分子生物學技術在醫學檢驗中的有效應用

房丹丹 劉大鵬 劉文秀 徐東珠 邢麗麗

【摘 要】20世紀末，分子學在生物學領域呈現出快速發展的趨勢，基因克隆技術逐漸成熟，開創了全新后基因時代，分子診斷學技術的研究領域涉及面更廣、內容更深入，獲得了前所未有的關注與發展，為遺傳病診斷、微生物檢驗、免疫系統疾病診斷、腫瘤診斷與評估等供給參考依據與創新思路。本文對分子生物學技術在醫學檢驗中的有效應用展開了簡要闡述，并分析了分子生物學技術在醫學檢驗應用中的現存問題與未來展望。

【關鍵詞】分子生物學技術;醫學檢驗;應用

【中圖分類號】R440【文獻標識碼】 B 【文章編號】1002-8714（2020）08-0091-01

引 言

分子生物學是將蛋白質、核酸等作為主要探究對象的一種學科，而分子生物學相關技術則是建立于核酸生化前提下的一類技術手段，現階段這些技術已被普遍使用在醫學檢驗領域之中，探索、研究的內容囊括了DNA鑒定、核酸檢驗及表達產物檢驗分析[1]。此文以概述分子生物學技術在醫學檢驗領域的實際運用為主，并分析了此類技術的現存問題及未來發展趨勢。

1 分子生物學技術用于醫學檢驗工作中的簡要概述

生物實驗及評估分析過程中，經常接觸到的分子生物技術種類較多，當中，分子生物傳感器屬于依據分子生物進行結合的固定性技術，該技術將生物識別原件結合于換能器上，而待檢驗物品（樣品）能和生物傳感器形成特異性反應，進而分子生物傳感器對所檢驗的對象實施內部技術鑒定，并將識別、鑒定的分子以信號方式進行傳遞，傳遞方式包括光信號、電信號[2]。殘留的待檢驗物質將利用下一程序展開定性檢驗以及綜合分析。檢驗液體物品時，會檢出微量小分子物質、蛋白物質及核酸，這些物質基本屬于小分子類物質，但分子生物傳感器均能檢測出來。與此同時，醫學檢驗中運用的現代技術程序相當復雜，能為臨床疾病判定、病患病情評估等提供有效參考信息，以核酸生化為前提的分子生物學技術能為臨床主治醫生提供一種新式檢驗手段，促使臨床診斷和病情分析等工作的效率、質量進一步提升。

2 醫學檢驗工作中分子生物學技術的實際運用

2.1醫學檢驗中分子生物芯片技術的應用

分子生物芯片技術（MolecularBiochipTechnology）在我國的應用起步與西方發達國家相比相對較晚。根據《2017-2022年中國生物芯片市場評估及投資前景預測報告》調查報告來看，從2008年開始，截止2015年（見圖1），我國生物芯片技術的市場規模依舊在不斷擴大。所謂生物芯片主要起源于DNA雜交探針技術與半導體工業技術的相互結合，因此又將其稱作蛋白芯片或基因芯片。該項技術的應用是根據分子間特異性相互作用的原理，將各個領域不連續的分析過程，尤其是生命科學不連續的分析過程借助硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學分析系統（MicroBiochemicalAnalysisSystem）實現準確并快速獲取細胞、蛋白質、基因及其它生物組分信息，便于臨床診斷與治療。從目前來看，分子生物芯片技術的發展使得人類對各種疾病的認識更為準確，當然這也是傳統醫學無法適應現代高端醫學檢驗的一種側面反映。因此分子生物芯片技術在醫學檢驗中的應用則更具價值，但也必須隨著時代的變化與技術的革新而隨之轉變發展方向或更新換代，只有這樣才能真正的促進分子生物芯片技術在醫學檢驗領域的發展、完善、轉型與升級。

2.2分子生物傳感器

分子生物傳感器是一種對生物物質敏感并可以將其濃度轉換為電信號進行檢驗的儀器，是以固定化的生物分子作為識別原件與適當的理化換能器以及信號放大器裝置構成的一整套分析系統。分子生物傳感器可以廣泛地應用于人體體液中一些小分子有機物、生物大分子等多種物質的檢驗檢測中。這些項目都為病情的診斷、職業環境的監測提供了可靠的分析數據。

2.3PCR技術在醫學檢驗中的應用

聚合酶鏈式反應（PCR）又稱多聚酶鏈反應或無細胞克隆技術，是一種于生物體細胞外經酶促合成特異DNA或DNA片段的技術。PCR技術是由高溫變性、低溫退火與適溫延伸三大環節多次循環構成，主要是受到特異耐熱的TaqDNA聚合酶的催化而形成的DNA聚合酶催化反應。現今，全球依靠PCR技術進行感染性疾病診斷的人數達到幾千萬。1995年、1998年里美國臨床檢驗標準委員會與國際臨床化學學會前后頒布了關于分子擴增應用于臨床診斷的質量評估文件等準則，充分凸顯了PCR技術在醫學檢驗領域的受重視程度。現如今，PCR在免疫學、微生物學、食品檢測、腫瘤學、遺傳學等多領域均得到了應用，而在醫學檢驗中的應用不但可使樣品檢測的可靠性與準確性得到保證，還可達到節省人力、物力與財力的目的，社會與經濟效益較高，值得推廣應用。傳統培養檢測、免疫測定技術存在諸多不足，隨著PCR技術的進步與完善，現已發展至實時熒光定量PCR技術、實時定量PCR技術、連接酶鏈反應（LCR）等，這些新技術靈敏度更高、特異性更強，將在醫學檢驗領域發揮更大作用。

2.4DNA測序技術

DNA測序技術可以為臨床疾病的分子診斷提供最精確的判定依據。第一代測序以雙脫氧末端終止法為主，缺點是費用高、速度慢。第二代測序以焦磷酸測序、合成測序和芯片測序三大技術平臺為代表，使DNA測序進入了通量高、成本低、規模大的時代。第三代測序以單分子實時測序為主，速度更快。

結 語

現代分子生物學技術在各個領域中的應用價值極高，尤其是在現代醫學檢測中的應用價值更為突出與明顯。它作為生命科學中進展迅速的前沿學科，其理論和技術在各個醫學領域中的滲透不僅促進了我國基礎醫療技術的發展，也帶動了醫學檢驗向更好的方向發展，是我國乃至全世界基礎醫學、臨床醫學等方面的基本理論知識和基本能力，當然也為我國傳統醫學，如中醫學、藏醫學、蒙醫學向現代化轉型提供了理論基礎。但必須注意的是，要想將現代分子生物學科學、合理、有效地應用于醫學檢驗中，還必須具備相應的基本理論知識和實驗技能，如臨床疾病診斷、臨床醫學檢驗、基本知識、醫用化學、醫用物理學、基礎醫學、數理統計和計算機應用、各種常用醫學檢驗分析儀器構造和操作方法以及扎實的與健康相關基本理論知識和良好的臨床醫學檢驗科研工作能力等。只有這樣，才能有效將現代分子生物學技術真正地應用到醫學檢驗，從而為各個臨床醫學領域中各類疾病的預防、診斷、治療、評估提供行之有效的理論依據。

參考文獻

[1] 宮薇薇，范俊梅，劉麗莉等.基于陽離子型芘衍生物超分子生物傳感器的制備和傳感性能研究[J].中國化學，2018（3）：3-4.

[2] 王玲.PCR相關的分子生物學技術在軍團菌檢測與分型中的應用[J].熱帶醫學雜志，2017，17（5）：689-692.