分子診斷的主要技術有核酸分子雜交(FISH)、聚合酶鏈反應(PCR)、基因檢測技術和生物芯片技術(gene chip)。
熒光原位雜交技術(fluorescence in situ hybridization,FISH):是一種應用非放射性熒光物質依靠核酸探針雜交原理在核中或染色體上顯示DNA序列位置的方法。
FISH的基本原理是用已知的標記單鏈核酸為探針,按照堿基互補的原則,與待檢材料中未知的單鏈核酸進行特異性結合,形成帶顏色的雜交信號,從而在顯微鏡下進行目的基因的定位檢測觀察。
一、FISH流程
1、 根據目的基因信息設計合成帶標記的特異性探針;
2、 待測樣本制備(組織切片,細胞爬片);
3、(1)探針變性:將探針在75℃怛溫水浴中溫育5min,立即置0℃,5~10min,使雙鏈DNA探針變性。
(2)標本變性:將標本于50℃培養箱中烤片2~3h;玻片標本,將其浸在70~75℃的體積分數70%甲酰胺/2×SSC的變性液中變性2~3min;立即按順序將標本經體積分數70%、體積分數90%乙醇系列脫水,每次5min,然后空氣干燥。
4、雜交、將已變性或預退火的DNA探針10mL滴于已變性并脫水的玻片標本上,蓋上18×18蓋玻片,用Parafilm封片,置于源潮濕暗盒中37℃過夜(約15~17h)。
5、顯微鏡下觀察信號,結果分析。
二、FISH技術優缺點
優點:
1、熒光試劑和探針經濟、安全;
2、探針穩定,一次標記后可在兩年內使用;
3、實驗周期短、能迅速得到結果、特異性好、定位準確;
4、FISH可定位長度在1kb的DNA序列,其靈敏度與放射性探針相當;
5、多色FISH通過在同一個核中顯示不同的顏色可同時檢測多種序列;
缺點:
1、不能達到100%雜交,特別是在應用較短的cDNA探針時效率明顯下降。
三、FISH技術臨床運用
1、疾病診斷
1)地中海貧血基因檢測:定性檢測地中海貧血基因突變。
2)BCR/ABL融合基因檢測:檢測白血病骨髓細胞中BCR/ABL融合基因的存在。
3)AML1/ETO融合基因檢測:定性檢測白血病患者骨髓樣本中的AML1/ETO融合基因,僅用于初治病人的分子分型的輔助診斷。
4)PML/RARA融合基因檢測:定性檢測白血病患者骨髓樣本中的PML/RARA融合基因,僅用于初治病人的分子分型的輔助診斷。
5)肝炎病毒基因分型檢測:乙型肝炎和丙型肝炎分型檢測
6)解脲脲原體基因分型檢測:定性對人泌尿生殖道樣本中解脲脲原體的分型檢測。
7)人乳頭瘤病毒(23個型)基因分型檢測:定性檢測尿道分泌物、宮頸脫落細胞、疣體細胞等樣本中人乳頭瘤病毒(HPV)基因型別。
8)新型冠狀病毒2019-nCoV核酸檢測:心冠病毒檢測。
9)分枝桿菌菌種鑒定基因檢測:定性檢測人痰液樣本中的如下所示種(群)的分枝桿菌。
10)淋球菌/沙眼衣原體/解脲脲原體檢測:檢測生殖道分泌物、宮頸細胞樣本中淋球菌、沙眼衣原體、解脲脲原體DNA的存在。
2、用藥指導
1)CYP3A5(A6986G)基因檢測:人外周血基因組DNA 中CYP3A5基因6986位點基因型。用于評估免疫抑制劑(如環孢素、他克莫司等藥物)臨床療效和毒副作用和指導免疫抑制劑的個體化用藥。
2)CYP2C9和VKORC1基因多態性檢測:華法林(房顫、血栓、肺栓塞等)個體化用藥指導。
3、產前診斷
1)MTHFR (C677T)基因檢測試;定性檢測從人外周血提取的DNA中5,10亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因677位單核苷酸突變。預防新生兒出生缺陷、心腦血管等疾病的發生。
2)產前染色體數目檢測:檢測羊水細胞中13號、18號、21號、X及Y染色體的數目。
4、在實體瘤中的應用
1)EGFR基因檢測試:定性檢測確診為非小細胞型肺癌患者的石蠟包埋肺癌組織切片中的EGFR基因擴增。
2)ALK基因重排檢測試:用于檢測臨床確診非小細胞肺癌(NSCLC)患者石蠟包埋組織切片中ALK基因重排情況.
3)HER-2/neu基因檢測試:定性檢測確診為乳腺癌患者的石蠟包埋乳腺癌組織切片中的HER-2/neu基因(17q12)擴增。
4)TOP2A基因異常檢測:用于檢測臨床確診乳腺癌患者的10%中性福爾馬林固定石蠟包埋組織切片中TOP2A基因異常情況
5)人類K-ras基因突變檢測:用于體外定性檢測臨床確診的結直腸癌、非小細胞肺癌患者石蠟包埋組織樣本提取的DNA樣本中K-ras基因外顯子2和3的8種基因突變。
6)膀胱癌細胞染色體及基因異常檢測:檢測尿液中脫落細胞的3號、7號、17號染色體的數目及9號染色體上p16基因位點的數目。
四、自動核酸分子雜交儀