您的位置:首页>>公司动态>>企业动态

分子实验-分子病理与检测技术(分子病理学诊断方法有哪些)

发布时间:2021-12-29 10:53:24 阅读:115262次 来源:百度学术

  概述:疾病是一个极其复杂的过程。病理学(pathology)的任务就是运用各种方法研究疾病的原因(病因学,etiology)、在病因作用下疾病发生发展的过程(发病学,pathogenesis)以及机体在疾病过程中的功能、代谢和形态结构的改变(病变,pathological changes),阐明其本质,从而为疾病认识和治疗提供必要的理论基础。

  发展

  病理学的发展大致分四个阶段:

  (1)来源于古希腊哲学的病理学:古希腊名医Hippocrates的液体病理学和Asclepiades的固体病理学,都对疾病的来源作了阐述,但未对医疗实践起到理论指导作用;

  (2)器官病理学的建立:1761年,意大利医学家Morgagni发表了《疾病的部位和病因》一书,从而创立了器官病理学,标志着病理形态学的开端;

  (3)细胞病理学的建立:1858年,德国病理学家Virchow根据对大量尸检材料的显微镜改变,提出了细胞病理学的理论,认为细胞的改变和细胞的功能是一切疾病的基础,并指出了形态学改变与疾病过程和临床表现之间的关系;

  (4)现代病理学的发展:

  ①超微结构病理学--从亚细胞(即细胞器)水平观察病变;

  ②组织化学和细胞化学--能显示细胞内的化学成分;

  ③免疫病理学--用免疫学的基本原理和方法来阐述疾病的病因和发病机制;

  ④遗传病理学--从染色体畸变和基因突变的角度进行疾病的探讨;

  ⑤分子病理学--从分子水平研究疾病的病因和发病机制;

  ⑥免疫组织化学--免疫学与组织化学相结合的方法去探讨疾病的病因、发病机制、组织发生。

  分子病理

  分子病理学是一门新兴学科,是在基因水平上用分子生物学技术研究疾病发生发展的一个病理学分支学科。分子病理学进行的检测通常称之为基因检测,即取检测者的肿瘤组织、胸水或血液等,经提取和扩增其基因信息后,通过相应的分子生物学技术,对被检测者细胞中的DNA分子的基因信息进行检测,分析他的基因状态,从而对肿瘤的诊断或治疗提供一定的帮助。

  (1)意义

  随着分子生物学的发展和对肿瘤发生发展机制的深入认识,病理学诊断已经不再局限于形态学诊断。

  ①基因检测为肿瘤的鉴别诊断提供科学依据。少数疑难病例和罕见类型,当形态鉴别和应用免疫组化分析仍难以确诊时,需要通过基因检测来鉴别诊断,寻找基因水平的异常改变,为确诊病变的性质或类型提供依据。

  ②基因检测是肿瘤个性化及精准治疗的前提。分子靶向治疗已经成为当前肿瘤治疗的热点,分子靶向药物针对特异的分子靶点,因此患者在采用靶向治疗前必须对相应的分子靶点进行基因检测。

  ③遗传性肿瘤相关的基因检测:能够用于高危人群的筛查和早期干预。

  (2)优势

  相比传统诊疗手段,具有精准性和便捷性:

  ①可以找出癌症的突变基因,从而迅速确定对症药物,省去患者尝试各种治疗方法的时间,提升治疗效果;

  ②只需要患者的血液甚至唾液,无需传统的病理切片,可以减少诊断过程中对患者身体的损伤。

  (3)检测技术

  肿瘤的个体化治疗基因检测已在临床广泛应用,实现肿瘤个体化用药基因检测标准化和规范化,是一项意义重大的紧迫任务。检测技术应用的标准化和规范化是保证检测结果的准确性的重要保证。

分子实验

  免疫组化(IHC)

  免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)分析利用抗体和抗原之间的结合的高度特异性,借助于组织化学的方法将抗原抗体结合的部位和强度显示出来,以其达到对组织或细胞中的相应抗原进行定性、定位或定量的研究。

  优点:经济快捷,尤其适用于大量样本的检测分析;

  缺点:影响结果的因素主要包括抗体的选择、检测前组织的固定,观察者解释方面的差别等。

  荧光原位杂交(FISH)

  荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)是通过荧光标记的DNA探针与细胞核内的DNA靶序列杂交,并在荧光显微镜下观察分析其结果的一种分子细胞遗传学技术,主要可对基因缺失、基因融合、基因扩增进行检测。

  优点:可多种荧光标记,显示DNA片段及基因之间的相对位置与方向,空间定位精确;灵敏、特异性好,可同时分析分裂期和间期的多个细胞,并进行定量;可以检测隐匿或微小的染色体畸变及复杂核型

  缺点:对操作和判读技术要求较高,诊断医师必须经过严格的FISH操作和结果判读培训,只有经FISH操作经验丰富的医师判定的结果才具有可靠性;目前检测的成本昂贵、通量低。

  扩增阻滞突变系统 (ARMS)-PCR法

  扩增阻碍突变系统(amplification refractory mutation system, ARMS)是PCR技术应用的发展,也称等位基因特性PCR(allele-specific PCR,AS-PCR)等,用于对已知突变基因进行检测,是目前实验室常用的基因突变检测方法。

  优点:ARMS-PCR法检测灵敏度高,可检测肿瘤细胞中突变比例为1%甚至更低的突变基因;

  缺点:只能检测已知的突变类型,不能发现一些新的、未知的突变;如果检测的突变位点或类型较多,则随着引物数目增加出现非特异性结合的概率也相应增加;当检测位点较多时,对DNA样本量的需求增加。

  数字PCR(Digital PCR)

  数字PCR是一种核酸分子绝对定量技术。相较于qPCR,数字PCR能够直接数出DNA分子的个数,对起始样品绝对定量,目前的应用包括稀有等位基因检测、基因表达绝对定量、核酸标准品绝对定量、二代测序文库绝对定量等。

  优点:灵敏度可达0.001~0.0001%,高特异性,可检测复杂背景下的靶标序列;可高度耐受PCR反应抑制剂;不必依赖对照品或标准品,可对目标拷贝数直接进行精确的鉴定,分析微小的浓度差异;实验数据分析便捷,检测结果以阴性、阳性判读,数据分析自动化;可统计突变率,通过统计分析可得出靶点的突变率。

  缺点:数字PCR仪通量较低,目前通常能检测的信号为FAM和VIC。一般单个反应2种反应效果最佳;数字PCR虽然不依赖标准曲线,但是每次反应之间存在差异,短期内不能代替qPCR,也不能代替其他金标准而作为首选方法。数字PCR仪目前仅用于科研用途,数字PCR走向临床检验还需要一段时间。

  Sanger测序法

  Sanger测序法是DNA序列分析的经典方法,最直接的、可检测已知和未知突变的一种方法。由于该方法可直接读取DNA的序列,因此被认为是基因分型的金标准。

  优点:测序长度较长,可发现新的变异位点,包括一些新的少见的突变形式及突变的确切类型,如点突变、片段缺失。

  缺点:灵敏度不高,突变等位基因需要超过20%才能检出。对样本中肿瘤细胞的含量和比例要求较高,一般要求肿瘤细胞含量不低于50%,如果肿瘤细胞比例低于50%,则假阴性出现的概率会显著增加;不适用于活检或细胞学样本。

  新一代测序 (next generation sequencing,NGS)

  NGS又称大规模平行测序(MPS),包含多种可以一次性产生大量数字化基因序列的测序技术,是继Sanger测序的革命性进步,采用平行测序的理念,能够同时对上百万甚至数十亿个DNA分子进行测序,实现了大规模、高通量测序的目标。

  高通量测序技术不仅可以进行大规模基因组测序,还可用于基因表达分析、非编码小分子RNA的鉴定、转录因子靶基因的筛选和DNA甲基化等相关研究。

  优点:①利用芯片进行测序,可以在数百万个点上同时阅读测序;②有定量功能,样品中DNA被测序的次数反映了样品中这种DNA的丰度;③低成本,利用其进行人类基因组测序,测序成本只需1千美金。

  缺点:检测灵敏度和测序深度相关。一般来说,NGS在肿瘤体细胞突变检测时,检测灵敏度为10%;已知的与肿瘤相关驱动基因数量有限,疾病表型和基因型的关系还有赖于生物信息的解读,目前NGS应用于肿瘤细胞突变检测的标准化和质量控制尚未形成共识。

  展望

  分子病理诊断的临床应用将会进一步扩展经典病理学诊断的内涵,将传统的形态诊断外延到肿瘤发生易感性、基因与染色体变化、基因路径与基因治疗、生物学行为评估、对药物治疗反应的评价、临床预后的预测等医疗全过程之中。

本文链接:https://www.zjby-biotech.com/news/hydt/600.html

注释:[本文仅供阅读]不代表企业及作者的立场,如侵权请联系删除,欢迎分享本文,转载请保留出处!

推荐服务

  • 分子实验

    分子实验平台为广大科研工作提供蛋白、RNA和DNA分子类分析及检测服务···

  • 细胞实验

    细胞实验平台为广大科研工作者提供原代细胞提取、鉴定和培养相关服务···

  • 病理实验

    动物实验平台为广大科研工作者提供动物寄养、疾病模型构建和体内验证···

  • 动物实验

    动物实验平台为广大科研工作者提供科研成果向产品转化的服务,转化方···

  • 精准医疗

    精准医疗平台为癌症患者提供肿瘤移植动物体内服务,模拟患者癌症发展···