分子生物学给疾病检测带来什么?
分子生物学给疾病检测带来什么? 专栏主持 晓威
记者:请简要介绍一下什么是分子生物学检测,分子生物学检测的任务、范围和注意事项是什么?
居军: 分子生物学检测是以分子生物学理论为基础,利用分子生物学技术和方法研究机体内源性或外源性生物大分子的存在、结构或表达调控的变化,为疾病的诊断、预测、预防、治疗和转归提供信息和决策依据。其范围已从单基因疾病的诊断、外源性基因病的诊断发展到多基因病的诊断和分析,其应用从治疗性诊断发展到预防性分析评价。一旨煅榉椒ù咏⒌搅俅灿τ蒙婕靶矶嘁蛩兀丶橇俅残枰椭柿靠煽浚峁尚拧⑹涤昧礁龇矫妗K孀哦苑⒉』蒲芯康牟欢仙钊耄诜肿铀秸锒稀⒅瘟啤⒃ず蠹膊∫盐嗣撬鲜恫⒐惴河τ茫虼朔肿由镅д锒系谋曜蓟òǚ椒ê褪约痢⒈瓯静杉捅4妗⒈曜嘉镏屎椭士匚铩⒔峁治龅龋┖椭柿靠刂剖俏颐怯χ氐阕⒁獾奈侍狻?
记者:目前,分子生物学的研究进展如何?研究热点都有哪些?
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居军:分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,揭示了生命世界基本结构和生命活动根本规律的高度一致,揭示了生命现象的本质。分子生物学的概念和观点已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域,带动了整个生物学,包括生物医学的发展,使之提高到一个崭新的层面,是生命科学中发展最快并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。
生物学的研究热点始终围绕着结构与功能进行,相应的技术和方法也因此而产生。目前,分子生物学诊断已在病毒性肝炎、艾滋病、结核病等外源性传染病和单基因疾病的诊断中发挥了不可代替的作用,已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确定为特定基因的突变。但是,有些病因尚不清楚的多基因疾病,如高血压、自身免疫性疾病等还需通过基因表达、调控及产物表达的功能检测研究,才能真正诊断。因此,高通量密集型生物芯片以及蛋白质组学各项研究技术等已成为分子生物学诊断的热点。
记者:分子生物学与疾病有何相关性?其基本技术在具体疾病研究中如何应用?
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居军:前面已谈到分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,因此,它与疾病息息相关。特别是当今,随着分子生物学基础理论和技术的研究进展,许多未知的谜正在逐步解开,一些原来无法诊断的疾病正得以诊断甚至治疗。可以说,从疾病的诊断到疾病的治疗和预防,都与分子生物学有关。
从诊断方面来讲,我们可以利用核酸的分子杂交、PCR(多聚酶链反应)、DNA测序、基因多态性分析、基因芯片、蛋白质芯片等技术不仅对外源生物(如病毒、细菌、支原体、衣原体、寄生虫等)侵入机体而导致的疾病进行诊断,也可对先天遗传性疾患(如一些血液病)和后天基因突变引起的疾病(如一些肿瘤)进行诊断和分析。
从治疗方面来讲,可对外源性基因进行分析后指导临床用药,像细菌耐药基因分析,可对患者施行个体化的用药。再如HCV-RNA存在是HCV感染的确证标志。定量检测是使用干扰素和其他抗病毒药物的重要指标,可根据其量评价药物效用。另外有些学者注意到临床分型,Ⅲ型对干扰素疗效更优,而HCV的分型也需要分子生物学方法检测。
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近年RNA干扰技术(RNAi)作为一种高效的序列特异性基因剔除技术在传染性疾病和恶性肿瘤基因治疗领域发展极为迅速。RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达,所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。在利用RNAi技术对HIV-1、乙型肝炎、丙型肝炎等进行基因治疗的研究中发现,选择病毒基因组中与人类基因组无同源性的序列作为抑制序列可在抑制病毒复制的同时避免对正常组织的毒副作用。
从预防方面来讲,利用基因重组技术生产的疫苗已广泛应用,核酸疫苗也在不断地完善研究并日臻成熟。
记者:分子生物学检测给检验医学带来了哪些新方法新思路?未来发展的方向是什么?
居军:生物学研究已经成为生物和临床医学研究不可缺少的部分,对疾病的分子和遗传机制研究的深化促进了对疾病发生机制的认识,并为疾病的诊断、治疗及预防提供了新的启示。分子生物学诊断应从核酸诊断和蛋白质诊断两方面进行,其未来发展方向将由单一技术发展到多项技术的有机组合联合诊断;基因芯片和蛋白芯片的发展、成熟会大大提高检测的种类和效率;随着各种荧光标记技术的不断成熟,分子生物学诊断将由定性诊断到半定量诊断和定量诊断;其应用也将从临床诊断发展到预防性分析评价。
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记者:目前,分子生物学检测面临的难点是什么?我们将如何突破这些难点?
居军:难点体现在靶基因的认知和检测技术两方面。尽管人类全基因组密码已经破解,但是对各个基因功能的研究尚需时日。因此,靶基因的确定取决于基础研究。分子生物学技术已经取得了长足的发展,得到世人的瞩目。但由于技术要求高,仍然存在着许多难以解决的问题,如仪器设备昂贵、试剂多数依赖进口、成本高、技术复杂、重复性差、分析泛围较狭窄等问题。因此,目前分子生物学技术大多还仅仅局限在研究实验室。随爬砺垩芯康纳钊耄髦旨际醯牟欢贤晟朴敕⒄梗约笆约凉肿由镅Ф芪膊〉恼锒稀⒅瘟啤⒃し赖忍峁└蟮钠教ā?/P>
居军 兰州大学临床医学部硕士研究生导师、甘肃省临床检验中心副主任、甘肃省人民医院检验科主任。二十几年来主持多项科研,其中部分获省、厅级科研奖项。2000年被确定为甘肃省卫生厅中青年科学技术带头人。
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