是单个碱基的置换。现今,人们认为基因组中的这类多态性有助于解释个体间的表型差
异、不同群体和个体对疾病,特别是对复杂疾病易感性的差异,以及对各种药物的耐受性
和对环境因素反应不同。SNP作为一种遗传标记具有以下特性:
(1)密度高:它在基因组中的分布比微卫星标记广泛,可以在任何一个待研究基因的
内部或附近提供一系列标记。
(2)具有代表性:某些位于基因内部的SNP有可能直接影响蛋白质的结构或表达水
平,因此它们本身可能就是疾病遗传机制的候选改变位点,可能代表疾病遗传机理中的某
些作用因素。
(3)遗传稳定性:与微卫星等重复序列多态标记相比,SNP具有更高的遗传稳定性,
尤其是处于编码区的SNP(cSNP)。SNP一般只有2个等位基因,即是二态的,故又称双
等位基因标记(bialleic:marker…),其在任何人群中的等位基因频率都可估计出来。
(4)分析易实现自动化:由于SNP是双等位基因标记,容易进行自动化批量检测,
分析也相对简单,不需要像检测RFLP及微卫星多态标记那样进行片段长度的测量。缩短
了研究时间。目前已有多种方法可用于sNP检测,如根据DNA阵列的微测序法、动态等
位基因特异杂交、寡聚核苷酸特异连接、DNA芯片以及TaqMan系统等。不管哪一种方
法,首先必须进行靶序列的扩增,然后才能进行其他检测。
(八)基因芯片技术
基因芯片(gene chip)通常指DNA芯片,其基本原理是将大量已知的寡核苷酸分子
固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中
靶分子的数量。基因芯片技术集成了探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子
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合成技术、精密控制技术和激光共聚焦显微技术,使基因芯片具有微型化、集约化和标准
化的特点,实现了对靶基因快速、高通量的检测。
基因芯片在医学领域中具有广阔的应用前景。①在优生方面:目前知道有600多种遗
传疾病与基因有关。妇女在妊娠早期用DNA芯片做基因诊断,可以避免许多遗传疾病的
发生。②在疾病诊断方面:由于大部分疾病与基因有关,而且往往与多基因有关,因而,
利用DNA芯片可以对一些疾病进行诊断。③在器官移植、组织移植、细胞移植的基因配
型方面:如可用于HLA分型。④病原体诊断:如细菌和病毒鉴定、耐药基因的鉴定。
⑤在环境对人体的影响方面:已知花粉过敏等人体对环境的反应都与基因有关。⑥在法医
学方面:DNA芯片比早先的DNA指纹鉴定更进一步。
四、基因诊断在临床医学中的应用
(一)遗传性疾病的基因诊断
遗传性疾病往往有基因突变或存在连锁不平衡,因此可以通过基因突变检测技术或利
用DNA多态性连锁分析对遗传性疾病作出诊断。如:镰刀状红细胞贫血、血友病、地中
海贫血、脆性x综合征等均可应用分子生物学技术对其进行基因诊断。下面以a地中海贫
血(简称a地贫)为例,说明基因诊断在遗传性疾病诊断中的作用。a地贫是由于a链基
因的完全或部分缺失所致的a珠蛋白合成减少的血红蛋白病。首先可从DNA水平进行诊
断:过去是从羊水细胞中提取DNA,用标记的a珠蛋白探针通过液相杂交技术对a珠蛋
白基因缺失的程度进行检测。但液相杂交技术不够灵敏,现多采用限制性内切酶酶谱分析
技术,通过观察酶切图谱条带来进行诊断,若正常条带消失或出现异常条带,则表明由a
珠蛋白基因的改变(如缺失、突变等),从而对其进行诊断。从RNA水平进行诊断:由于
a珠蛋白基因的改变,导致a珠蛋白mRNA含量减少,因此可以应用RT—PCR的方法检
测患儿红细胞中a的珠蛋白mRNA,从而对a地贫进行诊断。
(二)感染性疾病的基因诊断
过去常采用形态学、生化学及血清学的方法对感染性疾病进行诊断,但由于痫原体侵
入人体后需潜伏一定时间后才会出现抗体或生化方面的改变,因此血清学和生化学方法很
难对其进行及时的诊断。感染性疾病确诊的方法需要从细胞、血液或分泌液中分离培养出
病原体,这些方面复杂、费时。基因诊断灵敏度高,克服了传统方法的不足,病原体侵入
机体初期就能被检测到,且可对病原体基因进行定量,从而判断该病原体是否处在复制
期,还可帮助临床医生监测治疗药物的疗效。应用分子生物学的方法不仅可以检测DNA
病毒,还可以检测RNA病毒。目前可检出的病原体有:乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、
人乳头瘤病毒、柯萨奇病毒、EB病毒、疱疹病毒、结核分枝杆菌、产毒性大肠杆菌、奈
瑟淋球菌、肺炎支原体、疟原虫、利什曼原虫、白色念珠菌等。
(三)肿瘤的基因诊断
肿瘤的形成是遗传因素与环境因素相互作用的结果,随着肿瘤分子生物学的发展,人
们对肿瘤的认识已经发展到基因水平,发现了许多肿瘤相关基因,对癌基因、原癌基因和
抑癌基因有所了解。
(1)癌基因:是指能参与或直接导致细胞发生恶性转化的基因。癌基因可分为两大
类:一类是肿瘤非特异性癌基因,如H—ras、K—ras、c—myc等基因,在肝癌、肺癌、结直
肠癌等许多肿瘤中可检测到;第二类是肿瘤特异性癌基因,如C属于非特异性癌基因;c…sis
与淋巴结肿瘤转移有关,c…abl与慢性髓性白血病有关。
(2)原癌基因:指存在于正常细胞内,在一定的因素刺激下可转变为癌基因的基因序
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列。其编码的产物可在细胞膜、细胞质、细胞核和细胞外。
(3)抑癌基因:是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。抑癌基因
的丢失或失活可能导致肿瘤发生。如野生型P53为抑癌基因,当其发生点突变、插入突
变、缺失突变时将会失去抑癌的作用,它的失活对于肿瘤的形成具有重要的作用。迄今为
止发现许多肿瘤中存在P53基因的突变,如肝癌、胃癌、乳腺癌、白血病和淋巴瘤等。随
着分子生物学技术的发展,我们可以应用分子生物学技术检测肿瘤相关基因,从而对癌症
进行早期诊断、对其组织学的恶性程度进行判断等。
(四)基因诊断在法医学中的应用
1983年Jeffreys等在人体基因组DNA中发现了高度可变的小卫星区域,同一个体不
同组织来源的DNA被同一酶降解后的Solnhern印迹图上的条带完全一样,而不同个体之
间(除非同卵双生)的谱带都不相同,如同人的指纹具有高度个体特异性一样,因此这种
SouIthei…n印迹图被称为DNA指纹。法医学常将此种技术用于刑事案件中的物证来源进行
鉴定和民事案件中的亲子鉴定。
第二节 流式细胞术及其临床应用
一、流式细胞术
流式细胞术(flow cytomet:ry,FcM)是一种集细胞生物化学技术、单克隆抗体技术、
激光技术、流体力学、电子技术、计算机技术、分子生物学、临床医学等理论于一体的现
代分析技术;能够对细胞或微球的物理、生理、生化、免疫、遗传、分子生物学性状及功
能状态等进行定性或定量检测,并在必要时进行分类收集的多参数检测细胞分析技术,使
用的是流式细胞仪(flow cytometry)。
二、流式细胞仪组成及其工作原理
流式细胞仪由流动室及液流驱动系统、激光光源及光束形成系统、光电检测及信息处
Ill 理系统和细胞分离纯化系统等部分组成。经染色的
激光 细胞或微球在悬液中以单行流过高强度光源的焦
\观测点 点,单个细胞在高压氧压力下流速极快,每秒可通
过5000~10 000个细胞。当细胞或微球经过焦点
时,发出一束散射光和(或)荧光,并经过滤光镜
系统收集到达一个光电检测器(光电倍增管或一个
板 固态装置),光检测器把光信号定量转化成电信号,
经数字转换器进行数字化后而成整数,然后进行电
子存储数据(图4—10一2)。数据可以调出,并以直
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三、流式细胞术的临床应用
近年来,随着流式细胞仪性能的不断改进、测定方法与技术的迅速发展、高质量试剂
的研制,使得流式细胞技术已在基础医学、临床医学及科学研究中有着广泛的应用。尤其
是流式细胞仪迅速进入临床实验室,一些检验项目已成为辅助临床疾病诊断、选择治疗方
案、预后判断等方面的重要手段。
(一)免疫学
利用FCM可进行免疫活性细胞的分型与纯化、淋巴细胞亚群与疾病关系的分析;免
疫缺陷病如艾滋病的诊断;器官移植后的免疫学监测等。
流式细胞膜免疫表型分析是流式细胞技术最主要的分析内容之一,很多细胞亚群的检
测均是以膜免疫表型为主,如T、B淋巴细胞和NK细胞分析等。
流式细胞技术可对混合细胞群体中亚群细胞进行分类检测,如淋巴细胞可依其表面标
志的不同分为T淋巴细胞(CD3’)、B淋巴细胞(CDl9。)、NK细胞(CD3一/CDl6。56’),
T淋巴细胞又可进一步分为辅助/诱导T淋巴细胞(CD3’/CD4’/CD8一)和抑制/细胞毒T
淋巴细胞(CD3’/CD4一/CD8’)等。目前淋巴亚群细胞分类多以相对百分比表达结果,但
由于百分比只能代表每种细胞在混合细胞群体中所占的比例,并不能体现在单位体积血液
中的绝对数量,而临床一些疾病的诊断需要考虑细胞的绝对数量,如艾滋病患者的血液中
辅助/诱导T细胞(CD3。。/CD4’/CD8一)
200个/肚1。淋巴细胞亚群的绝对计数在国外实验室早已成为常规检查,而目前国内开展较
少,但是由于其检测的重要性,淋巴细胞亚群的绝对计数是实验室检测发展的趋势。
FCM通过对人白细胞抗原(HLA)配型的测定可以为异体干细胞移植病人选择出最
合适的供体并进行骨髓或器官移植后免疫状态的监测。造血干/祖细胞移植加强烈化疗是
治愈某些难治性疾病的有效方法;它不仅可以用于某些恶性血液病的治疗,,而且还可以用
于其他恶性实体瘤的治疗。骨髓移植或外周血造血干细胞移植(PBS(:T)的成功与否,除
了与是否合并并发症有关外,移植物中CD34‘细胞的数量和质量是快速成功植活的重要因
素。精确测定CD34阳性细胞对于判断移植后的植活和选择G—CSF动员外周血干细胞的
采集时间有重要指导意义。
外周血HLA一:B27的表达及其表达程度与强直性脊柱炎的发生有很大程度的相关性,
运用HLA—B27/HLA—B7双标记特异性单克隆流式抗体检测抗原,可同时排除交叉反
应,其敏感性较传统的微量细胞毒实验大大提高。
然而仅有膜免疫表型的分析是不够的,尤其对一些细胞的系列鉴定和功能状态分析常
较为困难,而细胞浆或细胞核内成分则更能反映某些