روشها و فنون تشخیص مولکولی
روشهای تشخیص مولکولی، بیماری را در سطح اسیدهای نوکلئیک و سایر مولکولها، به جای تنها از طریق مورفولوژی سلول یا بافت، شناسایی و توصیف میکنند. این حوزه خواننده را با فناوریهای اصلی آزمایشگاهی آسیبشناسی مولکولی — تکثیر، توالییابی، هیبریداسیون، تحلیل کمی، و نمونهبرداری از نشانگرهای زیستی در گردش — و چگونگی تبدیل هر یک از اینها یک نمونه بیولوژیکی به یک خوانش مولکولی آشنا میکند.
Definition
تکنیکهای تشخیص مولکولی روشهای آزمایشگاهی هستند که توالیهای خاص اسید نوکلئیک (و مولکولهای مرتبط) را شناسایی، تکثیر، توالییابی، کمیسازی یا مکانیابی میکنند تا اساس مولکولی بیماری را توصیف کنند.
Scope
این حوزه یک نقشه سطح بالا از فنون مورد استفاده در آسیبشناسی مولکولی ارائه میدهد و آنها را به پنج موضوع گروهبندی میکند: تکثیر اسید نوکلئیک، توالییابی DNA و RNA، روشهای سیتوژنتیک و FISH، تحلیل کمی و تعداد کپی در زمان واقعی، و بیوپسی مایع. اینها به عنوان مواد مرجع روششناختی، نه به عنوان پروتکلها یا راهنمایی بالینی، چارچوببندی شدهاند.
Sub-topics
Key concepts
- تکثیر اسید نوکلئیک
- توالییابی DNA و RNA
- هیبریداسیون و تشخیص درجا
- کمیسازی و تحلیل تعداد کپی
- نشانگرهای زیستی در گردش و بیوپسی مایع
- حساسیت و ویژگی تحلیلی
Mechanisms
در سراسر این حوزه، روشها یک مسیر مشترک دارند: یک اسید نوکلئیک هدف گرفته یا استخراج میشود، سپس به صورت انتخابی تکثیر، هیبریداسیون، توالییابی یا کمیسازی میشود تا یک سیگنال قابل اندازهگیری تولید کند. تکنیکهای تکثیر مانند واکنش زنجیرهای پلیمراز، توالیهای نادر را قابل تشخیص میکنند (Saiki et al., 1985)؛ توالییابی ترتیب بازها را یا با خاتمه زنجیره (Sanger et al., 1977) یا با پلتفرمهای موازی گسترده (Goodwin et al., 2016) میخواند؛ روشهای مبتنی بر هیبریداسیون توالیها را در داخل سلولها یا کروموزومها مکانیابی میکنند؛ و روشهای کمی تخمین میزنند که چه مقدار از یک هدف وجود دارد. بیوپسی مایع این ابزارها را به اسیدهای نوکلئیک آزاد شده در خون و سایر مایعات گسترش میدهد (Wan et al., 2017).
Clinical relevance
تکنیکهای تشخیص مولکولی زیربنای بخش عمدهای از آسیبشناسی تشخیصی معاصر، از تشخیص پاتوژنها تا توصیف تومورها، هستند. این مدخل فناوریها را به عنوان یک چارچوب مرجع برای درک چگونگی تولید نتایج مولکولی توصیف میکند؛ این یک راهنما برای سفارش، تفسیر یا اقدام بر اساس هر آزمایش خاصی در مراقبت از بیمار نیست.
Evidence & guidelines
روشهای این حوزه توسط ادبیات اولیه و مروری گستردهای پشتیبانی میشوند که شامل توصیفات بنیادی PCR و توالییابی سنگر تا توالییابی نسل بعدی مدرن و بررسیهای DNA تومور در گردش است (Saiki et al., 1985; Sanger et al., 1977; Goodwin et al., 2016; Wan et al., 2017). استانداردهای گزارشدهی دقیق و توصیههای اجماعی در مدخلهای موضوعی فردی مورد بحث قرار میگیرند.
History
تشخیص مولکولی از همگرایی فناوری DNA نوترکیب در دهه 1970، توالییابی با خاتمه زنجیره سنگر (1977)، و اختراع PCR در اواسط دهه 1980 (Saiki et al., 1985) رشد کرد. دهههای بعدی PCR کمی در زمان واقعی، هیبریداسیون فلورسانس درجا، میکروآرایهها، و توالییابی با توان بالا را اضافه کردند، که این رشته را از سنجشهای تکژنی به تحلیل در مقیاس ژنوم (Goodwin et al., 2016) و اخیراً به بیوپسی مایع با حداقل تهاجم (Wan et al., 2017) گسترش داد.
Key figures
- Kary Mullis
- Frederick Sanger
- Russell Higuchi
Related topics
Seminal works
- saiki-1985
- sanger-1977
- goodwin-2016
Frequently asked questions
- چه چیزی تشخیص مولکولی را از آسیبشناسی سنتی متمایز میکند؟
- آسیبشناسی سنتی عمدتاً بر ظاهر سلولها و بافتها متکی است، در حالی که تشخیص مولکولی توالیهای خاص اسید نوکلئیک و تغییرات مولکولی را مستقیماً شناسایی و توصیف میکند، که اغلب تغییراتی را آشکار میسازد که زیر میکروسکوپ نامرئی هستند.
- خانوادههای اصلی تکنیکهای تشخیص مولکولی کدامند؟
- آنها شامل تکثیر اسید نوکلئیک، توالییابی DNA و RNA، روشهای سیتوژنتیک و هیبریداسیون درجا، تحلیل کمی و تعداد کپی در زمان واقعی، و تحلیل نشانگرهای زیستی در گردش از طریق بیوپسی مایع هستند.