第七章基因诊断 的未来发展 未来的基因诊断将朝着三个主要 方向发展:1胚胎着床前诊断、2母 体外周血中胎儿细胞分析技术、3对 多发病、常见病进行准确的分析。一下 就这三个方面分别详述 1胚胎着床前诊断 胚胎着床前诊断即在囊胚8细胞 期,通过对细胞的染色体核型分析和原 位杂交,对胚胎进行诊断,从而将人类 的遗传缺陷控制在最早期阶段。 相关技术 (1)聚合酶链反应(PCR)技术 1989年,通过PCR扩增了Y染色 体位点特异序列,判定携带有X连锁隐 性疾病双亲的子代胚胎性别。随着PCR 技术的完善,巢式PCR、引物延伸预扩 增PCR、荧光PCR等技术可以准确预 测单基因疾病的胚胎着床前诊断 (2)荧光原位杂交( fluorescent in situ hybridization, FISH) 是研究人类胚胎染色体异常的较 好方法,它可以对染色体和DNA进行准 确的研究,可以进行性判定、核型普查和 染色体结构分析。此外,FISH可以对间 期细胞核进行染色体计数不需要象核 型分析那样培养细胞或制备分裂中期 细胞。采用单细胞快速制备中期染色体 的方法结合多种FISH技术如多重杂 交FSH技术、光谱核型分析、比较基 因组杂交等,大大地提高了诊断的准确 性和有效性
第七章 基因诊断 的未来发展 未来的基因诊断将朝着三个主要 方向发展：1 胚胎着床前诊断、2 母 体外周血中胎儿细胞分析技术、3 对 多发病、常见病进行准确的分析。一下 就这三个方面分别详述。 1 胚胎着床前诊断 胚胎着床前诊断即在囊胚 8 细胞 期，通过对细胞的染色体核型分析和原 位杂交，对胚胎进行诊断，从而将人类 的遗传缺陷控制在最早期阶段。 相关技术 （1）聚合酶链反应(PCR)技术: 1989 年，通过 PCR 扩增了 Y 染色 体位点特异序列，判定携带有 X 连锁隐 性疾病双亲的子代胚胎性别。随着 PCR 技术的完善,巢式 PCR、引物延伸预扩 增 PCR、荧光 PCR 等技术可以准确预 测单基因疾病的胚胎着床前诊断 （2）荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization,FISH): 是研究人类胚胎染色体异常的较 好方法,它可以对染色体和 DNA 进行准 确的研究,可以进行性判定、核型普查和 染色体结构分析。此外,FISH 可以对间 期细胞核进行染色体计数,不需要象核 型分析那样培养细胞或制备分裂中期 细胞。采用单细胞快速制备中期染色体 的方法,结合多种 FISH 技术,如多重杂 交 FISH 技术、光谱核型分析、比较基 因组杂交等，大大地提高了诊断的准确 性和有效性
FISH依赖于荧光标记的探针,目前 仅能获得绿、红、蓝3种可见的荧光色 素,选择联合探针可以增加染色体的检 测数目,同时检测多个染色体。胚胎着 床前诊断常选择在囊胚8细胞期进行 (胚胎发育的第3天),此时对胚胎的影 响最小。超过8细胞期,胚胎细胞之间 形成紧密联接,使活检操作比较困难。尽 管胚胎着床前诊断已经成为辅助生殖 的常规技术但目前仍然不能对所有的 遗传异常做出明确诊断。 胚胎着床前诊断示例 取8细胞囊胚期胚胎的1-2个细胞,进 行FISH检测,并核型分析
FISH 依赖于荧光标记的探针,目前 仅能获得绿、红、蓝 3 种可见的荧光色 素,选择联合探针可以增加染色体的检 测数目，同时检测多个染色体。胚胎着 床前诊断常选择在囊胚 8 细胞期进行 (胚胎发育的第 3 天)，此时对胚胎的影 响最小。超过 8 细胞期，胚胎细胞之间 形成紧密联接,使活检操作比较困难。尽 管胚胎着床前诊断已经成为辅助生殖 的常规技术,但目前仍然不能对所有的 遗传异常做出明确诊断。 胚胎着床前诊断示例 取 8 细胞囊胚期胚胎的 1-2 个细胞，进 行 FISH 检测，并核型分析
1= 2t a if I n I uu Il 胚胎着床前诊断的应用 1)筛检遗传异常的胚胎。 (2)通过PCR进行单细胞检测的诊断 确诊遗传病 囊性纤维化病是1992年 Handyside 采用PGD确诊的第一个遗传疾病,10年 后囊性纤维化仍然是国外PGD发现最 多的疾病。PGD已成功地应用于检测脊 髓性肌萎缩。β地中海贫血。家族性黑
胚胎着床前诊断的应用 （1）筛检遗传异常的胚胎。 （2）通过 PCR 进行单细胞检测的诊断， 确诊遗传病 囊性纤维化病是 1992 年 Handyside 采用 PGD 确诊的第一个遗传疾病,10 年 后囊性纤维化仍然是国外 PGD 发现最 多的疾病。PGD 已成功地应用于检测脊 髓性肌萎缩。β 地中海贫血。家族性黑
蒙性白痴。血友病。脆性ⅹ综合征。镰 状细胞病。视网膜色素炎。a1-胰蛋白酶 缺陷。马凡综合征。享廷顿舞蹈病。范 可尼贫血。色素失调症等遗传性疾病 (3)对可能有遗传异常或高危遗传因 素的病例进行检测。 (4)可在生殖医学研究中对精子。卵 子以及早期胚胎的发育过程提供有意 义的信息 胚胎着床前诊断展望 胚胎着床前诊断技术目前已得到 广泛应用,其必将成为重要的临床检测 手段。 随着人类基因组计划研究的进展、 DNA诊断分析技术以及其他技术的不 断发展,人们能够针对个别家庭的独特 的染色体异位或已知的基因突变而设 计探针,进行有效的诊断,采用荧光色 素探针,对含有数百或数千标记物进行 杂交,可以检测任何一条染色体缺失 易位。重复,以及数目异常等等。随着科 技发展,应用胚胎着床前诊断早期确诊 多基因疾病,如肿瘤、糖尿病、冠心病 也将成为可能。值得注意的是,胚胎着 床前诊断仍应提高准确性和可靠性,从 而达到更广泛的应用。 2母体外周血中胎儿细胞分析技 术 通过检测母体外周血中胎儿细胞 而非通过羊膜穿刺或采集绒毛进行产 前诊断,是一种非常有潜力的无创伤产 前诊断方法
蒙性白痴。血友病。脆性 X 综合征。镰 状细胞病。视网膜色素炎。α1-胰蛋白酶 缺陷。马凡综合征。享廷顿舞蹈病。范 可尼贫血。色素失调症等遗传性疾病。 （3）对可能有遗传异常或高危遗传因 素的病例进行检测。 （4）可在生殖医学研究中对精子。卵 子以及早期胚胎的发育过程提供有意 义的信息 胚胎着床前诊断展望 胚胎着床前诊断技术目前已得到 广泛应用，其必将成为重要的临床检测 手段。 随着人类基因组计划研究的进展、 DNA 诊断分析技术以及其他技术的不 断发展，人们能够针对个别家庭的独特 的染色体异位或已知的基因突变而设 计探针，进行有效的诊断，采用荧光色 素探针，对含有数百或数千标记物进行 杂交，可以检测任何一条染色体缺失。 易位。重复,以及数目异常等等。随着科 技发展，应用胚胎着床前诊断早期确诊 多基因疾病，如肿瘤、糖尿病、冠心病 也将成为可能。值得注意的是，胚胎着 床前诊断仍应提高准确性和可靠性，从 而达到更广泛的应用。 2 母体外周血中胎儿细胞分析技 术 通过检测母体外周血中胎儿细胞 而非通过羊膜穿刺或采集绒毛进行产 前诊断，是一种非常有潜力的无创伤产 前诊断方法
人们很早就发现,胎儿的细胞可以 进入母体循环中,在母体外周血中检测 出来。孕妇外周血中胎儿细胞的检测是 一种无创性的产前检测手段。近年来 随着分子生物学技术和胎儿细胞分离 富集技术的发展,可以从孕妇外周血中 得到一定比例的胎儿细胞应用于某些 基因病诊断,也为其在法医学相关领域 的应用提供了可能 孕妇外周血中的胎儿细胞 早在十九世纪末,德国科学家就在 死于子痫的孕妇肺组织中发现过滋养 细胞。随着胎儿特异性单克隆抗体的不 断出现和细胞分离技术的发展,人们从 孕妇外周血中主要发现了三种胎儿细 滋养细胞( ophoblasts):是 胎儿早进入母体循环的细胞 淋巴细胞( lymphocytes):在 母体外周血中出现较晚,但存活时间可 长达分娩后6个月~27年,下次妊娠时 可再次出现,故不太适合于诊断或鉴 有核红细胞( nucleated red blood cell,NRBC):有核红细胞在成 人血循环中罕见,而在胎儿循环中普遍 存在。它有独特的抗原成分,如转铁蛋 白受体(CD71)、血型糖蛋白A(GPA) 等,可被用来分离富集胎儿细胞。其存 活寿命短,一般不超过90天,不影响 下次妊娠的诊断。因此,有核红细胞被 认为是较适于诊断的胎儿细胞。 孕妇外周血中胎儿细胞的富集 富集( enrichment)技术是指从母体 外周血中分离浓缩胎儿细胞的方法,富 集母体外周血可以增加PCR对胎儿细
人们很早就发现，胎儿的细胞可以 进入母体循环中，在母体外周血中检测 出来。孕妇外周血中胎儿细胞的检测是 一种无创性的产前检测手段。近年来， 随着分子生物学技术和胎儿细胞分离 富集技术的发展，可以从孕妇外周血中 得到一定比例的胎儿细胞应用于某些 基因病诊断，也为其在法医学相关领域 的应用提供了可能。 孕妇外周血中的胎儿细胞 早在十九世纪末，德国科学家就在 死于子痫的孕妇肺组织中发现过滋养 细胞。随着胎儿特异性单克隆抗体的不 断出现和细胞分离技术的发展，人们从 孕妇外周血中主要发现了三种胎儿细 胞： 滋养细胞（trophoblasts）：是 胎儿早进入母体循环的细胞。 淋巴细胞（lymphocytes）：在 母体外周血中出现较晚，但存活时间可 长达分娩后 6 个月~27 年，下次妊娠时 可再次出现，故不太适合于诊断或鉴 定。 有核红细胞（nucleated red blood cell，NRBC）：有核红细胞在成 人血循环中罕见，而在胎儿循环中普遍 存在。它有独特的抗原成分，如转铁蛋 白受体（CD71）、血型糖蛋白 A（GPA） 等，可被用来分离富集胎儿细胞。其存 活寿命短，一般不超过 90 天，不影响 下次妊娠的诊断。因此，有核红细胞被 认为是较适于诊断的胎儿细胞。 孕妇外周血中胎儿细胞的富集 富集（enrichment）技术是指从母体 外周血中分离浓缩胎儿细胞的方法，富 集母体外周血可以增加 PCR 对胎儿细