分子诊断学在检验医学中的应用前景
20世纪50年代Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，标志着分子生物学作为一门独立学科的诞生，70年代以来，分子生物学已成为生命科学领域最具有活力的学科前沿。由于分子生物学理论和技术方法不断地被应用于临床，在疾病和预防、预测、诊断、疗效地评价等多方面发挥着愈来愈重要的作用。分子生物学与临床医学的广泛交叉和渗透，产生了一个崭新的学科方向—分子医学；70年代末，美国科学院院士美籍华裔科学家Kan等[1]应用液相DNA分子杂交成功地进行了镰形细胞贫血症的基因诊断，标志着检验诊断进入基因诊断时代，由于基因诊断是从疾病基因或与致病相关的基因及其表达产物的水平上进行检测，因此实现了疾病的早期诊断，但由于基因诊断方法以现代分子生物学技术为基础并有机整合了细胞学、遗传学等技术，使基因诊断更具有先进性，精确性和快速，因此大大提高了诊断的特异性和灵敏度。
随着基因诊断技术的不断改进和日臻成熟，其涉及领域和应用范围不断扩大，特别是80年代中期聚合酶链反应（PCR）技术的问世以及90年代初人类基因组计划的启动，进一步推动了基因诊断技术的发展。1999年11月，美国研究病理学会和分子病理学协会创刊出版了《The
Journal of Molecular Diagnostics》杂志，标志着基因诊断技术已经发展成为一个成熟的学科——分子诊断学。
分子诊断学是以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化，为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据，回顾分子诊断学20余年的发展历史，大致经历了3个阶段：（1）利用DNA分子杂交技术进行遗传病的基因诊断[2]；（2）以PCR技术为基础的DNA诊断，特别是定量PCR和实时PCR的应用，不仅可以检测存在于宿主的多种DNA和RNA病原体载量，还可检测多基因遗传病细胞中mRNA的表达量[3]（3）以生物芯片（biochip）技术为代表的高通量密集型检测技术[4]，生物芯片技术包括基因芯片，蛋白质芯片，组织芯片等，由于其工作原理和结果处理过程突破了传统的检测方法，不仅具有样品处理能力强、用途广泛、自动化程度高等特点，而且具有广阔和应用前景和商业价值，因此成为分子诊断技术领域的一大热点。
分子诊断学的发展历史已揭示了其发展方向：（1）分子诊断的内容从传统的DNA诊断发展到核酸及其表达产物（mRNA、蛋白质）的全面诊断；（2）分子诊断的策略从利用分子杂交、PCR等单一技术的诊断发展到有机组合多项技术的联合诊断；（3）分子诊断的方法从定性诊断发展到半定量和定量诊断，核酸标记技术，特别是荧光标记技术的发展，荧光定量PCR技术等方法日益成熟；（4）分子诊断的范围从单基因疾病[5]（门德尔遗传性疾病，诸如白血病、早老症、血红蛋白病、甲型肝炎病毒，人类免疫缺陷病毒，人乳头瘤病毒等）的诊断发展到多基因病（肿瘤、心脑血管疾病、代谢病、神经系统疾病、自身免疫性疾病等）的诊断；（5）分子诊断的应用多治疗性诊断发展到预防性分析评价，特别是针对高危人群进行疾病基因或疾病相关基因的筛查。
如果说20世纪分子诊断学的发展改变了检验医学的观念，并为临床医学提供了诸多诊断疾病，评价预后的实验数据和信息，促进了临床医学的发展和进步，那么21世纪分子诊断学又如何延伸？还会怎样推动临床医学的革命？
一． 分子诊断技术和方法和创新，将为临床医学提供更准确的数据和信息
从生物中心法则来看，分子诊断是通过检测基因的结构异常或表达异常，对人体的健康的疾病作出实验诊断，其技术的发展对疾病诊断学的影响是革命性的。图1列出了部分常见的分子诊断方法[7]。众所周知，在评估一项个体的生理或病理状态时，检测DNA可以反映基因的存在和缺陷，分析基因转录或翻译的产物（RNA或蛋白质）则反映基因的表达量，在21世纪，分子杂交、PCR和DNA序列测定仍然是检测DAN和RNA的基本技术和主流技术，Western
blot、蛋白截短测试，质谱法将仍然是分析测定蛋白质的主要手段，但方法的创新是永恒的主题，通过这些基本技术的衍生，组合或联合形成新的分析方法（如基因芯片技术、蛋白芯片技术），提高分子诊断的特异性、敏感性和准确性、为临床医学提供更准确的数据和信息。
二、分子诊断技术的发展和广泛应用，有利于临床医生对疾病进行全面分析
分子诊断技术在检验医学的基础和临床研究中显示出强大的优势，例如，在乙型肝炎的诊断和治疗中，应用DNA定量技术为乙型肝炎的治疗和预后监测提供了重要依据，但近近不无症状乙型肝炎表面抗原携带者及乙型肝炎表面抗阴性者的人群中检出了前C终止密码子变异（G1896A）。研究表明，突变将导致乙型肝炎病毒继续复制，因此这一信息对于临床诊疗十分重要。又如庆大霉素等氨基糖苷类抗生素的毒副作用之一是诱发耳聋，且已证明线粒体DNA中12S
rRNA基因A1555G突变和C1494T突变是氨基糖苷灶抗生素诱发非综合征耳聋的分子基础[8，9]，即只有带有突变的个体在使用氨基糖抗生素后才发生耳聋，因此，检测12S
rRNA基因突变对于指导临床用药具有重要意义。再如，最近我国研制的一种传染性非典型肺炎又称严重急性呼吸综合征（SARS）病毒全基因组芯片，覆盖了SARS病毒基因组的全部序列，旨在检测SARS病毒的同时全面监测该病毒全基因组变化，这种病毒全基因组时代。蛋白芯片[10]，特别是免疫芯片（immunochip）等分子诊断学新技术的快速发展，又为肿瘤学（检测多种肿瘤标志物）、内分泌学（检测数种不同激素）、自身免疫诊断（检测各种过敏原）、血液学（输血筛选）及环境微生物监测等提供了新方法和新思路。2000年，Joos等[11]应用免疫微数组实现了18种自身抗原的诊断；2001年，Huang等[12]实现了基于抗体微数组的24种细胞因子的检测，这些新方法和新技术的广泛应用，不仅为临床医学提供更丰富、更有效的数据和信息、而且有利于临床医生对疾病进行全面分析，为实现“疾病以治疗为主转向以预防为产”奠定了基础。
三、尽快制订分子诊断的标准化和监管体系，已迫在眉睫
分子诊断技术虽然具有特异性好、灵敏度高、针对性强、诊断快速等优点，但其存在操作复杂和难经进行临床检验诊断，需要解决的关键是方法的标准化。《The
Journal of Molecular
Diagnostics》杂志曾在2001年基因技术用于疾病的诊断。FDA将着重检查评估家系遗传分子诊断的方法和实验室资历质等；实验方法的原理、步骤、应用范围报告方式，以及与临床诊断一致性等因素进行证，并在全美建立一个完善的遗传学检验的质量控制体系，规定报告模式和回馈给被检者的信息范围。专家认为，实施这一计划的目的即为了安全、有效、合法地进行分子诊断。我国各实验室建立了很多的分子诊断方法；有的已应用于临床，但往往存在方法不够成熟和稳定性的问题，也缺乏方法学的比较研究，导致检验结果难以为临床提供确切的信息，近年来有关部门已开始对感染疾病的病原微生物核酸的检测进行了管理，但尚未涉及致病基因检测领域，因此，建立分子诊断方法的金标准和标准操作等程序（standard
operation procedure，SOP），并尽早制定出一个符合中国国情分子诊断监管体系已迫在眉睫。
总之，分子诊断学将成为21世纪检验医学的主题。分子诊断技术将朝着高效、准确、灵敏和无创伤性的方向发展；21世纪是以生物技术为突出代表的生命科学和世纪，分子诊断的技术优势和巨大潜力，尤其是生物芯片的发展，将成为最有希望为改善世界各国，特别是广大发展中国家人们的健康状况做出贡献的生物技术之一。随着人类基因组计划的完成和蛋白质组计划的启动，分子诊断方法将极大的推动现代检验医学的发展，并在更深层次揭示疾病的本质，指导临床诊断和治疗。
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