分子診斷是將分子生物學技術應用于疾病診斷的醫學分支學科,利用分子生物學技術研究人體內源性或外源性生物分子的存在、結構或表達調控變化,為疾病的預防、預測、診斷、治療、預后和轉歸提供信息和決策依據。精準醫療的發展,將持續推動分子診斷的進步。目前常見核酸分子診斷技術涉及三個技術:熒光定量PCR技術(qPCR)、高通量測序技術(NGS)和數字PCR。如何選擇,我們作一下簡要介紹。
qPCR通過熒光染料或熒光特異性探針,對PCR產物進行標記跟蹤,實時監控反應過程。每擴增一條DNA鏈,就有熒光染料分子結合到雙鏈DNA上或有熒光分子從探針上釋放,實現熒光信號的累積。由于熒光積累與PCR產物形成完全同步,可通過軟件對熒光積累信息進行分析和計算,獲得待測樣品模板的初始濃度。但是,qPCR只能夠通過標準曲線和標準品進行相對定量,無法做到精準絕對定量。 NGS可以一次對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定。在基因組水平上,NGS可進行從頭測序而獲得該物種的全長序列,為后續研究奠定基礎;對已知參考序列的物種,進行全基因組重測序可檢測新的突變位點,發現個體差異的分子基礎。在轉錄組水平上,NGS可進行全轉錄組測序,開展可變剪接、基因表達差異、新非編碼RNA分子發現等研究。NGS與染色質免疫共沉淀和甲基化DNA免疫共沉淀技術相結合,可檢測出與特定轉錄因子結合的DNA區域和基因組上的甲基化位點。NGS功能強大,適合用于探索篩選新的生物標志物,但是實驗操作較復雜,數據分析難度較大,檢測周期長,成本較高。 數字PCR是新興起來的一種核酸分子絕對定量技術。該技術可直接獲得DNA分子的拷貝數,實現起始樣品中核酸分子的絕對定量,且無需標準品或內標。數字PCR已經被廣泛應用到醫學、生物學等各個領域,如拷貝數變異、突變檢測、復雜來源樣品中低豐度核酸分子檢測、NGS數據驗證、miRNA等微小差異表達研究、單細胞基因表達分析等方面,在已知突變的癌癥分子標志物的檢測、傳染病病原體檢測、基因組三倍體分析和基因表達分析等領域展現了強大的優勢。 在實驗過程中,大家會有疑問:選擇哪種檢測技術才能更好的達到預期結果?通過突變檢測限、定量能力、操作簡易程度、檢測費用、適用場所、發現未知序列等方面進行比較,您或許會有自己的答案。
從上表來看,數字PCR因為靈敏度高、絕對定量、適合于醫院操作等優點,在腫瘤液體活檢、無創產前篩查、感染性疾病早期診斷等臨床檢測應用方面具有顯著優勢。NGS在檢測未知序列、未知突變、高通量多位點檢測方面是更好的選擇,是科研和獨立實驗室服務的好工具。qPCR適用于較常規的臨床分子診斷項目。
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