医学生物学预测医学

医学生物学,第十五章 预测医学,现代生物学与现代医学,预测医学(predictive medicine) 是在受精卵及卵裂期、胚胎期、胎儿期、婴幼儿期或个体发病前期对遗传物质(DNA)的直接或间接变化进行分析，以识别出疾病基因（结构异常或功能异常）或发病风险基因的携带者，从而对疾病进行有效的预防、诊断和治疗的一门科学。,预测医学,预测医学是以分子诊断技术为基础。分子诊断是遗传学、细胞生物学、分子生物学和病理学结合的产物。,预测医学,一、分子诊断的发展历程,预测医学,1978年，简悦威首先应用液相DNA分子杂交技术对镰形细胞贫血症进行产前基因诊断。,预测医学,分子诊断学的发展经历了3个阶段,利用DNA分子杂交技术进行遗传病的基因诊断,预测医学,分子诊断学的发展经历了三个阶段,以PCR技术为基础的DNA诊断,是目前分子诊断的主流技术。定量和实时PCR检测存在于宿主的多种DNA和RNA病原体载量，以及检测多基因遗传病细胞中mRNA的表达量。,预测医学,分子诊断学的发展经历了三个阶段,以生物芯片技术为代表的高通量密集型检测技术,特点： 快速、自动化、程序化、高通量、大规模,预测医学,基因诊断遗传标记的发展,第一代 RFLP（限制性片段长度多态性 ）第二代 STR（短串联重复序列 ）第三代 SNP（单核苷酸多态性 ） 直接检测基因序列,预测医学,分析层次的发展,DNA RNA 蛋白质,预测医学,分析方法的发展,DNA液相杂交和固相点杂交基因限制性酶酶谱分析RNA杂交PCR体外扩增荧光原位杂交DNA测序生物芯片技术,预测医学,分子诊断领域的新热点,蛋白质芯片技术蛋白质组研究技术,特点：样品处理能力强、用途广泛、自动化程度高,二、生物芯片,预测医学,生物芯片(biochip)通过微加工技术和微电子技术在固体材料表面构建的微型生物化学分析系统，根据分子间特异性地相互作用的原理，实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分准确、快速、高通量的检测。,预测医学,预测医学,生物芯片的分类,基因芯片(gene chip)或DNA芯片(DNA chip)、DNA微阵列(DNA microarray),固化在芯片上的材料（探针）：DNA或cDNA或寡核苷酸片段 样本：荧光标记的DNA、RNA或cDNA优点：高效、高通量,预测医学,生物芯片的分类,蛋白质芯片(protein chip),探针：蛋白质或抗原研究和应用价值最大缺点：检测范围相对有限,预测医学,生物芯片的分类,细胞芯片(cell chip),将细胞按照特定的方式固定在载体上，用来检测细胞间相互影响或相互作用。,预测医学,生物芯片的分类,组织芯片(tissue chip),将组织切片等按照特定的方式固定在载体上，用来进行免疫组织化学等组织内成分差异研究。,预测医学,生物芯片的应用,基因表达水平的检测 基因诊断药物筛选 个体化医疗 测序司法鉴定,三、分子诊断的应用,预测医学,1染色体疾病的诊断和产前诊断,染色体疾病包括染色体数目异常和结构畸变所引起的疾病。荧光原位杂交（FISH）,预测医学,2单基因疾病的分子诊断和产前诊断,单基因疾病是由单个基因发生突变引起的遗传性疾病。如苯丙酮尿症、白化病、早老症、血红蛋白病、血友病A、血友病B、血红蛋白病、软骨发育不全、先天性肾上腺皮质增生症、糖原储积症、多囊肾、家族性高胆固醇血症、线粒体疾病。,预测医学,3多基因疾病的分子诊断,如动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、早老性痴呆、精神分裂症、忧郁症、白血病、哮喘、类风湿性关节炎、系统红斑狼疮、近视眼等。,预测医学,4感染性疾病的分子诊断,如急性呼吸窘迫综合征、伤寒和副伤寒、痢疾、结核、流行性出血热、病毒性肝炎、细菌性食物中毒、败血症、性病艾滋病等。优点：快速、准确、特异性高、敏感性强，既能定性又能定量,预测医学,5恶性肿瘤的分子诊断,通过检测AFP、CEA、CA、ANL、APC、RAS、MYC、P53、P16、BCL2、BRCA1、BRCA2、C-ERBB2、MMR、KALI、微卫星DNA不稳定性、LOH等肿瘤标记或癌基因、抑癌基因的变化，为肿瘤患者提供可靠的诊断指标。,预测医学,四、预测医学的道德与伦理,预测医学,预测医学,