Các Phương Pháp và Kỹ Thuật Chẩn Đoán Phân Tử
Các phương pháp chẩn đoán phân tử phát hiện và mô tả bệnh ở cấp độ axit nucleic và các phân tử khác, thay vì chỉ dựa vào hình thái tế bào hoặc mô. Lĩnh vực này định hướng cho người đọc về các công nghệ phòng thí nghiệm chính của bệnh học phân tử — khuếch đại, giải trình tự, lai hóa, phân tích định lượng và lấy mẫu dấu ấn sinh học lưu hành — và cách mỗi công nghệ biến một mẫu sinh học thành kết quả phân tử.
Definition
Các kỹ thuật chẩn đoán phân tử là các phương pháp phòng thí nghiệm dùng để xác định, khuếch đại, giải trình tự, định lượng hoặc định vị các trình tự axit nucleic đặc hiệu (và các phân tử liên quan) nhằm mô tả cơ sở phân tử của bệnh.
Scope
Lĩnh vực này cung cấp một bản đồ cấp cao về các kỹ thuật được sử dụng trong bệnh học phân tử và nhóm chúng thành năm chủ đề: khuếch đại axit nucleic, giải trình tự DNA và RNA, các phương pháp di truyền tế bào và FISH, phân tích định lượng thời gian thực và số lượng bản sao, và sinh thiết lỏng. Nó đóng khung các kỹ thuật này như tài liệu tham khảo về phương pháp luận, không phải là các quy trình hoặc hướng dẫn lâm sàng.
Sub-topics
Key concepts
- Khuếch đại axit nucleic
- Giải trình tự DNA và RNA
- Lai hóa và phát hiện tại chỗ
- Định lượng và phân tích số lượng bản sao
- Dấu ấn sinh học lưu hành và sinh thiết lỏng
- Độ nhạy và độ đặc hiệu phân tích
Mechanisms
Trong lĩnh vực này, các phương pháp có chung một quy trình: một axit nucleic mục tiêu được thu giữ hoặc chiết xuất, sau đó được khuếch đại chọn lọc, lai hóa, giải trình tự hoặc định lượng để tạo ra một tín hiệu có thể đo lường được. Các kỹ thuật khuếch đại như phản ứng chuỗi polymerase giúp phát hiện các trình tự hiếm (Saiki et al., 1985); giải trình tự đọc thứ tự các bazơ bằng cách kết thúc chuỗi (Sanger et al., 1977) hoặc bằng các nền tảng song song lớn (Goodwin et al., 2016); các phương pháp dựa trên lai hóa định vị các trình tự trong tế bào hoặc nhiễm sắc thể; và các phương pháp định lượng ước tính lượng mục tiêu hiện có. Sinh thiết lỏng mở rộng các công cụ này cho các axit nucleic được thải vào máu và các chất dịch khác (Wan et al., 2017).
Clinical relevance
Các kỹ thuật chẩn đoán phân tử là nền tảng cho phần lớn bệnh học chẩn đoán hiện đại, từ việc phát hiện mầm bệnh đến mô tả đặc điểm khối u. Mục này mô tả các công nghệ như một khuôn khổ tham chiếu để hiểu cách tạo ra các kết quả phân tử; nó không phải là hướng dẫn để đặt hàng, diễn giải hoặc hành động dựa trên bất kỳ xét nghiệm cụ thể nào trong chăm sóc bệnh nhân.
Evidence & guidelines
Các phương pháp trong lĩnh vực này được hỗ trợ bởi một lượng lớn tài liệu gốc và tổng quan, từ các mô tả cơ bản về PCR và giải trình tự Sanger cho đến các đánh giá về giải trình tự thế hệ mới hiện đại và DNA khối u lưu hành (Saiki et al., 1985; Sanger et al., 1977; Goodwin et al., 2016; Wan et al., 2017). Các tiêu chuẩn báo cáo chi tiết và khuyến nghị đồng thuận được thảo luận trong các mục chủ đề riêng lẻ.
History
Chẩn đoán phân tử phát triển từ sự hội tụ của công nghệ DNA tái tổ hợp vào những năm 1970, giải trình tự kết thúc chuỗi của Sanger (1977) và sự phát minh PCR vào giữa những năm 1980 (Saiki et al., 1985). Các thập kỷ tiếp theo đã bổ sung PCR định lượng thời gian thực, lai huỳnh quang tại chỗ (FISH), vi mảng và giải trình tự thông lượng cao, mở rộng lĩnh vực từ các xét nghiệm gen đơn lẻ sang phân tích quy mô bộ gen (Goodwin et al., 2016) và gần đây hơn là sinh thiết lỏng ít xâm lấn (Wan et al., 2017).
Key figures
- Kary Mullis
- Frederick Sanger
- Russell Higuchi
Related topics
Seminal works
- saiki-1985
- sanger-1977
- goodwin-2016
Frequently asked questions
- Điều gì phân biệt chẩn đoán phân tử với bệnh học thông thường?
- Bệnh học thông thường chủ yếu dựa vào hình thái của tế bào và mô, trong khi chẩn đoán phân tử phát hiện và mô tả trực tiếp các trình tự axit nucleic và các thay đổi phân tử cụ thể, thường tiết lộ những thay đổi không thể nhìn thấy dưới kính hiển vi.
- Các nhóm kỹ thuật chẩn đoán phân tử chính là gì?
- Chúng bao gồm khuếch đại axit nucleic, giải trình tự DNA và RNA, các phương pháp di truyền tế bào và lai hóa tại chỗ, phân tích định lượng thời gian thực và số lượng bản sao, và phân tích các dấu ấn sinh học lưu hành thông qua sinh thiết lỏng.