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解析5类分子诊断的技术

来源:中国仪器批发网2019-09-23 13:35:06浏览:944
  随着基因组学、蛋白组学、代谢组学等新兴学科的发展,分子诊断的内涵已经从DNA/RNA拷贝、突变等检测,拓展到核酸与DNA片段、蛋白与多肽、抗原与抗体、受体与配体等生物大分子的检测。
  
  从目前市场分子诊断产品来看,基于核酸诊断技术的产品仍占主要。
  
  截止2019年3月,分子诊断产品获批数量达1197项。按照技术原理,可以将上市分子诊断技术大致划分为PCR技术、分子杂交、基因测序、核酸质谱、生物芯片5大类。
  
  PCR
  
  从各类技术类别来看,PCR技术由于壁垒相对较低,国产化程度高,国内企业布局相对较早,因此基于PCR技术的分子诊断产品占总产品量的70%以上。
  
  PCR技术是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术,基本原理是在反应室中模拟细胞内的DNA复制,即人为创造核酸半保留复制条件,使目的DNA在细胞外完成扩增的过程。通过PCR技术进行分子诊断的流程如下:核酸提取——核酸扩增——核酸检测。


  按照靶标数量划分,PCR技术平台通常可分为qPCR和ddPCR。
  
  实时荧光定量PCR(qPCR)
  
  Real-time PCR,美国PE(Perkin Elmer)公司1995年研制出来的一种新的核酸定量技术,该技术是在常规PCR基础上加入荧光标记探针来实现其定量功能的,与普通PCR相比,实时定量PCR具有许多优点:利用荧光信号的变化实时检测PCR扩增反应中每一个循环扩增产物量的变化,最终对起始模板的定量分析。
  
  ddPCR(数字PCR)
  
  ddPCR系统利用油包水技术,在传统的PCR扩增前将一个大的反应体系进行微滴化处理,将此反应体系分割为成千上万个微滴,即成千上万个独立的PCR反应体系。在此过程中,样品被稀释至单分子水平,并被平均分配到这几万个反应体系中,每个微滴中不含或者含有至少一个待检测的核酸靶分子,这样也相当于变相的对靶基因进行富集。
  
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  核酸测序
  
  经典的Sanger测序技术,被称作是测序届金标准。随着高通量测序技术应用拓展,基因测序技术将不断升级,也将进一步提高占比,成为未来肿瘤检测的主要技术。目前测序市场主流为NGS测序平台。
  
  NGS(下一代测序,也被称为“二代测序”)
  
  二代测序(NGS)在临床领域的应用快速增长,其在临床上的应用主要包括疾病目标基因集测序(disease-targeted gene panels)、全外显子组测序(whole exome sequencing , WES)和全基因组测序(whole genome sequencing , WGS)。总体来说,NGS技术具有通量大、时间短、精确度高和信息量丰富等优点,可以在短时间内对感兴趣的基因进行精确定位。
  
  在二代测序领域,笔者知道的测序平台就达三十多个,Illumina毫无疑问是行业巨头,其市场规模甚至达到垄断地步。目前已获中国国家药品监督管理局医疗器械批准的基因测序仪包括:Illumina MiSeq™Dx;华大智造BGISEQ-100、BGISEQ-1000、BGISEQ-500、BGISEQ-50、MGISEQ-2000、MGISEQ-200共6款基因测序仪。
  
  单细胞测序
  
  第三代测序技术的核心理念是以单分子为目标的