随着近代免疫技术与检测方法的不断发展,以核酸检测为代表的分子生物学技术取得了长足进步并获得了广泛认可。由于其具有灵敏度高、漏检率低、可缩短窗口期检测时间并可监测病毒变异等优点,因而成为临床病原体感染诊断方法的优选。在病毒研究方面,运用分子生物学检测技术,可对病毒基因组的结构与功能、复制与表达、与宿主相互作用等进行研究,可为病毒的致病机理、疫苗研发和抗病毒药物研制等方面提供基础。临床常用的检测方法多为核酸检测和蛋白检测。
1.常用于基因诊断的临床标本包括EDTA或
枸橼酸钠抗凝的全血或骨髓、血清或血浆、痰液、脑脊液、尿液以及分泌物等。采样容器最好是密闭的一次性的,如真空采血管。一次性塑料容器使用时无需进一步预处理。当使用非密闭采样系统时,如尿液、分泌物和骨髓的采样,必须注意防止来自采样者的皮屑或分泌物的污染。采样者采样时应戴一次性手套。可重复使用的玻璃器皿应经高压处理,因为玻璃器皿常含有不易失活的RNA酶,故应高温灭菌,250℃烘烤4小时以上以使RNA酶永久失活。
2.全血和骨髓标本必须进行抗凝处理。通常EDTA和枸橼酸钠是首选的抗凝剂,但高浓度的EDTA对基因扩增有抑制作用。不能使用
肝素抗凝,因为肝素是Taq酶的强抑制剂,而且在其后的核酸提取步骤中很难去除肝素。临床用于RNA(如HCV RNA)测定的血标本最好进行抗凝处理,并尽快(3小时以内)分离血浆,以避免RNA的降解,如未作抗凝处理,则抽血后必须在1小时内分离血清。
(一)核酸检测在目前临床实验室病毒感染的监测、诊断、疗效及预后判断等方面发挥着越来越大的作用,是今后实验室诊断的主要发展方向。对病毒的检测主要分定性和定量两类:
1.定性检测
(1)原位杂交:运用酶或发光底物作为标记探针,通过原位杂交的方法直接检测样本中的病毒核酸,由于其缺少PCR中扩增这一环节,其敏感型低于PCR检测,目前运用较少。
(2)聚合酶链式反应(PCR):聚合酶链式反应是利用DNA在高温时可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链的原理,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。由于其特异性强、灵敏度高、快速准确等优点在临床上得到广泛应用。
(3)逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR):RT-PCR技术通过对RNA逆转录酶的应用实现,即将病毒RNA逆转录DNA,接着进行PCR,与PCR相比多了逆转录的过程,临床主要运用于RNA病毒检测,也可用于基因表达、转录水平等检测。
2.定量检测
(1)实时定量荧光聚合酶链反应(Real-time PCR):以荧光探针或荧光染料发出的荧光信号作为核酸扩增反应中的检测指标,对循环后产物总量进行计算的技术。除可检测病毒载量外,可用于病毒变异、耐药等监测,是评估疾病病程、治疗是否有效及预后的常用方法。其敏感性、特异性和重复性都较好。
(2)bDNA:不依赖PCR扩增的核酸杂交信号放大检测技术,不需抽提纯化RNA,不需反转录,不需PCR扩增,只要将样本用特定裂解液裂解后,经探针杂交与信号放大后即可迅速得到基因定量结果。具有高灵敏度、检测范围大和准确定量等优点,除检测病毒核酸外,也可检测宿主细胞内与病毒发生相互作用基因的表达水平,具有较好的运用前景。
(3)NASBA:依赖核酸序列的扩增技术,由一对特异的引物介导的、三种酶催化的以单链RNA为模板的恒温扩增技术,具有操作简单、特异性强、灵敏度高、不易被污染等优点,已广泛应用于病毒、细菌、霉菌、寄生虫和细胞因子等的检测,特别是用于HIV、HCV等RNA病毒的检测当中。
(4)TMA:是一种利用RNA聚合酶和逆转录酶在约42℃等温反应条件下来扩增RNA或DNA的系统。技术原理与NASBA大致相同,差别是TMA利用MMLV逆转录酶及T7 RNA聚合酶两种酶,MMLV逆转录酶既有逆转录酶的活性又具有RNA酶H活性,是比较敏感的核酸扩增技术,其检测比较简便,适合高通量筛选,可运用于
人类白细胞抗原等位基因分型、细菌和病毒的快速检测。
(5)LCR:是基于靶分子依赖的寡核苷酸探针相互连接的一种探针扩增技术,其扩增效率与PCR相当,由于有很高的信噪比,其敏感性也很高。该技术既可扩增,又可检测DNA突变,具有很好的运用前景。
(6)基因芯片:基因芯片又称DNA芯片(DNA chip )或DNA微阵列(DNA microarray)。其原理是采用光导原位合成或显微印刷等方法将大量特定序列的探针分子密集、有序地固定于经过相应处理的硅片、玻片、硝酸
纤维素膜等载体上,然后加入标记的待测样品,进行多元杂交,通过杂交信号的强弱及分布,来分析目的分子的有无、数量及序列,从而获得受检样品的遗传信息。在基因表达分析、新基因发现和疾病诊断方面有越来越高的运用前景。
(二)蛋白检测
1 免疫印迹:主要取决于抗原抗体的特异性,该方法是在凝胶电泳和固相免疫测定技术基础上发展起来的一种新的技术,既具有凝胶电泳的高分辨率又具备固相免疫测定的高特异性和高灵敏性,是检测蛋白质特性、表达与分布的一种最常用的方法。
2 免疫荧光:将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体(或抗原)上,与其相应的抗原(或抗体)结合后,在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应,该方法特异性强、敏感性高、速度快,但对实验室人员技术要求较高。
分子生物学是利用分子、蛋白的检测技术和方法研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化,运用于临床可为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据。近些年其发展迅速,并渗透到了多门学科的研究领域。分子生物学在对疾病的诊断、预防和治疗方面正在发挥日益重要的作用,并将成为推动医学检验发展的主要力量。
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