分子生物学在医学中的应用
1. 分子生物学的概述
分子生物学（molecular biology)是在分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的一门生命学科，是生物学的一个分支。分子生物学技术问世于20世纪80年代中期。这种以核酸、蛋白质等生物大分子为研究对象的新技术自发现以来，已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学的发展为人类认识生命带来了新的机会，也为人类利用和改造世界开创了广阔前景。 20世纪末数理科学在生物学领域广泛渗透,在结构基因组学,功能基因组学
和环境基因组学逢勃发展形势下,分子诊断学技术将会取得突破性进展[ 2 - 5]
,也给检验医学带来了崭新的领域,为学科发展提供了新的机遇。 2. 聚合酶链式反应（PCR）在医学中的应用 PCR 的基本原理是利用双链D N A 分子碱基配对的原则和在一定的条件下可以无限复制的规律, 将被检测样品中极微量的基因材料进行大幅度地扩增, 以提高检测试验的灵敏度。
PCR是一种体外酶促合成特异DNA片段的方法，是分子生物学中zui常用的技术。典型的PCR由①高温变形、②低温退火、③适温延伸三个步骤，作为一个循环周期，多次循环反应，使目的DNA得以迅速扩增。PCR不仅可以用于基因的分离、克隆和核苷酸序列分析等，还可以在突变体和重组体的构建上灵活应用，以及基因表达调控的研究，基因多态性的分析，肿瘤机制的探索，遗传病和传染病的诊断等诸多方面。在其衍生出的新PCR技术（定时定量PCR、原位PCR技术等），与传
统的技术相比都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点[6]
。 3. 分子蛋白组学在医学检验中的应用
当前有关分子蛋白质组学的大量研究成果喜人,但一大部分结论是众说纷纭、甚至是互相矛盾。一些经典的肿瘤标志物却无法在当前以表面增强激光解析离子化- 飞行时间质谱( SELD I -TOF - MS)技术为代表的蛋白质组学技术中体现出来。可能存在以下几方面的问题。一方面是SELD I - TOF - MS技术自身的限制性,包括敏感性、重复性以及使用当前设备对每个峰值蛋白确认的局限性;另一方面是实验设计及对照组选择是否恰当,某个蛋白组模式反映的是肿瘤的特异性,还是炎症反应,或是代谢紊乱等无法定论;另一方面是不同实验室结果可比性、标本处理过程的差异无法探究。只有这些问题得到解决, SELD I - TOF -MS技术在检验医学中才能发挥革命性作用。 4. 原位分子杂交技术在医学中的应用
邵氏分子杂交技术已被广泛应用于细菌和病毒性疾病的鉴别诊断。原位分子杂交是一种可以检测组织切片和细胞涂片中完整细胞内特异性D N A 或R N A 的新技术。此技术在病理学诊断上有广泛的实用性, 包括病毒感染的检测,特异性染色体的鉴别和肿瘤基因的检查等。原位分子杂交与邵氏分子杂交相比较, 具有自己独特的优点。*, 原位分子杂交可用常规石腊切片作检材, 不要求新鲜组织。甚至长期存档的石腊组织块也能使用。第二, 方法简单, 可以省略核酸提取、限制性D N A 内切酶处理、电泳分离等复杂步骤。第三, 可以在普通显微镜下直接观察细胞的类型和细胞内分子杂交的位点。原位分子杂交技术已成功地应用病毒病的诊断, 包括单纯疤疹病毒、乙肝病毒、爱滋病毒和E B 病毒等。分子杂交检测证明, EB病毒与Bu rkit 氏淋巴瘤、何杰金氏病、毛发样细胞白血病有关。原位分子杂交可以检测男性细胞核中Y 染色体, 女性病人接受男性骨髓移植,在单核细胞系统中查见Y 染色体是骨髓移植成功的表示. 男性慢性骨髓性白血病病人接受女性骨髓移殖, 在患者骨髓细胞中查见Y 染色体, 则是白血病残存的迹象。人类正常细胞中存在肿瘤前基因, 肿瘤前基因活化后可导致肿瘤细胞的发生。活化肿瘤基因常常伴随着m R N A 含量的增加, .ljm RNA 的含量则可以用原位分子杂交的方法测出。原位分子杂交技术简单、操作方便, 费用低廉, 灵敏度高, 特异性强, 有助于检查出少数的肿细胞和其他有病变的细胞, 具有良好的实用性。
5. 分子生物技术在医学制药中的应用
分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比, 它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点, 同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用, 并且能够利用生物系统, 将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药, 更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面: 生产基因工程药物; 生产发酵工程药物; 生产核酸类药物; 利用生物系统加工天然药物; 从海洋生物中纯化提取药物。 6. 分子生物技术在医学中的应用前景
纵观现代医学分子生物技术及产业的发展, 其前景是美好的。 伴随人类基因组计划的进程, 现代生物技术将会使现代医学在高技术的平台基础上飞速发展, 像当年工业革命一样, 使人类的生活发生根本性的变化。21 世纪是分子生物学继续发展的阶段,还有不少技术热点正在成熟, 如用转基因动植物来生产生物工程产品; 基于基因芯片技术中缩微芯片实验室等; 随着分子生物技术研究的不断进步和应用, 随着多学科交叉大科学时代的到来, 分子生物技术将日臻完善。可以预见, 在未来的几年或几十年内, 分子生物技术将改变医学的研究方式, 革新医学诊断和治疗, 从而进一步促进人类健康水平的提高。
