5种常见基因检测技术及其临床应用

*仅供医学专业人士阅读参考

一起学习目前临床常用的基因检测技术

 

撰文丨张海伟

基因检测技术是多种分子生物学技术的统称，其目前在医学中应用广泛。

本篇将开启新一期特辑《基因检测技术及其临床应用》，和您一起走进基因检测的大门。

常见的基因检测技术

1

染色体核型分析

√ 寻找染色体的数量和结构突变，检测范围是整个基因组。

√ 原理是把46条染色体进行化学染色，然后排好队型，在显微镜下检查染色体的数量、大体结构有没有改变。

√ 核型分析对样本要求较高，周期时间较长，检测分辨率较低，而癌症的突变复杂性较高，因而核型分析在癌症领域的使用有一定的局限性。

染色体芯片

√ 较高通量检测染色体结构突变的方法，能够一次性检测整个基因组，其分辨率也较高，能够达到基因水平。

√ 原理是预先合成一系列目标检测区域的DNA探针固定在一张特殊的玻璃片上，与待检测的DNA结合后，通过荧光信号检测杂交的结果来确定目标区域的突变。

√ 主要检出染色体结构突变中的缺失与重复突变。对于儿童癌症中的一些基因扩增、染色体结构突变中的缺失有比较好的检出，但是不能检出由于染色体倒位或易位造成的基因融合。

2

荧光原位杂交（FISH）

详见前文——繁星点点：什么是荧光原位杂交？（点击查看相关内容）

针对已知的一些染色体的数量和结构突变进行的遗传检测，检测范围仅局限于1-2个染色体或染色体片段。

原理是针对需要检测的目的序列设计一段或多段荧光探针，与细胞里的DNA杂交来检测细胞里的DNA是否发生了相应的突变。

只能检出已知染色体变异，无法检出罕见的的突变。每次实验只能检测一个位置的改变，如果需要检测多个位置，需要多次实验，相应的检测成本也有所提高。

3

多聚酶链扩增反应（PCR）

（下图横屏查看）

荧光定量PCR技术

√ 仅针对已经明确致病位点，或明确致病基因的前提下进行检测。

√ 原理是通过特异性的扩增技术扩增出目的DNA片段。PCR技术可以和多种相关技术组合，完成对不同类型的突变的检测。

√ 成本较低、分辨率较高，但是同时能够检测的区域以及检出的突变依然有限。

4

Sanger测序技术

用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物，直到掺入一种链终止核苷酸为止。

每一次序列测定由一套四个单独的反应构成，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）。

由于ddNTP缺乏延伸所需要的3-OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止，终止点由反应中相应的双脱氧而定。

每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。

具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。

5

下一代测序技术（NGS）

详见前文——从肺癌靶向多基因检测看第二代测序（点击查看相关内容）

√ NGS（next generation sequencing）又称高通量测序技术。

√ 引入了可逆终止末端，从而实现边合成边测序，在DNA复制过程中通过捕捉新添加的碱基所携带的特殊标记来确定DNA序列。

√ 可以一次性对几十万到几百万条DNA分子进行检测，将个体检测数据与参考基因序列比对，发现可疑的变异。

总结

讲到这里，做一个小小的总结。

以上就是目前临床常用的基因检测技术，本期做了简短的介绍，若要深究下去，每一种技术都值得更多的篇幅。

这些技术在临床中有什么应用呢？敬请期待下期介绍。

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