基因改变的关系，寻 找肿瘤治疗靶点提供了突破口。
临床分子生物学发展及临床应用
生命科学的发展过程：
整体水平
细胞水平
分子水平
Robert Hooke,1665
Watson,Crick,1953
从整体水平到分子水平示意图
临床分子生物学检验的定义及其发展
20世纪50年代，Watson and Crike提出了DNA双螺旋结 构，标志着现代分子生物学的兴起，为人类生命现象的本 质奠定了基础。
代谢物为 靶标
脂肪酸代谢 氨基酸代谢 有机酸代谢 药物代谢
基因组DNA靶标是目前临床分子生物学检验最常用的分子靶标
一、病原生物基因组
1. 菌种鉴定：PCR-测序和PCR-DNA 探针杂交等技术可以快 速和准确的用于结核杆菌菌种的鉴定，缩短检测时间。 2.确定病毒感染和病毒载量：荧光定量PCR技术是明确感染 源，判断病情及传染性，监测临床疗效的客观和有效指标。
一、病原生物基因组
3.病毒分析：基因型变异产生不同临床症状和预后，基因变 异使病毒产生变异株，导致耐药。 4.细菌耐药监测和分子流行病学调查：抗生素大量使用导致 菌群失调，机体微生态平衡遭到破坏。用随机扩增多态性 DNA技术进行耐药基因分型、同源性分析；指导选择治疗方 案。还可用于追踪和控制传染源及可能的传播途径，确定患 者反复感染是源于复发还是在感染等。
二、 基因突变
1.致病基因的分子缺陷 单基因致病基因的检测是诊断遗 传性疾病最可靠的实验手段。采用DNA印记技术、PCR技术、 突变检测技术、基因表达产物量分析技术等可以确定疾病的 分子缺陷，明确诊断。致病基因结构发生了改变，影响 了编码产物量和质的改变，如血红蛋白病、血友病、 Duchenne 肌营养不良等。
高灵敏度 高特异性 高通量化
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分子生物学检验发展经历的四个阶段：
一、1976年，以导致遗传病的基因突变位点为靶标，以 液相DNA分子杂交为核心 ，成功的进行了地中海贫血的 产前诊断，开创了临床分子生物学检验的先河。 二、1985年，以PCR技术为核心，大量扩增DNA序列，衍 生出了很多检测方法（限制性内切酶多态性分析技术、 单链构象多态性技术）等；
临床分子生物学检验靶标及其应用
从广义上来讲，应用到临床的分子标志物包括基因组DNA 、 各种RNA 、蛋白质和各种代谢物，目前，临床分子生物学检 验的靶标主要以核酸（DNA 或RNA ）为主。
DNA为 靶标
个体基因组特征性DNA片段鉴定（病原菌、致病基因疾病相关基因位点）
基因拷贝数的测定 基因组DNA突变的检验分析 基因组DNA中基因表达的各种调控元件（启动子、沉默子、增强子）的检验分析 线粒体基因组DNA拷贝数测定与突变的检验分析 外周血游离循环DNA的检测
临床分子生物学检验的定义及其发展
• 目的：研究生命现象本质 • 对象：生物分子的结构与功能 • 技术：基因克隆、基因扩增、基因组测序、基因敲除、印
迹杂交、芯片技术、双向电泳等。
临床分子生物学检验的定义及其发展
四、循环游离核酸
包括游离DNA和游离RNA，与生理和病理状态下的细胞 代谢密切相关。其水平检测在产前诊断、肿瘤早期诊断和 病程监测等方面意义重大。如血浆中microRNA可作为潜 在分子标志物. 1.循环游离核酸与肿瘤 在肿瘤患者检测microRNA、K-ras、P53、APC等癌基因 和抑癌基因的突变，对肿瘤的治疗和病程都可进行监测， 可作为潜在的早期诊断和预后判断的分子标志物。
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分源自文库生物学检验
展 发 生、 发
诊断、 治疗
以疾病 为中心
预防、控制
可实现微量标本、 微量生物分子的 微小变化的快速
检验
生物分子 标志物
靶标
针对疾病相关生 物分子在疾病发 生发展、预防干 预、治疗过程中 的变化趋势、规 律、范围
新高一特代异检性验 诊断技术
高自动化
临床分子生物学检验发展经历的四个阶段：
三、以生物芯片为核心的高通量密集型技术。根据芯片 上固定的探针不同，可分为基因芯片、蛋白质芯片、组 织芯片等。主要用于基因表达谱测定、突变检测、多态 性分析、杂交测序等。 四、以DNA测序技术为核心技术。 DNA测序可以为临床疾 病的分子诊断提供最精确的判定依据，现已成为临床分 子生物学检验基本技术之一。特别是第三代测序技术-单 分子实时测序，速度更快，成本更低，将使个体化医疗 成为现实。
三、基因多态性
基因多态性用于：
1.基因定位和遗传病相关性分析 通过分析遗传标志的多态性，可将 致病基因定位于染色体的特定区域，推测遗传标志与疾病的关联程度。 2.疾病诊断和遗传咨询 遗传性疾病除了对患者基因缺陷分析以外， 还要对其家系成员有无疾病病风险进行评估。当孕妇为携带者时要做 产前诊断。 3.多基因病的研究 主要是检测相关基因的多态性，有助于了解疾病 发生机制、疾病分类、靶器官损伤情况、指导个体用药和评估病情预 后。 4.器官移植配型和个体识别 主要是器官移植前HLA配型，犯罪嫌疑 人识别、亲子鉴定等。
RNA为 靶标
临床分子生物学检验靶标及其应用
RNA病毒基因组序列测定及其拷贝数测定 基因转录产物mRNA水平的检测 疾病相关的各种微小RNA（micro RNA ）的检验分析 外周血游离循环RNA的检测
蛋白质分 子标志物 为靶标
癌胚抗原CEA、CA系列检测 各种血浆蛋白测定 病原体感染后抗体谱的检测
分子生物学打破了学科的界线 医学分子生物学把医学各学科联系在一起
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分子生物学：是利用分子生物学理论与技术从基因组、 转录组、蛋白质组、代谢物组等水平研究疾病的发生发展 机制、疾病的预测与风险评价、疾病的临床诊断与治疗， 以及疾病的预防与控制。临床分子生物学将有力地推动临 床医学走向分子医学时代。
二、 基因突变
2.线粒体基因突变 线粒体基因突变检测（PCR、点突变 检测）对诊断线粒体遗传病有重要价值。如糖尿病的研究。 3.肿瘤相关基因 研究基因结构的改变、癌基因激活和抑 癌基因失活机制、信号传导通路中相关分子的变化，对我 们了解肿瘤的发生机制、浸润转移与基因改变的关系，寻 找肿瘤治疗靶点提供了突破口。
临床分子生物学发展及临床应用
生命科学的发展过程：
整体水平
细胞水平
分子水平
Robert Hooke,1665
Watson,Crick,1953
从整体水平到分子水平示意图
临床分子生物学检验的定义及其发展
20世纪50年代，Watson and Crike提出了DNA双螺旋结 构，标志着现代分子生物学的兴起，为人类生命现象的本 质奠定了基础。
代谢物为 靶标
脂肪酸代谢 氨基酸代谢 有机酸代谢 药物代谢
基因组DNA靶标是目前临床分子生物学检验最常用的分子靶标
一、病原生物基因组
1. 菌种鉴定：PCR-测序和PCR-DNA 探针杂交等技术可以快 速和准确的用于结核杆菌菌种的鉴定，缩短检测时间。 2.确定病毒感染和病毒载量：荧光定量PCR技术是明确感染 源，判断病情及传染性，监测临床疗效的客观和有效指标。
一、病原生物基因组
3.病毒分析：基因型变异产生不同临床症状和预后，基因变 异使病毒产生变异株，导致耐药。 4.细菌耐药监测和分子流行病学调查：抗生素大量使用导致 菌群失调，机体微生态平衡遭到破坏。用随机扩增多态性 DNA技术进行耐药基因分型、同源性分析；指导选择治疗方 案。还可用于追踪和控制传染源及可能的传播途径，确定患 者反复感染是源于复发还是在感染等。
二、 基因突变
1.致病基因的分子缺陷 单基因致病基因的检测是诊断遗 传性疾病最可靠的实验手段。采用DNA印记技术、PCR技术、 突变检测技术、基因表达产物量分析技术等可以确定疾病的 分子缺陷，明确诊断。致病基因结构发生了改变，影响 了编码产物量和质的改变，如血红蛋白病、血友病、 Duchenne 肌营养不良等。
高灵敏度 高特异性 高通量化
临床分子生物学检验的定义及其发展
临床分子生物学检验发展经历的四个阶段：
一、1976年，以导致遗传病的基因突变位点为靶标，以 液相DNA分子杂交为核心 ，成功的进行了地中海贫血的 产前诊断，开创了临床分子生物学检验的先河。 二、1985年，以PCR技术为核心，大量扩增DNA序列，衍 生出了很多检测方法（限制性内切酶多态性分析技术、 单链构象多态性技术）等；
临床分子生物学检验靶标及其应用
从广义上来讲，应用到临床的分子标志物包括基因组DNA 、 各种RNA 、蛋白质和各种代谢物，目前，临床分子生物学检 验的靶标主要以核酸（DNA 或RNA ）为主。
DNA为 靶标
个体基因组特征性DNA片段鉴定（病原菌、致病基因疾病相关基因位点）
基因拷贝数的测定 基因组DNA突变的检验分析 基因组DNA中基因表达的各种调控元件（启动子、沉默子、增强子）的检验分析 线粒体基因组DNA拷贝数测定与突变的检验分析 外周血游离循环DNA的检测