现代分子生物学技术在临床医学基础检验中的应用价值
王淑敏
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王淑敏,. 现代分子生物学技术在临床医学基础检验中的应用价值[J]. 临床医学杂志,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157036.
摘要: 现代分子生物学是研究生物大分子--核酸及其表达产物蛋白质的结构、功能、遗传、调控、相互关系和相互作用,从分子水平上探讨生命现象的科学,其主要研究对象是核酸(DNA和RNA)和蛋白质。自从1953年发现DNA的双螺旋结构以来,分子生物学在短短五十年时间里以超乎想象的速度飞速发展,渗透到医学每一个领域。可以毫不夸张地说,如果没有分子生物学的应用,人类探索生命活动的行为将会寸步难行。因此本文将简要分析现代分子生物学技术在临床医学的应用。
关键词: 现代生物学技术;医学检验;临床医学
DOI:10.12721/ccn.2021.157036
基金资助:

将分子生物学技术应用到临床医学学,使疾病诊断深入到基因水平,称为基因诊断。基因诊断技术主要包括核酸分子杂交技术、聚合酶链式反应技术、基因多态性分析技术、单链构想多态性分析技术、荧光原位杂交染色体分析技术、波谱核型分析技术、DNA测序技术、基因芯片技术以及蛋白质组技术等,一些先进的分离和检测技术大大促进了上述技术的完善和发展,如毛细管电泳技术、液质联用技术变性高效液相色谱技术、非荧光遗传标记分析技术等。基因诊断在感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤性疾病等的诊断中发挥越来越重要的作用。

1生物分子学应用类型

1.1核酸分子杂交技术

利用核酸的变性、复性和碱基互补配对的原理,用已知的探针序列检测样本中是否含有与之配对的核苷酸序列的技术。是临床应用最早的,也是最基础的分子生物学技术,是印迹杂交、基因芯片等技术的基础。不少探针已经商品化。

1.2PCR技术

PCR技术是一种特异扩增DNA的体外酶促反应,可以短时间扩增出两段已知序列之间的DNA,用于诊断、鉴定、制备探针及基因工程产品开发等,是一项极其有效和实用的技术。由于PCR试验存在一定的假阳性和假阴性问题,导致PCR技术在我国临床诊断中的应用曾一度被叫停,近年来由于改进的PCR技术如巢式PCR、多重PCR荧光PCR技术等在较大程度上增加了该技术的敏感性和特异性,要求从事临床基因扩增检验的技术人员必须经过卫生部临床检验中心或授权的省级培训机构的上岗培训,持证上岗,使PCR技术在临床检验诊断中重新发挥其不可替代的作用,PCR已广泛用于核酸的科学研究以及临床疾病的诊断和治疗监测,尤其在感染性疾病诊断方面更有应用价值。

1.3基因多态性分析技术

在人群中,各个体基因的核苷酸序列会存在一定差异,称为基因多态性。基因多态性位点普遍存在于人的基因组中,并按孟德尔遗传方式遗传。如果在某个家庭中,某一致病基因与特定的多态性片段紧密连锁,就可以用这一多态性片段作为一种“遗传标记”来判断家庭成员或胎儿是否携带有致病基因。目前认为基因多态性是个体的“身份证”;有的虽然不表现疾病,但也许会影响对药物的反应和用药效果。因此,基因多态性分析技术已经广泛应用于群体遗传学研究、疾病连锁分析和关联分析、疾病遗传机制研究、肿瘤易感性研究、个性化用药等诸多方面。遗传学上把基因多态性片段称为遗传标记,收集整理遗传标记分析经历第一代限制性酶切片段多态性、第二代微卫星DNA,现已发展到第三代单核苷酸多态性分析。

2医学检验中分子生物遗传器的应用价值

分子生物遗传器是在生物学技术与化学技术充分的基础上发展起来的,简而言之就是将抗体、抗原、蛋白等生物识别元件固定在换能器上进行检验的过程。有学者研究发现,若放置在换能器上的待测物体与生物识别元件在接触后发生特异性反应,换能器就能将相应的信号传递出来,并通过相应的现代技术设备对这些特异性信号进行输出与转换,起到检测相应物质的目的。从自然发展的规律来看,分子生物遗传器技术在现代医学中的广泛应用,其不可或缺的是精准的测量精度(必须具备高精度的测量设备)。如某学者抽取某受检者的体液作为标本,以了解标本的微量蛋白或小分子有机物质。当该学者将这些标本与分子生物传感器接触后,这些标本所表现出来的特异性往往是与其他物质不同的,继而为临床诊断与病情分析提供理论依据。

3医学检验中分子生物芯片技术的应用价值

分子生物芯片技术在我国的应用起步与西方发达国家相比相对较晚。根据《2017-2022年中国生物芯片市场评估及投资前景预测报告》调查报告来看,从2008年开始,截至2015年(见图1),我国生物芯片技术的市场规模依旧在不断扩大。所谓生物芯片主要起源于DNA杂交探针技术与半导体工业技术的相互结合,因此又将其称作蛋白芯片或基因芯片。该项技术的应用是根据分子间特异性相互作用的原理,将各个领域不连续的分析过程,尤其是生命科学不连续的分析过程借助硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统实现准确并快速获取细胞、蛋白质、基因及其它生物组分信息,便于临床诊断与治疗。从目前来看,分子生物芯片技术的发展使得人类对各种疾病的认识更为准确,当然这也是传统医学无法适应现代高端医学检验的一种侧面反映。因此分子生物芯片技术在医学检验中的应用则更具价值,但也必须随着时代的变化与技术的革新而随之转变发展方向或更新换代,只有这样才能真正的促进分子生物芯片技术在医学检验领域的发展、完善、转型与升级。

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4医学检验中分子生物纳米技术的应用价值

分子生物纳米技术是目前国际生物技术领域的前沿和热点问题,它在临床医学与卫生领域中的应用价值是极为代表性的,但同时也面临诸多的挑战。对生物活性物质而言,虽然当前各个生命科学领域的检测技术已相对成熟,但并不代表所有检测方法的检测结果均是准确无误的,因此哪项检测技术能真正地达到这个要求,它在该领域的发展就更有市场价值,这就是分子生物纳米技术所具备的优势。就分子生物纳米技术而言,它所涵盖的内容包括纳米材料、纳米动力学、纳米电子学、纳米生物学和纳米药物学四个方面。但从纳米生物学和纳米药物学方面来看,有学者研究表明,如在用纳米微粒浓度的胶体金固定云母表面的DNA粒子,用叉指形电极在二氧化硅表面做生物分子间互作用的实验已经取得突破性进展。

5结语

现代分子生物学在临床医学上的应用促进了临床医学的发展,而现代生物分子学的价值就在于已经在各个领域方面成熟起来,已经有一个较为完整的体系,当然如果想落实分子生物学的话还是需要有一定的专业基础知识来相辅相成,促进临床医学的发展,从而带动社会的进步。

参考文献

[1]刘勋,周芹.现代分子生物学技术在医学检验中的应用价值[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(07):149+156.

[2]曾凡银,雷雯.现代分子生物学技术在环境污染责任鉴定中的潜在应用价值[J].广州环境科学,2019,000(001):P.35-38.

[3]李孟麒.分子生物学技术在医学检验中的应用有哪些[J].幸福家庭,2020(12).

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