檢驗醫(yī)學是醫(yī)學的重要組成部分,為臨床對疾病預防、診斷、治療和預后判斷等提供重要信息[1]。隨著醫(yī)學技術(shù)和醫(yī)療設備的不斷發(fā)展,分子診斷學技術(shù)在檢驗醫(yī)學中的應用越來越廣泛。分子診斷學是利用分子生物學理論、技術(shù)和方法來研究人體內(nèi)源性或外源性生物大分子及其體系的存在與否及其結(jié)構(gòu)或表達調(diào)控的變化,為疾病的預防、預測、診斷、治療和轉(zhuǎn)歸提供信息和決策依據(jù)。分子診斷學技術(shù)在個體基因方面更為重視,這類診斷技術(shù)既能夠準確而有效地判斷疾病類型,又能夠預測出疾病的攜帶者以及易感人群。分子診斷學技術(shù)不僅可以有效提高檢驗技術(shù)水平,還有利于臨床醫(yī)生對疾病進行全面分析。分子診斷學技術(shù)促進了檢驗醫(yī)學的發(fā)展,尤其是在患者疾病的診斷以及患者疾病病程和結(jié)局的預測方面,可更深層次的揭示疾病的本質(zhì)。
經(jīng)過多年的發(fā)展,分子診斷學技術(shù)主要分為基因測序技術(shù)、分子雜交技術(shù)以及基因擴增技術(shù)等[2]。由于分子診斷學技術(shù)在疾病診斷方面有快速、準確且可自動化的優(yōu)點,其在檢驗醫(yī)學中具有重要地位。
基因測序技術(shù)是先對基因采取片段化的方式,并在此基礎上構(gòu)建基因文庫,然后將基因文庫和載體相交聯(lián),與此同時使其擴增,實現(xiàn)在載體上合成的同時,能夠?qū)?shù)量龐大的數(shù)據(jù)進行測序。臨床研究表明,由于基因測序技術(shù)具有測序時間短、測序結(jié)果準確的特點,通??捎糜谝?guī)模比較大的檢測,同時在分析和研究外顯子、內(nèi)含子以及全基因組序列等方面也發(fā)揮著重要作用[3]。
分子雜交技術(shù)指在一定條件下,將兩條基因序列為同源的核酸單鏈形成雙鏈,其中遵循的原則為堿基互補配對原則。分子雜交技術(shù)主要包括熒光原位雜交技術(shù)、菌落原位雜交技術(shù)、Northern印跡法、斑點雜交技術(shù)、芯片雜交技術(shù)、Southern印跡法等[4]。原位雜交技術(shù)指在人體的染色體、組織或者細胞上,按照堿基互補配對原則,使得靶基因得以顯示。在分子雜交技術(shù)中,Southern印跡法仍然在檢驗醫(yī)學中得到廣泛應用,尤其在判斷基因突變方面,是目前各類探針雜交技術(shù)中最為常規(guī)的檢測方法。原位雜交技術(shù)通??捎糜跈z測癌癥基因、確定基因位置等。
基因擴增技術(shù)指根據(jù)高溫條件下DNA產(chǎn)生變性,低溫條件下DNA產(chǎn)生復性的特點,在溫度變化的過程中,經(jīng)過變性、復性以及延伸,最終實現(xiàn)在體外擴增核酸片段的技術(shù)[5]?;驍U增技術(shù)由于具有速度快、操作方便、靈敏度高、標本要求低以及特異性高等特點,在食品檢驗、醫(yī)學、農(nóng)學等領域均得到廣泛應用。聚合酶鏈反應技術(shù)主要包括常規(guī)聚合酶鏈反應技術(shù)和實時聚合酶鏈反應技術(shù)。常規(guī)聚合酶鏈反應技術(shù)被廣泛應用在定性檢測,包括基因融合、基因缺失以及基因突變方面的檢測,此類技術(shù)具有設備要求低、檢測成本低的優(yōu)點,但同時也存在不能實時對基因擴增過程進行檢測、不能確定起始模板量的缺點,是一種只能采取半定量或者定性的方式來分析擴增最終產(chǎn)物的檢測技術(shù)。實時聚合酶鏈反應技術(shù)被廣泛應用在分析mRNA的表達水平、對核酸進行定量等醫(yī)學檢驗中,此類技術(shù)具有重復性佳、特異性強以及準確度高的優(yōu)點,在患者病情的診斷、臨床用藥的分析以及藥物作用的監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。
分子診斷學技術(shù)能夠詳細闡明疾病的發(fā)生機制,目前分子診斷學技術(shù)在檢驗醫(yī)學中主要應用于遺傳性疾病以及感染性疾病中[6]。
遺傳性疾病是由于遺傳物質(zhì)(基因及染色體)改變而引起的疾病,包括單一基因缺陷性疾病、染色體變異遺傳疾病、多重基因影響的遺傳性疾病等,臨床多通過基因檢測以輔助臨床診斷。分子診斷學技術(shù)經(jīng)過分析人體內(nèi)遺傳物質(zhì)的基因、表達以及轉(zhuǎn)錄的關(guān)系,對患者病情做出輔助診斷。研究表明,分子診斷學技術(shù)不僅能夠準確診斷由基因突變、基因缺失等引起的遺傳性疾病,還可以為病因不明確的疾病診斷提供一定的依據(jù)。比如研究證實,由于β-珠蛋白基因中的密碼子序列發(fā)生改變,導致人體內(nèi)鐮狀細胞出現(xiàn)貧血[7]。此時聚合酶鏈反應技術(shù)的應用能夠?qū)⑼蛔兊奈稽c經(jīng)過變性、復性以及延伸,最終實現(xiàn)在體外擴增β-珠蛋白基因片段,從而更為有效而準確地診斷患者的遺傳性疾病。另有研究顯示,高通量測序技術(shù)在檢驗醫(yī)學中的應用能夠準確、有效地判斷疾病類型,預測胎兒可能患有的遺傳性疾病,包括18-三體綜合征(愛德華綜合征)以及21-三體綜合征(唐氏綜合征)等,減少畸形兒出生的概率[8]。
感染性疾病是由各種生物病原體侵入機體引起的疾病。感染性疾病通常采用血清學或者培養(yǎng)病原體的方式對患者進行診斷。目前臨床中在免疫學各項指標的檢測中,應用最為普遍的檢測方式是酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)。ELISA法由于具有檢測速度快、檢測方式簡便、靈敏度高以及特異性強的特點,在診斷感染性疾病,例如乙肝、艾滋病、丙肝、梅毒等疾病中得到廣泛應用。但值得注意的是,ELISA法仍存在著溶血、脂濁以及黃疸等影響因素,這些影響因素會對檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾,造成檢測準確度低的后果[9]。聚合酶鏈反應技術(shù)以及基因芯片技術(shù)由于具有高效率、高敏感度和低耗時的特點,在檢測病原微生物方面得到廣泛應用。相比于傳統(tǒng)的酶鏈免疫法,實時聚合酶鏈反應技術(shù)在乙肝病毒上載量檢測的應用能夠準確評價患者病情,同時還能有效診斷患者疾病以及預測患者疾病病程和結(jié)局[10]。
雖然分子診斷技術(shù)具有靈敏度高、特異性好、針對性強等優(yōu)勢,但是其操作復雜、質(zhì)量控制較為困難,且在技術(shù)流程標準化方面仍有一定的難度,因此應用受到限制。分子診斷學的檢測平臺目前在我國的發(fā)展仍處于初期探索階段,檢驗醫(yī)學自動化的實現(xiàn)仍然需要時間,且相較于發(fā)達國家,我國的檢測平臺較為單一,涵蓋的領域范圍較窄。此外,臨床中仍存在著操作不規(guī)范等一系列問題[11-12]。與此同時,分子診斷學技術(shù)對檢測環(huán)境、技術(shù)人員和儀器都有著更高的要求。綜上,在分子診斷學技術(shù)的發(fā)展中,仍存在著亟待解決的問題,需要有針對性地對不足之處進行改善,推動分子診斷學的發(fā)展。