分子诊断学技术在检验医学中的应用及挑战

检验医学是医学的重要组成部分，为临床对疾病预防、诊断、治疗和预后判断等提供重要信息[1]。随着医学技术和医疗设备的不断发展，分子诊断学技术在检验医学中的应用越来越广泛。分子诊断学是利用分子生物学理论、技术和方法来研究人体内源性或外源性生物大分子及其体系的存在与否及其结构或表达调控的变化，为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据。分子诊断学技术在个体基因方面更为重视，这类诊断技术既能够准确而有效地判断疾病类型，又能够预测出疾病的携带者以及易感人群。分子诊断学技术不仅可以有效提高检验技术水平，还有利于临床医生对疾病进行全面分析。分子诊断学技术促进了检验医学的发展，尤其是在患者疾病的诊断以及患者疾病病程和结局的预测方面，可更深层次的揭示疾病的本质。

1 分子诊断学技术

经过多年的发展，分子诊断学技术主要分为基因测序技术、分子杂交技术以及基因扩增技术等[2]。由于分子诊断学技术在疾病诊断方面有快速、准确且可自动化的优点，其在检验医学中具有重要地位。

1.1 基因测序技术

基因测序技术是先对基因采取片段化的方式，并在此基础上构建基因文库，然后将基因文库和载体相交联，与此同时使其扩增，实现在载体上合成的同时，能够对数量庞大的数据进行测序。临床研究表明，由于基因测序技术具有测序时间短、测序结果准确的特点，通常可用于规模比较大的检测，同时在分析和研究外显子、内含子以及全基因组序列等方面也发挥着重要作用[3]。

1.2 分子杂交技术

分子杂交技术指在一定条件下，将两条基因序列为同源的核酸单链形成双链，其中遵循的原则为碱基互补配对原则。分子杂交技术主要包括荧光原位杂交技术、菌落原位杂交技术、Northern印迹法、斑点杂交技术、芯片杂交技术、Southern印迹法等[4]。原位杂交技术指在人体的染色体、组织或者细胞上，按照碱基互补配对原则，使得靶基因得以显示。在分子杂交技术中，Southern印迹法仍然在检验医学中得到广泛应用，尤其在判断基因突变方面，是目前各类探针杂交技术中最为常规的检测方法。原位杂交技术通常可用于检测癌症基因、确定基因位置等。

1.3 基因扩增技术

基因扩增技术指根据高温条件下DNA产生变性，低温条件下DNA产生复性的特点，在温度变化的过程中，经过变性、复性以及延伸，最终实现在体外扩增核酸片段的技术[5]。基因扩增技术由于具有速度快、操作方便、灵敏度高、标本要求低以及特异性高等特点，在食品检验、医学、农学等领域均得到广泛应用。聚合酶链反应技术主要包括常规聚合酶链反应技术和实时聚合酶链反应技术。常规聚合酶链反应技术被广泛应用在定性检测，包括基因融合、基因缺失以及基因突变方面的检测，此类技术具有设备要求低、检测成本低的优点，但同时也存在不能实时对基因扩增过程进行检测、不能确定起始模板量的缺点，是一种只能采取半定量或者定性的方式来分析扩增最终产物的检测技术。实时聚合酶链反应技术被广泛应用在分析mRNA的表达水平、对核酸进行定量等医学检验中，此类技术具有重复性佳、特异性强以及准确度高的优点，在患者病情的诊断、临床用药的分析以及药物作用的监测方面发挥重要作用。

2 分子诊断学技术在检验医学中的应用

分子诊断学技术能够详细阐明疾病的发生机制，目前分子诊断学技术在检验医学中主要应用于遗传性疾病以及感染性疾病中[6]。

2.1 分子诊断学技术在遗传性疾病中的应用

遗传性疾病是由于遗传物质（基因及染色体）改变而引起的疾病，包括单一基因缺陷性疾病、染色体变异遗传疾病、多重基因影响的遗传性疾病等，临床多通过基因检测以辅助临床诊断。分子诊断学技术经过分析人体内遗传物质的基因、表达以及转录的关系，对患者病情做出辅助诊断。研究表明，分子诊断学技术不仅能够准确诊断由基因突变、基因缺失等引起的遗传性疾病，还可以为病因不明确的疾病诊断提供一定的依据。比如研究证实，由于β-珠蛋白基因中的密码子序列发生改变，导致人体内镰状细胞出现贫血[7]。此时聚合酶链反应技术的应用能够将突变的位点经过变性、复性以及延伸，最终实现在体外扩增β-珠蛋白基因片段，从而更为有效而准确地诊断患者的遗传性疾病。另有研究显示，高通量测序技术在检验医学中的应用能够准确、有效地判断疾病类型，预测胎儿可能患有的遗传性疾病，包括18-三体综合征（爱德华综合征）以及21-三体综合征（唐氏综合征）等，减少畸形儿出生的概率[8]。

2.2 分子诊断学技术在感染性疾病中的应用

感染性疾病是由各种生物病原体侵入机体引起的疾病。感染性疾病通常采用血清学或者培养病原体的方式对患者进行诊断。目前临床中在免疫学各项指标的检测中，应用最为普遍的检测方式是酶联免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）。ELISA法由于具有检测速度快、检测方式简便、灵敏度高以及特异性强的特点，在诊断感染性疾病，例如乙肝、艾滋病、丙肝、梅毒等疾病中得到广泛应用。但值得注意的是，ELISA法仍存在着溶血、脂浊以及黄疸等影响因素，这些影响因素会对检测结果产生干扰，造成检测准确度低的后果[9]。聚合酶链反应技术以及基因芯片技术由于具有高效率、高敏感度和低耗时的特点，在检测病原微生物方面得到广泛应用。相比于传统的酶链免疫法，实时聚合酶链反应技术在乙肝病毒上载量检测的应用能够准确评价患者病情，同时还能有效诊断患者疾病以及预测患者疾病病程和结局[10]。

3 分子诊断学技术在检验医学中的挑战

虽然分子诊断技术具有灵敏度高、特异性好、针对性强等优势，但是其操作复杂、质量控制较为困难，且在技术流程标准化方面仍有一定的难度，因此应用受到限制。分子诊断学的检测平台目前在我国的发展仍处于初期探索阶段，检验医学自动化的实现仍然需要时间，且相较于发达国家，我国的检测平台较为单一，涵盖的领域范围较窄。此外，临床中仍存在着操作不规范等一系列问题[11-12]。与此同时，分子诊断学技术对检测环境、技术人员和仪器都有着更高的要求。综上，在分子诊断学技术的发展中，仍存在着亟待解决的问题，需要有针对性地对不足之处进行改善，推动分子诊断学的发展。