分子診斷學技術在檢驗醫(yī)學中的應用及挑戰(zhàn)

檢驗醫(yī)學是醫(yī)學的重要組成部分，為臨床對疾病預防、診斷、治療和預后判斷等提供重要信息[1]。隨著醫(yī)學技術和醫(yī)療設備的不斷發(fā)展，分子診斷學技術在檢驗醫(yī)學中的應用越來越廣泛。分子診斷學是利用分子生物學理論、技術和方法來研究人體內源性或外源性生物大分子及其體系的存在與否及其結構或表達調控的變化，為疾病的預防、預測、診斷、治療和轉歸提供信息和決策依據(jù)。分子診斷學技術在個體基因方面更為重視，這類診斷技術既能夠準確而有效地判斷疾病類型，又能夠預測出疾病的攜帶者以及易感人群。分子診斷學技術不僅可以有效提高檢驗技術水平，還有利于臨床醫(yī)生對疾病進行全面分析。分子診斷學技術促進了檢驗醫(yī)學的發(fā)展，尤其是在患者疾病的診斷以及患者疾病病程和結局的預測方面，可更深層次的揭示疾病的本質。

1 分子診斷學技術

經過多年的發(fā)展，分子診斷學技術主要分為基因測序技術、分子雜交技術以及基因擴增技術等[2]。由于分子診斷學技術在疾病診斷方面有快速、準確且可自動化的優(yōu)點，其在檢驗醫(yī)學中具有重要地位。

1.1 基因測序技術

基因測序技術是先對基因采取片段化的方式，并在此基礎上構建基因文庫，然后將基因文庫和載體相交聯(lián)，與此同時使其擴增，實現(xiàn)在載體上合成的同時，能夠對數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)進行測序。臨床研究表明，由于基因測序技術具有測序時間短、測序結果準確的特點，通?？捎糜谝?guī)模比較大的檢測，同時在分析和研究外顯子、內含子以及全基因組序列等方面也發(fā)揮著重要作用[3]。

1.2 分子雜交技術

分子雜交技術指在一定條件下，將兩條基因序列為同源的核酸單鏈形成雙鏈，其中遵循的原則為堿基互補配對原則。分子雜交技術主要包括熒光原位雜交技術、菌落原位雜交技術、Northern印跡法、斑點雜交技術、芯片雜交技術、Southern印跡法等[4]。原位雜交技術指在人體的染色體、組織或者細胞上，按照堿基互補配對原則，使得靶基因得以顯示。在分子雜交技術中，Southern印跡法仍然在檢驗醫(yī)學中得到廣泛應用，尤其在判斷基因突變方面，是目前各類探針雜交技術中最為常規(guī)的檢測方法。原位雜交技術通?？捎糜跈z測癌癥基因、確定基因位置等。

1.3 基因擴增技術

基因擴增技術指根據(jù)高溫條件下DNA產生變性，低溫條件下DNA產生復性的特點，在溫度變化的過程中，經過變性、復性以及延伸，最終實現(xiàn)在體外擴增核酸片段的技術[5]?；驍U增技術由于具有速度快、操作方便、靈敏度高、標本要求低以及特異性高等特點，在食品檢驗、醫(yī)學、農學等領域均得到廣泛應用。聚合酶鏈反應技術主要包括常規(guī)聚合酶鏈反應技術和實時聚合酶鏈反應技術。常規(guī)聚合酶鏈反應技術被廣泛應用在定性檢測，包括基因融合、基因缺失以及基因突變方面的檢測，此類技術具有設備要求低、檢測成本低的優(yōu)點，但同時也存在不能實時對基因擴增過程進行檢測、不能確定起始模板量的缺點，是一種只能采取半定量或者定性的方式來分析擴增最終產物的檢測技術。實時聚合酶鏈反應技術被廣泛應用在分析mRNA的表達水平、對核酸進行定量等醫(yī)學檢驗中，此類技術具有重復性佳、特異性強以及準確度高的優(yōu)點，在患者病情的診斷、臨床用藥的分析以及藥物作用的監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。

2 分子診斷學技術在檢驗醫(yī)學中的應用

分子診斷學技術能夠詳細闡明疾病的發(fā)生機制，目前分子診斷學技術在檢驗醫(yī)學中主要應用于遺傳性疾病以及感染性疾病中[6]。

2.1 分子診斷學技術在遺傳性疾病中的應用

遺傳性疾病是由于遺傳物質（基因及染色體）改變而引起的疾病，包括單一基因缺陷性疾病、染色體變異遺傳疾病、多重基因影響的遺傳性疾病等，臨床多通過基因檢測以輔助臨床診斷。分子診斷學技術經過分析人體內遺傳物質的基因、表達以及轉錄的關系，對患者病情做出輔助診斷。研究表明，分子診斷學技術不僅能夠準確診斷由基因突變、基因缺失等引起的遺傳性疾病，還可以為病因不明確的疾病診斷提供一定的依據(jù)。比如研究證實，由于β-珠蛋白基因中的密碼子序列發(fā)生改變，導致人體內鐮狀細胞出現(xiàn)貧血[7]。此時聚合酶鏈反應技術的應用能夠將突變的位點經過變性、復性以及延伸，最終實現(xiàn)在體外擴增β-珠蛋白基因片段，從而更為有效而準確地診斷患者的遺傳性疾病。另有研究顯示，高通量測序技術在檢驗醫(yī)學中的應用能夠準確、有效地判斷疾病類型，預測胎兒可能患有的遺傳性疾病，包括18-三體綜合征（愛德華綜合征）以及21-三體綜合征（唐氏綜合征）等，減少畸形兒出生的概率[8]。

2.2 分子診斷學技術在感染性疾病中的應用

感染性疾病是由各種生物病原體侵入機體引起的疾病。感染性疾病通常采用血清學或者培養(yǎng)病原體的方式對患者進行診斷。目前臨床中在免疫學各項指標的檢測中，應用最為普遍的檢測方式是酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）。ELISA法由于具有檢測速度快、檢測方式簡便、靈敏度高以及特異性強的特點，在診斷感染性疾病，例如乙肝、艾滋病、丙肝、梅毒等疾病中得到廣泛應用。但值得注意的是，ELISA法仍存在著溶血、脂濁以及黃疸等影響因素，這些影響因素會對檢測結果產生干擾，造成檢測準確度低的后果[9]。聚合酶鏈反應技術以及基因芯片技術由于具有高效率、高敏感度和低耗時的特點，在檢測病原微生物方面得到廣泛應用。相比于傳統(tǒng)的酶鏈免疫法，實時聚合酶鏈反應技術在乙肝病毒上載量檢測的應用能夠準確評價患者病情，同時還能有效診斷患者疾病以及預測患者疾病病程和結局[10]。

3 分子診斷學技術在檢驗醫(yī)學中的挑戰(zhàn)

雖然分子診斷技術具有靈敏度高、特異性好、針對性強等優(yōu)勢，但是其操作復雜、質量控制較為困難，且在技術流程標準化方面仍有一定的難度，因此應用受到限制。分子診斷學的檢測平臺目前在我國的發(fā)展仍處于初期探索階段，檢驗醫(yī)學自動化的實現(xiàn)仍然需要時間，且相較于發(fā)達國家，我國的檢測平臺較為單一，涵蓋的領域范圍較窄。此外，臨床中仍存在著操作不規(guī)范等一系列問題[11-12]。與此同時，分子診斷學技術對檢測環(huán)境、技術人員和儀器都有著更高的要求。綜上，在分子診斷學技術的發(fā)展中，仍存在著亟待解決的問題，需要有針對性地對不足之處進行改善，推動分子診斷學的發(fā)展。