0%

临床分子生物学检验技术笔记 第二章 临床分子生物学检验与分子生物标志物

学习目标

  1. 掌握 分子生物标志物的概念及分类,核酸分子生物标志物的分类,基因突变的概念及类型,基因多态性的概念及类型,DNA甲基化的概念,转录产物标志物的类型和原理,循环核酸的应用。
  2. 熟悉 生物标志物的概念及分类,病毒、原核生物、真核生物及人类基因组的结构及特征,线粒体DNA生物标志物的特点,高通量技术与分子生物标志物的发现。
  3. 了解 分子生物标志物的特征,生物标志物发现的基本统计学方法和生物标志物的评估阶段。

(一)概念

  1. 分子生物标志物是生物标志物的一种类型, 是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质(多肽)、代谢产物等生物分子。

  2. 基因组是一个细胞或一种生物体的整套遗传物质,包括基因和非编码DNA。更准确地讲,一个生物体的基因组是指一套染色体中的完整的DNA序列。

  3. 动态突变是指 DNA分子中某些短串联重复序列,尤其是三核苷酸重复,其重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应,而引起某些单基因遗传病。

  4. 单核苷酸多态性是人类可遗传的变异中最简单、 最常见的一种, 主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,简写为SNPS.

  5. 循环核酸是指血浆中存在的游离于细胞外的DNA和RNA,常用于分子生物标志物的是循环肿瘤细胞DNA、胎儿DNA和血浆RNA。


(二)核酸分子标志物的分类

1、DNA分子标志物

(1)基于基因突变的分子标志物:包括点突变(错义突变、无义突变和RNA加工突变)、插入/缺失突变(包括移码突变)和动态突变等。点突变也称为碱基置换,是指单个碱基的改变,在引起人类遗传性疾病的点突变中包括错义突变、无义突变、RNA加工突变以及发生在调控区的突变等。插入1缺失突变分为小片段和大片段插入1缺失,小片段突变指的是在1~60个碱基范围内的改变,而大片段的插入/缺失甚至可以在染色体水平上检测到。动态突变是指三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应的突变形式。

(2)基于基因多态性的分子标志物:包括限制性片段长度多态性、小卫星和卫星多态性、单核苷酸多态性和拷贝数多态性。限制性片段长度多态性是第一代DNA分子标记:小卫星和微卫星多态性是属于第二代的DNA分子标记;单核苷酸多态性主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,它是人类可遗传的变异中最简单、最常见的一种。拷贝数变异指的是基因组中较大的DNA片段发生了拷贝数的变化,可以涉及一个基因,也可以是连续的几个基因,相当于染色体的某个区域发生了复制或缺失的改变。

(3)基于循环核酸的分子标志物:包括循环肿瘤细胞DNA、母体血清中的胎儿DNA等。循环肿瘤细胞DNA可用于检测原癌基因突变、微卫星改变、原癌基因扩增、表观遗传改变、线粒体突变和病毒核酸等。胎儿DNA可用于性连锁遗传性疾病、RhD水平、先天性肾上腺皮质增生症、软骨发育不全、β地中海贫血等。

2、RNA分子标志物

(1)mRNA分子标志物:可用于单基因遗传病和药物治疗以及药物治疗效果检测和食品安全领域检测。mRNA可以进入血液循环,血浆RNA检测可用于肿瘤诊断和产前诊断。检测技术包括Norther印迹杂交、荧光定量PCR、基因芯片和RNA测序等。

(2) microRNA (miRNA)分子标志物:不仅存在组织细胞中,还可以通过微小囊泡分泌到细胞外,进入血液中。循环miRNA已成为肿瘤等疾病的特异性分子标志物。检测miRNA最常用的技术包括荧光定量PCR。

(3) lncRNA分子标志物:是指长度大于200bp的非编码RNA,在生物标志物研究之中,IncRNA正在成为焦点,尤其是作为肿瘤分子标志物。


(三)核酸分子标志物特征和评估

1、分子生物标志物的特征

(1)该标志物在临床上是否有可行的检测方法。该标志物能够被临床所检测,检测方法准确、可重复;检测前的问题已被评估并可控制;检测方法通量高、速度快、费用合理。

(2)该分子生物标志物是否增加新的信息。该生物标志物与疾病之间有较强的关联;在现有检测的基础上增加新的信息;参考值被一个以上研究验证;已在人群中进行过评价。

(3)判断生物标志物是否有助于医生对患者的处理。对疾病的诊断优于现有检测方法;该生物标志物还具有危险分层、早期检出、诊断、治疗决策、监测疾病进展和对治疗反应的用途。

2、分子生物标志物的评估阶段

(1)第一阶段为临床前的探索性研究。通过基于经验的基因筛选、基因表达谱或蛋白质组发现用于区分癌症和正常样本的分子生物标志物。

(2)第二阶段包括两个重要部分。首先,在第一-阶段按照要求完成的基础上,建立可以在临床应用的检测方法。其次,从临床应用角度讲,这些检测方法首先应该具有良好的重复性,测定仪器便携;检测的灵敏度和特异性等临床效能应该达到特定临床应用的最低阈值要求。

(3)第三阶段是针对临床上还未能进行检测的疾病进行试验,对生物标志物的灵敏度和特异性进行评价。

(4)第四阶段是要在前瞻性队列研究中评估分子生物标志物的灵敏度和特异性。

(5)第五阶段主要是在筛选的人群中对新的诊断方法进行效益/风险评估,该阶段研究也需要大规模、长时间的研究,需要相当高额的经费支持。

本文标题:临床分子生物学检验技术笔记 第二章 临床分子生物学检验与分子生物标志物

文章作者:cunzher

发布时间:2020年06月18日 - 22:06

最后更新:2020年06月18日 - 22:06

原始链接:https://www.cunzher.cn/posts/b73eb6d7.html

许可协议:署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 转载请保留原文链接及作者。