實時熒光定量PCR技術(shù)在分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):8549 發(fā)布日期:2009-6-5
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定量PCR是在定性PCR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的核酸定量技術(shù)。實時熒光定量PCR技術(shù)于1996年由美國Applied biosystems公司推出,它是一種在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團,利用對熒光信號積累的實時檢測來監(jiān)測整個PCR進程,最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對未知模板進行定量分析的方法。該技術(shù)不僅實現(xiàn)了對DNA/RNA模板的定量,而且具有靈敏度和特異性高、能實現(xiàn)多重反應(yīng)、自動化程度高、無污染、實時和準(zhǔn)確等特點,目前已廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。
1. 分子生物學(xué)研究
⑴ 基因表達研究:細(xì)胞因子是一種調(diào)節(jié)蛋白,它對免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)具有重要的調(diào)節(jié)作用,包括對淋巴細(xì)胞激活、增生、分化、存活和凋亡的調(diào)節(jié)。這些低分子蛋白由淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞所分泌,其量的改變常常與一些疾病,如炎癥反應(yīng)、自身免疫性疾病、移植排斥反應(yīng)等有密切的關(guān)系。由于所得到組織樣本常常因為太小而不能滿足在蛋白質(zhì)水平的檢測,另外,通常用的蛋白質(zhì)檢測方法的靈敏度也難以完成對極微量的蛋白產(chǎn)物的檢測,所以應(yīng)用PCR檢測細(xì)胞因子mRNA表達水平就顯得很有意義。實驗研究表明:定量結(jié)腸直腸癌淋巴結(jié)的癌抗原mRNA的表達量,可以作為診斷癌癥微轉(zhuǎn)移的重要依據(jù)。
⑵ 單核苷酸多態(tài)性(SNP)及突變分析:實時熒光定量PCR一個誘人的應(yīng)用前景是用于檢測基因突變和基因組的不穩(wěn)定性;蛲蛔兊臋z測基于兩條探針,一條探針橫跨突變位點,另一條為錨定探針,與無突變位點的靶序列雜交,兩條探針用兩種不同的發(fā)光基團標(biāo)記。如靶序列中無突變,探針雜交便會降低雜交體的穩(wěn)定性,從而降低其熔解溫度(Tm)。這樣便可對突變和多態(tài)性進行分析。拉米夫定是有效治療慢性乙型肝炎的抗病毒藥物,但臨床應(yīng)用中不斷有病毒變異的報道,這些變異可能是治療失敗或病毒對治療無反應(yīng)的原因。實時熒光定量PCR可以監(jiān)測乙型肝炎患者服用拉米夫定后體內(nèi)是否產(chǎn)生耐藥突變病毒。
2. 醫(yī)學(xué)研究
⑴ 病原體檢測:目前,采用熒光定量PCR檢測技術(shù)可以對淋球菌、沙眼衣原體、解脲支原體、人類乳頭瘤病毒、單純皰疹病毒、人類免疫缺陷病毒、肝炎病毒、流感病毒、結(jié)核分枝桿菌、EB病毒和巨細(xì)胞病毒等病原體進行定量測定。與傳統(tǒng)的檢測方法相比具有靈敏度高、取樣少、快速簡便等優(yōu)點。
⑵ 產(chǎn)前診斷:到目前為止,人們對遺傳性物質(zhì)改變引起的遺傳性疾病還無法治療,只能通過產(chǎn)前監(jiān)測,減少病嬰出生,以防止各類遺傳性疾病的發(fā)生,如為減少X連鎖遺傳病患兒的出生,從孕婦的外周血中分離胎兒DNA,用實時熒光定量PCR檢測其Y性別決定區(qū)基因是一種無創(chuàng)傷性的方法,易為孕婦所接受。
⑶ 藥物療效考核:對乙型肝炎病毒 (HBV)、丙型肝炎病毒 (HCV) 定量分析顯示:病毒量與某些藥物的療效關(guān)系。HCV高水平表達,干擾素治療作用不敏感,而HCV低滴度,干擾素作用敏感;在拉米夫定治療過程中,HBV-DNA的血清含量曾有下降,隨后若再度上升或超出以前水平,則提示病毒發(fā)生變異。
⑷ 腫瘤基因檢測:盡管腫瘤發(fā)病的機理尚未清楚,但相關(guān)基因發(fā)生突變是致癌性轉(zhuǎn)變的根本原因已被廣泛接受。癌基因的表達增加和突變,在許多腫瘤早期就可以出現(xiàn)。實時熒光定量PCR不但能有效地檢測到基因的突變,而且可以準(zhǔn)確檢測癌基因的表達量。目前用此方法進行過端粒酶hTERT基因、慢性粒細(xì)胞性白血病WT1基因、腫瘤ER基因、前列腺癌PSM基因、腫瘤相關(guān)的病毒基因等多種基因的表達檢測。隨著與腫瘤相關(guān)的新基因的不斷發(fā)現(xiàn),熒光定量PCR技術(shù)將會在腫瘤的研究中發(fā)揮更大的作用。
臨床意義
1. PCR技術(shù)在結(jié)核菌檢測中的應(yīng)用及意義
結(jié)核菌基因診斷的意義主要表現(xiàn)在:a. 區(qū)分TB與其它分枝桿菌;b. 檢測TB耐藥基因;c . 提高TB的陽性檢出率。
2. PCR技術(shù)在HBV檢測中的應(yīng)用及意義
1、 了解乙肝病毒在體內(nèi)存在的數(shù)量。
2、 是否復(fù)制。
3、 是否傳染,傳染性有多強。
4、 是否有必要服藥。
5、 肝功能異常改變是否由病毒引起。
6、 判斷病人是適合用哪類抗病毒藥物。
7、 判斷藥物治療的療效。
3. PCR技術(shù)在HCV檢測中的應(yīng)用及其意義
HCV是引起輸血后肝炎的主要致病因子,因其在血中的含量極低,僅為HBV的1%,其免疫學(xué)標(biāo)志只有抗-HCV一項,且至今病毒分離尚未成功,所以HCV的檢測較HBV困難的多,因此,PCR技術(shù)在HCV的檢測出顯得格外重要,其意義主要表現(xiàn)在:
3.1 抗-HCV可作為HCV感染診斷的指標(biāo)。由于個體間免疫功能的差異,部分患者出現(xiàn)抗-HCV較晚,免疫功能低下者和經(jīng)免疫抑制治療者甚至可能不產(chǎn)生抗-HCV;因此HCV-RNA是HCV感染的確診標(biāo)志。據(jù)報道,在患者發(fā)病30-60天和6-30個ELISA抗-HCV的檢出率分別為45%和67%,說明ELISA檢出抗-HCV有相當(dāng)高的漏檢率。
3.2 在“窗口期”沒有抗-HCV產(chǎn)生,但可檢測出RNA。
3.3 HCV-RNA定量可指導(dǎo)用藥,為療效觀察及預(yù)后判斷提供客觀指標(biāo)。血清HCV拷貝高對干擾素不敏感,低敏感,據(jù)報道,HCV<100pg/ml組:11/30轉(zhuǎn)陰HCV>100pg/ml組:1/30轉(zhuǎn)陰。
HCV-RNA持續(xù)維持高水平狀態(tài)可能預(yù)后不佳。
3.4 抗-HCV陽性并不能代表現(xiàn)癥感染,丙型肝炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)是HCV-RNA(+).
4. PCR在CT檢測中的應(yīng)用
CT是非淋菌性尿道炎的主要病原微生物之一,有時還可引起不育等其它疾病。CT為專性細(xì)胞寄生性,一般培養(yǎng)不能生長,只有在活細(xì)胞內(nèi)才能增殖復(fù)制,實驗室通過Mcloy、Hela-229細(xì)胞培養(yǎng)觀察包涵體,可認(rèn)為是診斷“金標(biāo)法”。但因操作復(fù)雜,技術(shù)要求高,需時間長,并不適于臨床檢測。免疫學(xué)方法有直接免疫熒光法、EIA法等,但這兩種方法無論是檢測抗原還是抗體陽性率均不足50%,用單抗會丟失位點、多抗有交叉反應(yīng),在高危人群篩查中常與金黃色葡萄球菌、鏈球菌、淋球菌等發(fā)生交叉反應(yīng)使其特異性受到影響,因此,國內(nèi)外專家一致認(rèn)為CT的基因診斷方法應(yīng)定為“金標(biāo)準(zhǔn)”。
5. HAV為甲型病毒性肝炎的病原體。甲型肝炎病毒(hepatitis A virus,HAV)為嗜肝RNA病毒?-HAV IgM和抗-HAV IgG等抗體成分為其血清標(biāo)志物。[臨床意義] 血液中抗-HAV IgM型抗體在發(fā)病后1~2周內(nèi)出現(xiàn),3個月后滴度下降,6個月后不易檢出, 該抗體陽性,即可診斷為急性甲型肝炎?-HAV IgG出現(xiàn)較抗-HAV IgM稍晚,一般終身存在,是一種保護性抗體,可用于甲肝的流行病學(xué)調(diào)查。
6. 丁型肝炎病毒(hepatitis D virus,HDV)是一種RNA病毒。臨床診斷HDV的血清標(biāo)志物為HDV Ag、抗- HDV IgM 和抗- HDV IgG 等三種。 健康人檢查結(jié)果均為陰性。 H DV感染時,HDV Ag陽性?- HDV IgM 陽性,見于急性HDV感染?- HDV IgG陽性,是診斷慢性丁肝的可靠血清學(xué)指標(biāo)。
7. 戊型肝炎病毒(hepatitis E virus,HEV)是一種RNA病毒。臨床診斷HEV的血清標(biāo)志物為抗- HEV IgM 和抗- HEV IgG。 健康人檢查結(jié)果均為陰性。 抗- HEV IgM 陽性反應(yīng),可診斷急性戊肝,持續(xù)時間2~3個月;謴(fù)期患者血清中可檢出抗- HEV IgG,持續(xù)時間約1年。
8. 評價熒光定量PCR(QPCR)技術(shù)對不孕癥婦女宮頸沙眼衣原體和解脲支原體檢測意義.方法:用QPCR技術(shù)對60例不孕癥患者(不孕組)及78例正常生育者(對照組)行宮頸沙眼衣原體(CT)和解脲支原體(UU)檢測.結(jié)果:不孕組宮頸分泌物CTDNA、UUDNA及混合感染陽性檢出率明顯高于對照組(P<0.05=.結(jié)論:QPCR對不孕癥患者宮頸CTDNA、UUDNA的檢測特意性強、快速、靈敏,臨床應(yīng)用價值高.
9. 尖銳濕疣患者外周血中HPVDNA的檢測尖銳濕疣(CA)病情頑固,極易復(fù)發(fā)。過去的研究一直認(rèn)為HPV是嚴(yán)格的親上皮病毒。但有人研究發(fā)現(xiàn)血液中能檢出HPVDNA。中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科的研究人員推測尖銳濕疣在HPV感染的病程中可能存在病毒血癥,可能是易感部位CA復(fù)發(fā)或其他部位出現(xiàn)CA病變的病毒來源。為此研究人員對30例CA患者外周血中HPVDNA進行了檢測。方法:采用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)檢測30例CA患者皮損和外周血中的HPVDNA,20例正常人外周血作對照。采用限制性內(nèi)切酶RsaⅠ、PstⅠ對HPV做分型鑒定。選取1例皮損與外周血均為陽性的PCR產(chǎn)物進行測序。結(jié)果:30例CA患者皮損均檢出HPVDNA,血漿中未檢測到HPVDNA,有8例外周血單一核細(xì)胞(PBMC)中檢測到HPVDNA(陽性率為26.7%),20例正常人對照為陰性。兩組陽性率經(jīng)χ2校正檢驗χ2=4.52,P<0.05,差異有顯著性。酶切和測序結(jié)果顯示,PBMC中的HPV型別與其皮損處的型別有一致性。結(jié)論:CA患者在HPV感染的病程中可能存在病毒血癥,這可能是CA易于復(fù)發(fā)的原因之一。本研究結(jié)果提示,病毒在局部大量繁殖有可能破壞局部基底膜帶,通過真皮血管入血。此外,在PBMC中檢測到HPV提示,該病可能有性傳播以外的途徑經(jīng)血行傳播的可能。
10. 快速診斷將宮頸粘膜、皮膚、口腔、角膜等組織細(xì)胞涂片后,用特異性抗體作間接免疫熒光或免疫組化染色法檢測病毒抗原;Wright-Giemsa染色鏡檢,如發(fā)現(xiàn)核內(nèi)包涵體及多核巨細(xì)胞,可考慮HSV感染;將皰疹皰液進行電鏡負(fù)染可迅速確診。原位核酸雜交和PCR法可用于檢測HSVDNA。PCR產(chǎn)物的特異性鑒定選用Southernblot法,腦脊液PCR擴增被認(rèn)為是診斷皰疹性腦炎的最佳手段。此外,DNA酶切圖譜也可作HSV鑒定和型別分析。HSV抗體測定對臨床診斷意義不大,僅用于流行病學(xué)調(diào)查,
11. 梅毒(TP),意義:敏感性、特異性均高。一般用來做確證試驗。不能用于觀察療效:即使患者經(jīng)過足夠的抗梅治療,血清學(xué)反應(yīng)仍可保持陽性,甚至保持終生。
12. 目的探討聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)反向膜雜交技術(shù)檢測臨床標(biāo)本中結(jié)核分支桿菌(TB)DNA的價值.方法用PCR反向膜雜交技術(shù)檢測522例結(jié)核及60例非結(jié)核患者臨床標(biāo)本中的TBDNA,同時用培養(yǎng)、抗酸染色涂片及常規(guī)PCR法作對照.結(jié)果PCR反向膜雜交法陽性率為80.6%(411/690),培養(yǎng)為18.1%(125/690),鏡檢為13.9%(96/690),常規(guī)PCR為59.6%(411/690),PCR反向膜雜交法與常規(guī)法比較(P<0.001=,差異有顯著意義.PCR反向膜雜交法陽性檢出率高于常規(guī)PCR(P>0.05),但差異無顯著意義;該技術(shù)假陽性為零.結(jié)論PCR反向膜雜交技術(shù)檢測臨床標(biāo)本中TB-DNA具有快速、高度特異性和敏感性,可為結(jié)核病的臨床早期診斷提供一種新的病原學(xué)診斷手段.
13. 近年來聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)技術(shù)已經(jīng)用于Hp的診斷,該技術(shù)的敏感性比寡核苷酸探針增加了100倍,可以檢出少至100個Hp。目前Hp的尿素酶基因和16SrRNA基因的部分序列已經(jīng)測出,為PCR特異性引物的選擇提供了依據(jù)。我們以一對與16SrRNA基因互補的寡核苷酸為引物(CP1/CP2),建立了從胃粘膜活組織標(biāo)本中檢測Hp感染的PCR技術(shù)。用該方法檢測Hp標(biāo)準(zhǔn)菌株NCTC 11637,NCTC11848及50株從臨床病人胃粘膜活組織中分離的Hp菌株均產(chǎn)生450bp的片段,其敏感性為0.1pg的HpDNA,相當(dāng)于100個細(xì)菌細(xì)胞 ,而對12株非Hp菌株(包括金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎雙球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、變形桿菌、痢疾桿菌及空腸彎曲菌NCTC11351)以及無Hp感染的人胃粘膜細(xì)胞呈陰性反應(yīng)。我們還用PCR檢測了96例因上消化道癥狀而行胃鏡檢查的患者,結(jié)果表明PCR檢查的Hp陽性率高于常規(guī)檢查法。我們還對17例經(jīng)不同方案治療后用常規(guī)方法檢查(尿素酶試驗、銀染、及培養(yǎng)均陰性)而被認(rèn)為Hp被根除的病人,用PCR檢查發(fā)現(xiàn)4例Hp陽性。以往我們對一些常規(guī)方法未能檢出而實際上還存在Hp的病人,誤認(rèn)為Hp被根除而放棄治療,這些病人短期內(nèi)Hp再現(xiàn)實際上是治療不徹底,這對于指導(dǎo)Hp感染的治療有十分重要的臨床意義。
14. HCMV感染是器官移植受者術(shù)后常見并發(fā)癥之一。HCMV感染系全身感染,臨床表現(xiàn)多樣,與移植排斥反應(yīng)的臨床癥狀十分相似,易于混淆,但二者的產(chǎn)生條件截然相反,在治療上完全不同。要弄清器官移植術(shù)后受者的臨床癥狀是否由HCMV感染所致,及時診斷活動性HCMV感染非常重要。HCMV感染是影響器官或組織移植成敗的重要因素。特別在骨髓移植感染中,如不及時診治,?梢鹬旅kU和移植失敗。因此早期診斷和及時有效的預(yù)防性治療是降低移植術(shù)后HCMV病發(fā)生率和死亡率的關(guān)鍵。熒光定量PCR技術(shù)對HCMV DNA的檢測對感染的檢測具有臨床應(yīng)用價值,因為體液中病毒DNA先于病毒感染的臨床癥狀或血清學(xué)證據(jù)的出現(xiàn),可作為HCMV感染的早期指標(biāo),對于HCMV感染疾病的治療和預(yù)防具有重要的意義。由于HCMV可通過胎盤內(nèi)感染、產(chǎn)道感染等途徑傳播,而且受感染的新生兒死亡率較高,因此利用PCR進行早期診斷及采取及時的治療措施,對優(yōu)生優(yōu)育也有重要意義。目前對HCMV感染疾病的治療和預(yù)防主要采用抗病毒藥物。顯然對抗病毒藥物的療效需要有有效的觀察和評價手段。熒光定量PCR對HCMV DNA可進行定量分析,檢測指標(biāo)穩(wěn)定,通過對DNA血癥水平的動態(tài)觀察以監(jiān)測HCMV疾病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后,及時調(diào)整免疫抑制劑的用量,指導(dǎo)抗病毒治療,觀察療效,分析是否有耐藥等,因此可作為評價各種抗病毒藥物療效的有力手段。
PCR技術(shù)在優(yōu)生優(yōu)育中的應(yīng)用
近年來經(jīng)濟發(fā)展迅猛,人民生活水平逐年提高,對自身及家人特別是下一代的身體健康愈來愈重視。另外,由于國內(nèi)計劃生育工作逐步走向深化,獨生子女比較高,孩子的身體素質(zhì)更成為長輩們關(guān)注的焦點。因此,怎樣提高新生兒質(zhì)量改善人類遺傳素質(zhì),即優(yōu)生優(yōu)充已顯得非常重要。優(yōu)生優(yōu)育的個體出生。①避免有嚴(yán)重遺傳性疾病和先天性疾病的個體出生。②增進體力、智力優(yōu)秀個體的繁衍。其中避免有嚴(yán)重遺傳性疾病及先天性疾病個體出生是優(yōu)生優(yōu)育最基本的內(nèi)容。從臨床優(yōu)生學(xué)角度分析具體工作包括在母親妊娠期間對母親及胎兒進行遺傳學(xué)檢查盡量排除常見的遺傳性疾病個體的出生,另外在妊娠是期檢查母親是否患有某些易引起胎兒畸型的傳染性疾病如弓型蟲、風(fēng)疹病毒、衣原體等感染。以往對遺傳性疾病的檢測主要使用染色體分析法,而臨床絕大部分遺傳性疾病是基因病而不是染色體病,染色體發(fā)析法不能檢出的。若使用PCR基因擴增法聯(lián)合單鏈構(gòu)型多態(tài)性分析(sscp)、限制性片段長度多態(tài)性分析(RFCP)等位基因特異性寡核某酸(Aso)點雜交或差異PCR可以很方便地檢出單個基因的突變而且其準(zhǔn)確性可達95%以上,因此使這一問題得到了較好的解決。常見的易致胎兒畸型的感染性疾病原體主要有單皰病毒(HSVⅡ)、風(fēng)疹病毒(RV)、人巨細(xì)胞病毒(HCMV)、弓形體(TOX)及沙眼衣原體(CT)。以往這些病原體感染診斷比較困難,主要靠培養(yǎng)法進行確診,而培養(yǎng)法費時,代價昂貴,而且受到采樣、樣要保存及用藥等因素的影響,基本不能在臨床中推廣。PCR基因擴增法因其高敏感性、高特異性非常適合這些疾病診斷及療效跟蹤,是最值得推薦的檢驗方法。
一、PCR基因擴增法在遺傳性疾病產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用,遺傳病是由于遺傳物變化而引起的機體某一功能或缺陷或異常所致的疾病,其根本變化在于遺傳物質(zhì)。其類型包括單基因遺傳病,染色體遺傳病及多基因遺傳病。遺傳病診斷除詢問病史,一般物理診斷,普通實驗室檢查及了解癥狀、體征外有特殊性。過去常應(yīng)用系譜分析,染色體及性染色色質(zhì)檢驗作為遺傳病診斷的主要依據(jù),再輔以相關(guān)的酶學(xué)分析從而作出診斷。隨著分子生物不的迅速發(fā)展及其在遺傳性病診斷中的廣泛應(yīng)用,基因診斷技術(shù)誕生,基因診斷技術(shù)為遺傳病的臨床診斷起了很大的促進作用。聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)是基因診斷主要技術(shù)之一。這種快速、靈敏的基因體外擴增技術(shù)與多種分子生物學(xué)手段相配合可以檢出大部分已知的基因突變、基因缺失、染色體錯位等,PCR技術(shù)日益成為遺傳病診斷的最有效、最可靠的方法之一。以下舉幾個在國內(nèi)有普遍意義的例子。
(一)、PCR檢測地中海貧血;地中海貧血(Thalassemia)是一種遺傳性慢性溶血性貧血病,是世界上最常見且發(fā)病北最高的一種單基因遺傳病。在兩廣、貴州、四川等地發(fā)病率較高,在廣西等地高達15%。地中海貧血是由于基因突變造成珠蛋白的不平衡,使結(jié)構(gòu)正常的肽鏈合成量減少甚至沒有合成表現(xiàn)為溶血性貧血。接受累基因種類分為α、β、γ等,其中以 α、β地貧為最常見,危害了最大。珠蛋白基因簇位于人6號染色短臂上,有兩個重復(fù)基因基因位于α1、α2、兩個α基因及其旁側(cè)序列有很大的同源性,易出現(xiàn)染色體不等交換,導(dǎo)致α基因缺失-α地貧。α地貧基因部分缺失有α1基因部分缺失、α2基因缺失、α1及α2基因同時缺失及非缺失型地貧?梢詰(yīng)用PCR技術(shù)擴增α1、α2基因從而檢測這些基因是否缺失、突變等,從而對α型地中海貧血作出診斷。β地中海貧血基因缺陷主要表現(xiàn)為基因序列中單一核苷酸的突變,或少數(shù)堿基的缺失、插入,使正常β珠蛋白肽鏈合成減注或缺失。應(yīng)用位點特異性寡核苷探針(Aso)進行PCR產(chǎn)物斑點雜交即可對其作出診斷。
(二)、苯丙酮尿癥,苯西酮尿證(PKU)是一種常染色體隱性遺傳病,患者因苯丙酸羥化酶轉(zhuǎn)化為酷氨酸,使苯氨酸及其代謝物在體內(nèi)大量蓄積,出現(xiàn)腦組損傷及不可逆性智力發(fā)育障礙。PKU患者出生時正常,新生兒一經(jīng)確診為PKU停止母乳喂養(yǎng)采用低苯丙氨酸欽食療法8—10年,可使患者智力水平發(fā)展維持正常。由于低苯丙氨酸欽食非常昂貴,一般家庭難以承受,因此,施行產(chǎn)前診斷,防止患兒出生是最好的選擇。PAH只在肝細(xì)胞中表達,不能用血細(xì)胞,成纖維細(xì)胞、羊水、絨毛細(xì)胞進行酶活性分析,只能進行基因診斷。PKU的基因變化并非全部PAH基因的缺失,而是以點突變?yōu)橹饕憩F(xiàn)形式,而且其突變位點很多。必須使用PCR擴增結(jié)合,ASO,SSCP或使用擴增片段長度多態(tài)性分析(AmpFLA)進行檢測,這些技術(shù)都較復(fù)雜,檢驗人員須經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)。
(三)、血友病,血友病是一組最為常見的遺傳性凝血障礙,根據(jù)因子缺陷的不同分為甲、乙兩型,(Ⅷ、Ⅸ因子缺陷),也有復(fù)合型血友病,但不常見。甲型血友病發(fā)病率為1/10000,Ⅷ因子基因位于G6PD基因附近,全長186Kb,大范圍的基因重排(缺失、插入、重復(fù))導(dǎo)致甲型血友病的病例很少,僅為Ⅷ因子缺陷的5%,大部分病人表現(xiàn)為單個或少數(shù)堿基的突變。由于Ⅷ因子基因長度為186Kb,突變位點多,而且新生突變頻率高,從臨床角度講不能對每一個突變都檢測,可對最為常見的幾種突變類型進行檢測,主要的檢測手段是PCR結(jié)合RELP分析。乙型血友病發(fā)病率占血友病的20%,其基因變化及檢測方法與甲型血友病類似。
(四)、性別發(fā)育異常,區(qū)別雄性及雌性的物質(zhì)基礎(chǔ)是性染色體,哺乳動物胚胎發(fā)育中,雌性表型不需要任何調(diào)節(jié),而雄性表型則由多因素決定,位于Y染色體上的指導(dǎo)雄性性別分化的基因命名為睪丸決定因子(TDF),F(xiàn)代研究表明,SRY(Sex-determining region of Y chromosome)基因是TDF基因,位于Y染以體短臂末端。SRY區(qū)缺失易導(dǎo)致46XY核型個體發(fā)育成女性。進行基因檢測可以檢出SRY基因組的易位及缺失,從而診斷性別發(fā)育異常,這一探索性別異常的研究非常熱門。另外還有一種46XY核型異常的病人即睪丸女性化,這是用于雄激素受體(androgen receptor,AR)基因缺欠,使雄激素的靶基因?qū)π奂に夭粦?yīng)答就答或不全而引起的,根據(jù)病情的不同有不同的表型,AR缺陷有很高的新生突變頻率,表現(xiàn)為無家族史的散發(fā)病。AR基因長90Kb,位于X染色體上,AR基因異常大部分為個別基因堿基的突變,可以通過PCR結(jié)合ASO或SSCP檢出。
(五)、脆—X綜合征,脆—X綜合片(fragile-X Syndrome,Frax)是發(fā)病率最高的一種X-連鎖的智力低下綜合征(X-linked mental retardation XLMR)。因這種綜合征與X染色體上的脆位點連鎖而得名。大多數(shù)FRAX男性智商(IQ)低于50,并有隨著年齡增長而下降的趨勢。用人工酵母染色體(artificial yeast chromosome,YAC)克隆技術(shù)分離獲得覆蓋X-脆位點區(qū)域的YAC克隆,在這一克隆中獲得一個能在人腦中表達的基因命名為FMR-1(fragile X mentai retardation-1),FMR-1的5‘端有一個CGG(精)三核苷酸串(CGG)n,正常人群中(CGG)n中存在多態(tài)性,重復(fù)序列為6-46個,當(dāng)重復(fù)超過52個時,此區(qū)域的分裂呈不穩(wěn)定,導(dǎo)致重復(fù)序列大幅度增加,無臨床表現(xiàn)的攜帶者插入片段長度小于500bg,有臨床表現(xiàn)者,長度都大于600BP而且伴有甲基化。人們將500bp作為前突變與全突變的分界線。對Frax的診斷以前用細(xì)胞遺傳學(xué)的方法檢測脆位點,實驗條件嚴(yán)格,成功率不高,F(xiàn)在采用分子遺傳學(xué)方法即可診出前突變及全突變。用PCR擴增CGG重復(fù)序列,檢測擴增產(chǎn)物的長度。突變基因的擴增片段增大,體細(xì)胞異質(zhì)性時出現(xiàn)多條長度不等的擴增帶甚至拖尾成一片,或者因為擴充的全突變插入片段過長超出PCR擴增能力而結(jié)果無擴增現(xiàn)象。
(六)、其它遺傳性疾病如抗胰蛋白酶缺陷癥,馬凡綜合征等等都可用PCR法進行檢測讀者可以參閱有關(guān)文獻,進一步了解。
二、PCR基因擴增法在“Torsch”診斷中的應(yīng)用,在妊娠早期(1-3個月),有些病原微生物的感染易導(dǎo)致胎兒畸形,這些病原體中最常見的有弓體(TOX)、風(fēng)疹病毒(RV)、單純皰疹病毒(HSV)、沙眼衣原體(CT)、及巨細(xì)胞(HCMV),對這幾種病原體的檢測根據(jù)其英文詞首簡稱為Torsch試驗。
(一)、弓形體的PCR檢測,弓形體有廣泛的自然疫原性,人體多為隱性感染,抵抗力低時可以有臨床表現(xiàn)。弓形體的診斷較困難,血清學(xué)方法敏感性較高但有交叉性出現(xiàn)假陽性而且無法確定近期感染、遠(yuǎn)期感染或一過性感染。確診的方法是活組織檢查或動物接各,這些方法陽性率太低不能推廣。PCR檢測可以檢出樣本中1-2個病原體而且準(zhǔn)確性高,是目前對弓形體檢測最優(yōu)秀的方法。作為優(yōu)生優(yōu)育檢查應(yīng)于妊娠前或妊娠早期取全血樣本,可以用EDTA或肝素抗凝,以EDTA抗凝效果最好,檢測外周血白細(xì)胞中是否有TOX存在。對于不孕,多次自然流產(chǎn)或養(yǎng)小動物的產(chǎn)期婦女,作弓形蟲檢測有更重要的臨床意義。
(二)、風(fēng)疹病毒感染:風(fēng)疹病毒(RV)是一種單股正極性RNA病毒,人是風(fēng)診病毒的唯一宿主。RV感染可以引起胎兒的畸形,影響胎兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育,因此RV檢測在優(yōu)生優(yōu)育工作中顯得非常重要。RV檢測可以用直接培養(yǎng)法及IgM抗體測試法。培養(yǎng)法費時很長而且常受到其它病毒的干擾,IgM測定法結(jié)果了不太準(zhǔn)確,PCR法敏感性及特異性都很高而且簡便快速,是RV感染最優(yōu)秀的測試方法之一。風(fēng)疹病毒侵入體內(nèi)后在上呼吸道增殖而出現(xiàn)癥狀,面部出現(xiàn)丘疹,迅速遍及全身。樣本采用妊娠母親的咽部拭子、血清、產(chǎn)婦的絨毛或妊娠如羊水等。RV病毒是RNA病毒,PCR擴增較復(fù)雜,應(yīng)注意樣本的采集時機,操作的準(zhǔn)確性。
(三)、單純皰診病毒,單純皰疹病毒(herpes simplex virus,HSV)是一種DNA病毒,可引起多器官的炎癥,可通過性接觸傳播。HSVⅡ感染復(fù)發(fā)率高,80%的感染者于12個月內(nèi)復(fù)發(fā)。HSV感染后經(jīng)機體免疫系統(tǒng)清除,少數(shù)病人終生攜帶,體弱時復(fù)發(fā)。PCR法檢測HSV敏感性高而且可以直接對HSVⅠ/Ⅱ型進行分型鑒定。
(四)、沙眼衣原體,沙眼衣原體(CT)不僅能引起沙眼而且能引起生死器感染,是一種性傳播性疾病。與淋病(NG),梅毒等經(jīng)典性傳播性疾病不同,CT易經(jīng)其它接觸途徑傳播,少數(shù)地區(qū)對妊娠期婦女普查結(jié)果表明此人群中發(fā)病率高達20%-30%。在歐美等國家CT的感染已超過淋病而居性傳播性疾病之首。衣原體感染常呈無癥性或非特異性癥狀的隱性感染,不容易診斷。以往用培養(yǎng)法進行確診,費時且敏感性、準(zhǔn)確性都不足。PCR用于CT檢測時應(yīng)注意不同檢測目的的取材不同,對于性傳播性疾病診斷應(yīng)取生殖道分泌物(查脫落細(xì)胞),而對于早期妊娠病人應(yīng)查其全血樣本,在妊娠后期或臨產(chǎn)時再查陰道分泌物以便指導(dǎo)生育時產(chǎn)道清理。
(五)、人巨細(xì)胞(HCMV),HCMV感染十分普遍,除少數(shù)原發(fā)性感染發(fā)生原發(fā)性單核細(xì)胞增多癥外,極大多數(shù)為隱性感染。HCMV可以長期潛伏在體內(nèi),當(dāng)機體免疫功能低下時,病毒會激活而造成嚴(yán)重疾病在妊娠期如果孕婦感染HCMV可以引起早產(chǎn)、畸型、死胎及新生兒巨細(xì)胞包涵體病等。HCMV屬皰疹病毒科,可以從唾液、尿、宮頸分泌物及乳汁排出。HCMV“金標(biāo)準(zhǔn)”的診斷試驗是用單層成纖維細(xì)胞作病毒培養(yǎng),其它的實驗檢查有血清學(xué)的檢測及包涵體檢測。PCR是HCMV檢測的一種新方法,用于檢測的樣本有血,生殖道分泌物拭子等,用于優(yōu)生優(yōu)育檢測時應(yīng)取血樣本。對于早期妊娠病人若有HCMV感染應(yīng)再檢測羊水,或其它妊娠物,對病人認(rèn)真及進跟蹤檢查,綜合判斷并采取相應(yīng)的醫(yī)療措施。
PCR在優(yōu)生優(yōu)育感染性疾病的檢測除以上的述以外,還有很多,如對HBV、HCV、EB等檢測,有關(guān)內(nèi)容可以參考相誚的資料。PCR應(yīng)用于優(yōu)生優(yōu)育有很大的優(yōu)越性,使這一技術(shù)的推廣應(yīng)用剛剛起步,應(yīng)注意操作的準(zhǔn)確性,盡量避免誤診。對感染性疾病首先應(yīng)取孕婦血樣檢測,有可疑時或血中檢出病原體核酸時應(yīng)盡早作羊水等妊娠物檢查。不管是否懷疑胎兒有嚴(yán)重遺傳病傾和中或有感染引起的畸形風(fēng)險,對胎兒的去留應(yīng)尊重胎兒父母親的意見。