分子診斷發(fā)展簡(jiǎn)史

1、分子診斷發(fā)展簡(jiǎn)史：一場(chǎng)由“螺旋雙杰”引發(fā)的發(fā)明分子診斷發(fā)展四階段第一階段：網(wǎng)用分子雜交技術(shù)進(jìn)行遺傳病基因診斷通過嬰兒胚胎期進(jìn)行產(chǎn)前診斷，超早期預(yù)知某些疾病發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。1978年著名沒計(jì)劃以科學(xué)家簡(jiǎn)悅威等應(yīng)用液相DNA分子雜交成功進(jìn)行了鐮形細(xì)胞貧血癥的基因診斷。第二階段：|以PCR為基礎(chǔ)的分子診斷：PMullis發(fā)明PCR技術(shù)后迅速發(fā)展，標(biāo)志著傳統(tǒng) 基因診斷發(fā)展到更全面的分子診斷技術(shù)。第三階段：|以生物芯片技術(shù)為代表的高通量檢測(cè)技術(shù)1992年美國Affymetrix制作出第一章基因芯片，標(biāo)志著分子診斷進(jìn)入生物芯片技術(shù)階段。生物芯片技術(shù)解決了傳統(tǒng)核酸印跡雜交技術(shù)復(fù)雜、自動(dòng)化程度低、檢測(cè)目的分

2、子數(shù)量少、低通量的問題。第四階段：|以NIPT為代表的第二代測(cè)序技術(shù)Ronaghi分別于1996年與1998年提出了 在固相與液相載體中通過邊合成邊測(cè)序的方法-焦磷酸測(cè)序。目前常見的高通量第二代測(cè)序平臺(tái)主要有 Roche454、IlluminaSolexa、ABISOLiD 和 Lifeion Torrent 等,其均為通過 DNA 片段化構(gòu)建DNA文庫、文庫與載體交聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)增、在載體面上進(jìn)行邊合成邊測(cè)序反應(yīng)，使 得第1代測(cè)序中最高基于 96孔板的平行通量擴(kuò)大 至載體上百萬級(jí)的平行反應(yīng)，完成對(duì)海量 數(shù)據(jù)的高通量檢測(cè)。1代、2代測(cè)序區(qū)別分子診斷三座豐碑1953年，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了 DNA雙螺旋

3、的結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物學(xué)時(shí)代， 使遺傳的 研究深入到分子層次，生命之謎”被打開，人們清楚地了解遺傳信息的構(gòu)成和傳遞的途徑。在以后的近50年里，分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等新學(xué)科如雨后春筍般出現(xiàn)， 一個(gè)又一個(gè)生命的奧秘從分子角度得到了更清晰的闡明。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)時(shí)分子生物學(xué)行程的重要標(biāo)志，對(duì)人們認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)合成、DNA復(fù)制和突變具有重要意義，為分子診斷的蓬勃發(fā)展奠定基礎(chǔ)?！?DNA父 " Wtson、Crick50年前，科學(xué)界的 八大惡棍”之一凱利？穆利斯還只是美國某制藥公司的小職員，整天做著把先天致病基因給剔除掉的白日夢(mèng)，然而先要復(fù)制DNA,才有足夠的時(shí)間慢慢修復(fù)。19

4、66年，穆利斯嘗試磕了一次藥，并從此不可自拔。后來，迷幻劑被列為違禁藥品，于是穆利斯 自己調(diào)配迷幻劑的替代品。在制作迷幻劑時(shí)，他居然想到了復(fù)制DNA的辦法一一聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）,并最終憑他跟迷幻劑的結(jié)晶PCR獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。從此開啟了分子診斷的PCR時(shí)代，標(biāo)志著傳統(tǒng)的基因診斷發(fā)展到更全面的分子診斷。PC位父" Kary Mullis只是個(gè)在實(shí)驗(yàn)室里亂搞的家伙 ”弗雷德里克 桑格開拓人類基因研究，被尊為 基因?qū)W之 父”，他與同事合作研發(fā)的快速為DNA定序，成為繪制人類基因組圖譜的先驅(qū)。桑格完整定序了胰島素的氨基酸序列，證明蛋白質(zhì)具有明確構(gòu)造；他上世紀(jì)70年代提出快速測(cè)定脫氧核糖核

5、酸（DNA ）序列的技術(shù) 雙去氧終止法”即雙脫氧核甘酸鏈中止法，又稱 桑格法雙去氧終止法”測(cè)序法拉開了 DNA測(cè)序的序幕，解開了人體 4萬個(gè)基因30億個(gè)堿基對(duì)的 秘密?；?qū)W之父"Frederick Sanger分子診斷臨床應(yīng)用 方式A.一空T感染性疾病分子診斷：目前主要應(yīng)用在 HBV、HCV、HIV、HSV、TB沙眼衣原體（CT）、淋球菌（NG）、 解月尿支原體等檢測(cè)。遺傳疾病分子診斷：遺傳性疾病可分為 Mendelian遺傳病、多因素遺傳病和染色體異常遺傳病。分子診斷在 遺傳病中的四種基本應(yīng)用 為:|遺傳病基因攜帶者篩查、遺傳易感性篩查、產(chǎn)前篩查（地中 一 將貧血、血友病、耳聾基

6、因檢測(cè)等）和新生兒篩查。|腫瘤分子診斷:目前我國腫瘤患者人數(shù)超過450萬人，居世界首位，每年新發(fā)病例160-200萬，近130萬人死于癌癥。目前腫瘤治療的治愈率仍然不高，主要原因就在早期診斷及正確選擇治療方式方面存在較大困難。腫瘤分子診斷主要分為腫瘤早期篩查（腫瘤易感基因檢測(cè)，適合有機(jī)組病史的人群）、 腫瘤輔助診斷（腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)，可在體液或組織中檢測(cè)到能夠反映腫瘤的存在、分化程度、預(yù)后估計(jì)和判斷治療效果等）、腫瘤個(gè)體化治療（通過檢測(cè)腫瘤患者生物標(biāo)本中生物標(biāo)記物 的基因突變、基因 SNP分型、mRNA基因定量表達(dá)及蛋白表達(dá)狀態(tài)，可預(yù)測(cè)藥物療效和評(píng) 價(jià)預(yù)后，指導(dǎo)臨床個(gè)體化治療）三個(gè)方面。中國分子

7、診斷發(fā)展歷史中國分子診斷行業(yè)在 20世紀(jì)60-70年代開始萌芽，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了以核酸探針 的放射性核素標(biāo)記、點(diǎn)雜交、Southern印跡雜交和限制性片段長度多態(tài)性連鎖分析為代表的 分子診斷技術(shù)。北京、上海、廣州等地的一些研究單位開始陸續(xù)建立了地中海貧血、苯丙酮 酸尿癥、血友病、杜興肌營養(yǎng)不良、G-6-PD缺乏癥等幾個(gè)常見遺傳病的分子診斷方法。但整個(gè)80年代，分子診斷概念尚未普遍接受，分子診斷技術(shù)尚未從大學(xué)、研究所走向臨床實(shí) 驗(yàn)室O90年代PCR在國內(nèi)應(yīng)用開始推廣， 分子診斷技術(shù)從研究所走向臨床試驗(yàn)，PCR成為時(shí)代的寵兒，成為腫瘤、感染性疾病、基因多態(tài)性、多基因遺傳病診斷的重要手段。但由

8、于缺 乏嚴(yán)格監(jiān)管，大量假陽性出現(xiàn)。1998年衛(wèi)生部發(fā)文：衛(wèi)醫(yī)發(fā)1998第9號(hào) 關(guān)于暫停臨床基因擴(kuò)增（PCR）檢驗(yàn)的通知，暫停了 PCR的臨床應(yīng)用。并于 2002年就臨床基因擴(kuò)增檢測(cè) 發(fā)布實(shí)驗(yàn)室管理暫行辦法，分子診斷重回發(fā)展正軌。經(jīng)過近 70 年的發(fā)展，從沃森和克里克提出 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)， “生命之謎 ”被打開，經(jīng)過PCR 技術(shù)、生物芯片技術(shù)、 DNA 測(cè)序技術(shù)之后分子診斷正在快速成為人類疾病診斷的最有 效方式之一。分子診斷與治療是當(dāng)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然縱觀醫(yī)學(xué)診斷和治療學(xué)科的發(fā)展歷程，正是由于包括物理學(xué)、 化學(xué)、免疫學(xué)、 分子 生物 學(xué)等學(xué)科在內(nèi)的一個(gè)個(gè)猶如星斗般燦爛的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明， 才使得

9、醫(yī)學(xué)診斷與治療學(xué)科與時(shí) 俱進(jìn)，不斷豐富、發(fā)展與完善。分子診斷學(xué)發(fā)展歷程以 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型提出為標(biāo)志，分子生物學(xué)在半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程中，盡顯了風(fēng)流與輝煌!分子生物學(xué)不僅吸引了世界上一大批有志于認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)的科學(xué)家和臨床 醫(yī)生投入其中， 用生命與智慧創(chuàng)造出醫(yī)學(xué)發(fā)展史上瀑布般的學(xué)術(shù)成就， 徹底改變了診斷與治療的傳統(tǒng)觀念， 而且分子生物學(xué)領(lǐng)域越來越多的發(fā)明和成果正在各類臨床疾病的診斷與治療方面得到應(yīng)用并極大地推動(dòng)了臨床醫(yī)學(xué)的研究和發(fā)展。與此同時(shí)， 分子診斷與治療作為檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域， 也有 了長足的發(fā)展。分子診斷與分子治療已經(jīng)作為獨(dú)立的學(xué)科正式登上醫(yī)學(xué)科學(xué)的歷史舞

10、臺(tái)。什么是分子診斷?分子診斷 (moleculardiagnosis) 狹義上是指基于核酸的診斷(nucleicacid-baseddiagnosis) ，即對(duì)各種 DNA 和/或 RNA 樣本的病原性突變的檢測(cè)以便實(shí) 現(xiàn)對(duì)疾病的檢測(cè)和診斷。隨著第一張人類基因組測(cè)序圖以及隨后的其他生物基因組測(cè)序圖的發(fā)表， 分子診斷學(xué)已進(jìn)入了一個(gè)有著空前機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)的新時(shí)代。而在后基因組時(shí)代， 隨著 蛋白質(zhì) 組學(xué)研究的實(shí)施， 功能基因組及其相關(guān)的表達(dá)產(chǎn)物與疾病聯(lián)系的謎團(tuán)被破解， 分子診斷又賦予了新的外延： 分子診斷的對(duì)象包括基因及其相關(guān)的表達(dá)產(chǎn)物：生物大分子。在過去在廣義上包括基因治療和生物治療以及針對(duì)某些信號(hào)轉(zhuǎn)

11、導(dǎo)分子的分子靶向治療。的幾十年里，在治療包括某些遺傳性免疫缺陷尤其是腫瘤性疾病方面顯示了獨(dú)特的效果。蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展，成為分子診斷的一個(gè)必不可少的工具。比如，與癌變相關(guān)的 DNA 、RNA 、蛋白質(zhì)、染色體以及細(xì)胞變化譜等將會(huì)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，將會(huì)出現(xiàn)與腫瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的基因突變譜、基因甲基化譜、基因 多肽 譜、基因表達(dá)譜、體液蛋白質(zhì)（或其他化學(xué)成分譜 ）、染色體譜以及細(xì)胞和組織器官的分子影像譜圖等。這些變化譜將會(huì)成為腫瘤標(biāo)志譜，更準(zhǔn)確地用于指導(dǎo)腫瘤的預(yù)防、診斷和治療。分子診斷是當(dāng)前的一種臨床實(shí)際從Kan及其同事首次應(yīng)用 DNA雜交實(shí)現(xiàn)”-地中海貧血的產(chǎn)前診斷，到Saiki發(fā)明PCR技術(shù) 特別是實(shí)時(shí)熒光定量PCR 的應(yīng)用，再到高通量自動(dòng)化的生物 芯片 技術(shù)以及變性高效液相層析、