[医学]临床基因诊断
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• 策略 –检测已知的能产生某种特定功能蛋白的基因 –检测与某种遗传标志连锁的的致病基因 –检测表型克隆基因
分子诊断的临床应用
感染性疾病的诊断 遗传疾病的诊断 肿瘤的诊断 法医学鉴定
一、感染性疾病的诊断
利 用 PCR 技 术 或 PCR 与 分 子 杂 交 标记相结合，可 以快速准确地检 测出病原性物质。
• 核酸分子杂交 • PCR（聚合酶链式反应） • 限制性酶切分析 • SSCP（单链构象多态性分析） • DNA 测序 • DNA 芯片技术
• DNA Southern blot, FISH,PCR, Sequencing,
micoarray, restriction analysis, RFLP，SSCP
例一：疟疾的分子诊断：
• 检测是否存在疟原虫
1. 抽取血样进行镜检 2. 免疫诊断:ELISA检测疟原虫蛋白或抗体
无法区分是以前感染还是现在感染
3. DNA杂交诊断
• PCR检测 • 针对疟原虫特有的一段188bp的DNA序列设
计引物，特异地从锥虫基因组中扩增得到 188bp的条带
• 原位PCR(in situ PCR,ISPCR ) • 在细胞或细胞切片上对待测的低拷贝数基因进行扩
合血法：
等到了明代，更是采用了“合血法”来识别亲 权。明末清初的检验书籍中都有相同的记载：“亲 子兄弟或自幼分离，欲相认识。难辨真伪。命各刺 出血，滴一器内，真则共凝为一，否则不凝也。”
Baidu Nhomakorabea法：
• DNA指纹是指对待测样品中 的DNA进行分析所得到的具 有特征性的DNA分子杂交图 谱
• 最常用的DNA探针是微卫星 序列
• 稳定性高 – 基因的化学组成为核酸，比蛋白质稳定，且不需 处于活性状态
• 诊断范围广，适应性强 – 确切的诊断，也能确定与疾病的关联状态
• 临床应用前景好
基因诊断优点
• 从基因水平彻底揭示疾病的病因及发病机制 • 显著提早产前诊断的时间 • 无需对组织、器官或细胞进行选择 • 快捷准确、安全
基因诊断常用的技术
• 九十年代中期PCR临床应用在国内全面开展，1998 年，荧光定量PCR技术开始在中国应用于临床检测。
基因诊断
基因
蛋白质
性状
基因 诊断
生化 诊断
临床 诊断
检测寄生虫感染的诊断方法的比较
基因诊断的特点
• 特异性高 – 检测目标是基因，为原始的致病因素
• 灵敏度高 – 待测标本往往微量，目的基因只需pg水平
增，并通过原位杂交进行检测
• 不仅能检测出病原微生物的存在，且能够在组织细 胞中定位
二、遗传性疾病的诊断
羊水和胎盘绒毛膜检测
镰刀形细胞贫血症(sickle-cell anemia)
• 典型的单基因遗传性疾病 • 血红蛋白的β链（β珠蛋白）的第六个氨基酸Glu发
生突变成Val
血红蛋白 链上 谷氨
• “小卫星”具有高度的可变性，但在“小卫星DNA “中有 一小段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如 果把核心序列串联起来作为分子探针与不同个体的DNA进行 分子杂交，就会出现各自特有的杂交图谱。它们与人的指纹 一样具有专一性和特异性，因此称作“DNA指纹”
• 通过对人类基因组的解析，发现人与人之间99．99％的碱 基序列都相同，而剩下的0.01%的碱基特征序列则来自于双 亲，据此可用于“亲子鉴定”
临床基因诊断
PCR与基因诊断技术
• 基因诊断即通过核酸的分子生物学检测直接检测基因 的存在状态或缺陷对疾病作出诊断的方法。
• Polymerase chain reaction(PCR)，聚合酶链式反应， 是一种DNA的快速扩增技术。PCR技术通过两个短的 称为引物的DNA小片段和一种耐热酶的作用，可在3 个小时内把特定的DNA片段扩增1000万倍。
滴骨验亲法：
以生者的血滴在尸骨上，观察血能否浸入骨内，浸 入的则被认为两者有血缘关系，在各种古籍中有多 种记录。
三国时代（公园220—280年）谢承著《会稽先 贤传》中的《以弟血滴兄骨》可能是记录此法的最 早的史料：陈业的哥哥因海难不幸殒命，当时一同 遇难的有五六十人，并且尸体都已严重腐败而无法 辨认死者的身份。陈业就用刀刺破自己的手臂将血 分别滴在尸骨上，发现其血液只能浸入一具尸骨， 其余皆不能。陈业就这样确认其兄的尸骨。
受害者血样
犯罪嫌疑人 衣物上血样
犯罪嫌疑 人血样
三肿瘤、是基一因种诊分子断病与肿瘤
在细胞内核酸代谢的异常: • 肿瘤细胞和正常细胞的核酸代谢有显著的不同； • 不同类型肿瘤细胞的核酸代谢也有较大的差异； • 相同恶性程度肿瘤细胞的核酸代谢也有所不同。
肿瘤发生机理
• 癌基因的激活 • 抑癌基因的失活（或缺失）
• RNA Northern blot, RT-PCR, micoarrays
• Protein Western blot, Immuno-histochemistry,
microarray
基因诊断的原理
• 利用分子生物学和分子遗传学的技术，从DNA或RNA 水平检测、分析基因的存在、变异和表达状态，从 而对疾病做出诊断的方法
三、法医学应用
DNA指纹
每个人体细胞内都含有23对 染色体，每条染色体中部含 有一个DNA分子，DNA分子 中的核苷酸序列包含着遗传 信息，在DNA分子中存在三 种类型：单拷贝序列、中等 程度重复序列、高度重复序
• 每个重复序列在300个核苷酸长度之内，由于高度重复，序 列经过超离心后以卫星带出现在主要DNA带的附近，所以也 称卫星DNA，其中的重复序列单元则称为“小卫星DNA”
肿瘤相关基因
• 原癌基因 • 癌基因 • 病毒癌基因 • 肿瘤抑制基因 • 肿瘤转移相关基因 • 肿瘤耐药基因等
酸变成缬氨 酸
血友病 基因
英国女王维多利亚。她带有血友病基因，并将其传给了她的儿女。血友病是一种 遗传性凝血障碍疾病，患者可能因很小的伤口而出血不止导致死亡。血友病在女性 一般表现为隐性遗传，较少发病，但会传给后代；在男性则表现为显性遗传，显示 出病症。维多利亚女王在科堡主持的一次欧洲王室成员集会，与会者有17人是她的 后裔，其中有她的孙女亚历山德拉（21），她同俄国沙皇尼古拉二世结婚，导致他 们的儿子患有血友病。
分子诊断的临床应用
感染性疾病的诊断 遗传疾病的诊断 肿瘤的诊断 法医学鉴定
一、感染性疾病的诊断
利 用 PCR 技 术 或 PCR 与 分 子 杂 交 标记相结合，可 以快速准确地检 测出病原性物质。
• 核酸分子杂交 • PCR（聚合酶链式反应） • 限制性酶切分析 • SSCP（单链构象多态性分析） • DNA 测序 • DNA 芯片技术
• DNA Southern blot, FISH,PCR, Sequencing,
micoarray, restriction analysis, RFLP，SSCP
例一：疟疾的分子诊断：
• 检测是否存在疟原虫
1. 抽取血样进行镜检 2. 免疫诊断:ELISA检测疟原虫蛋白或抗体
无法区分是以前感染还是现在感染
3. DNA杂交诊断
• PCR检测 • 针对疟原虫特有的一段188bp的DNA序列设
计引物，特异地从锥虫基因组中扩增得到 188bp的条带
• 原位PCR(in situ PCR,ISPCR ) • 在细胞或细胞切片上对待测的低拷贝数基因进行扩
合血法：
等到了明代，更是采用了“合血法”来识别亲 权。明末清初的检验书籍中都有相同的记载：“亲 子兄弟或自幼分离，欲相认识。难辨真伪。命各刺 出血，滴一器内，真则共凝为一，否则不凝也。”
Baidu Nhomakorabea法：
• DNA指纹是指对待测样品中 的DNA进行分析所得到的具 有特征性的DNA分子杂交图 谱
• 最常用的DNA探针是微卫星 序列
• 稳定性高 – 基因的化学组成为核酸，比蛋白质稳定，且不需 处于活性状态
• 诊断范围广，适应性强 – 确切的诊断，也能确定与疾病的关联状态
• 临床应用前景好
基因诊断优点
• 从基因水平彻底揭示疾病的病因及发病机制 • 显著提早产前诊断的时间 • 无需对组织、器官或细胞进行选择 • 快捷准确、安全
基因诊断常用的技术
• 九十年代中期PCR临床应用在国内全面开展，1998 年，荧光定量PCR技术开始在中国应用于临床检测。
基因诊断
基因
蛋白质
性状
基因 诊断
生化 诊断
临床 诊断
检测寄生虫感染的诊断方法的比较
基因诊断的特点
• 特异性高 – 检测目标是基因，为原始的致病因素
• 灵敏度高 – 待测标本往往微量，目的基因只需pg水平
增，并通过原位杂交进行检测
• 不仅能检测出病原微生物的存在，且能够在组织细 胞中定位
二、遗传性疾病的诊断
羊水和胎盘绒毛膜检测
镰刀形细胞贫血症(sickle-cell anemia)
• 典型的单基因遗传性疾病 • 血红蛋白的β链（β珠蛋白）的第六个氨基酸Glu发
生突变成Val
血红蛋白 链上 谷氨
• “小卫星”具有高度的可变性，但在“小卫星DNA “中有 一小段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如 果把核心序列串联起来作为分子探针与不同个体的DNA进行 分子杂交，就会出现各自特有的杂交图谱。它们与人的指纹 一样具有专一性和特异性，因此称作“DNA指纹”
• 通过对人类基因组的解析，发现人与人之间99．99％的碱 基序列都相同，而剩下的0.01%的碱基特征序列则来自于双 亲，据此可用于“亲子鉴定”
临床基因诊断
PCR与基因诊断技术
• 基因诊断即通过核酸的分子生物学检测直接检测基因 的存在状态或缺陷对疾病作出诊断的方法。
• Polymerase chain reaction(PCR)，聚合酶链式反应， 是一种DNA的快速扩增技术。PCR技术通过两个短的 称为引物的DNA小片段和一种耐热酶的作用，可在3 个小时内把特定的DNA片段扩增1000万倍。
滴骨验亲法：
以生者的血滴在尸骨上，观察血能否浸入骨内，浸 入的则被认为两者有血缘关系，在各种古籍中有多 种记录。
三国时代（公园220—280年）谢承著《会稽先 贤传》中的《以弟血滴兄骨》可能是记录此法的最 早的史料：陈业的哥哥因海难不幸殒命，当时一同 遇难的有五六十人，并且尸体都已严重腐败而无法 辨认死者的身份。陈业就用刀刺破自己的手臂将血 分别滴在尸骨上，发现其血液只能浸入一具尸骨， 其余皆不能。陈业就这样确认其兄的尸骨。
受害者血样
犯罪嫌疑人 衣物上血样
犯罪嫌疑 人血样
三肿瘤、是基一因种诊分子断病与肿瘤
在细胞内核酸代谢的异常: • 肿瘤细胞和正常细胞的核酸代谢有显著的不同； • 不同类型肿瘤细胞的核酸代谢也有较大的差异； • 相同恶性程度肿瘤细胞的核酸代谢也有所不同。
肿瘤发生机理
• 癌基因的激活 • 抑癌基因的失活（或缺失）
• RNA Northern blot, RT-PCR, micoarrays
• Protein Western blot, Immuno-histochemistry,
microarray
基因诊断的原理
• 利用分子生物学和分子遗传学的技术，从DNA或RNA 水平检测、分析基因的存在、变异和表达状态，从 而对疾病做出诊断的方法
三、法医学应用
DNA指纹
每个人体细胞内都含有23对 染色体，每条染色体中部含 有一个DNA分子，DNA分子 中的核苷酸序列包含着遗传 信息，在DNA分子中存在三 种类型：单拷贝序列、中等 程度重复序列、高度重复序
• 每个重复序列在300个核苷酸长度之内，由于高度重复，序 列经过超离心后以卫星带出现在主要DNA带的附近，所以也 称卫星DNA，其中的重复序列单元则称为“小卫星DNA”
肿瘤相关基因
• 原癌基因 • 癌基因 • 病毒癌基因 • 肿瘤抑制基因 • 肿瘤转移相关基因 • 肿瘤耐药基因等
酸变成缬氨 酸
血友病 基因
英国女王维多利亚。她带有血友病基因，并将其传给了她的儿女。血友病是一种 遗传性凝血障碍疾病，患者可能因很小的伤口而出血不止导致死亡。血友病在女性 一般表现为隐性遗传，较少发病，但会传给后代；在男性则表现为显性遗传，显示 出病症。维多利亚女王在科堡主持的一次欧洲王室成员集会，与会者有17人是她的 后裔，其中有她的孙女亚历山德拉（21），她同俄国沙皇尼古拉二世结婚，导致他 们的儿子患有血友病。