分子生物学在医学检验中的应用(文献综述).pdf

7 i l - 1 87 i l - 1 8与临床与临床疾疾病关系的病关系的研究研究 7 . 1 i l - 1 87 . 1 i l - 1 8与与肿瘤肿瘤 i l - 1 8i l - 1 8对多种肿瘤对多种肿瘤细细胞胞显示显示出出较较强强的抑 瘤效 的抑 瘤效应应99 主要主要通过通过促促进进树树突突状状细细胞胞的的成成熟熟99 巨噬巨噬细细胞胞 自 自然然杀 伤 杀 伤细细胞胞及细及细胞毒胞毒 tt细细胞胞的的杀杀瘤效瘤效应应实现的实现的 在在小小鼠鼠脑胶脑胶质质 瘤内瘤内注注射射 i l - 1 8i l - 1 8 9 9 可 可使使脑胶脑胶质质瘤瘤退退化化9 9 延 延缓缓皮皮下下接接种种脑胶脑胶质质瘤 的生 瘤 的生长长99 但在去但在去除除自自然然杀伤杀伤细细胞胞的的小小鼠鼠体内体内99 这种效这种效应应降降低低99 表明表明 i l - 1 8i l - 1 8的的抗抗肿瘤肿瘤作用主要作用主要是通过是通过自自然然杀伤杀伤细细胞胞介介导的导的 i l - 1 8i l - 1 8能抑制甲能抑制甲基基化化 aa型型肉肉瘤在瘤在小小鼠鼠体内体内增长增长9 9 同 同时时延延长小长小 鼠鼠的的存存活活时间时间99 如果如果用抗用抗 g m 1g m 1抗抗体体( 一种一种抗抗自自然然杀伤杀伤细细胞胞抗抗 体体去去除小除小鼠鼠体内的体内的自自然然杀伤杀伤细细胞胞99 i l - 1 8i l - 1 8不不再起再起作用作用9 9 也 也说说 明明自自然然杀伤杀伤细细胞胞在在抗抗肿瘤肿瘤方面方面起起相相当重要当重要的的作用作用 然然而而9 9 存 存 活活的的小小鼠鼠仍仍能能够够抑制抑制再再一一次注次注射的肿瘤射的肿瘤细细胞胞生生长长9 9 说 说明明小小鼠鼠 体内的体内的细细胞毒胞毒 tt细细胞胞同同时时参参与与了抗了抗肿瘤肿瘤作用作用 i l - 1 8i l - 1 8同同样能样能 够够抑制抑制 99 黑 黑素瘤素瘤细细胞胞 c l 8 - 1c l 8 - 1的生的生长长99 也表现为也表现为自自然然杀伤杀伤细细胞 依 胞 依赖赖性性 在在 i f n -i f n - *缺缺陷陷和和 i l - 1 2i l - 1 2缺缺陷陷鼠鼠中中99 i l - 1 8i l - 1 8仍仍可可直接作 用于 直接作 用于自自然然杀伤杀伤细细胞胞而发而发挥挥抗抗肿瘤肿瘤活活性性 用用 i l - 1 2i l - 1 2和和 i l - 1 8i l - 1 8基基 因因共同共同转化转化膀膀肌肌癌癌细细胞胞 n b t 2n b t 2 1 01 0 99 显示 显示两两者具有很者具有很强强的的协协同 作用 同 作用9 9 共同共同抑制肿瘤生抑制肿瘤生长 长 这种效这种效应应是是 i f n -i f n - *依依赖赖性的性的9 9 但 但 却却较单较单独使用独使用有较有较强强的不良的不良反应反应 7 . 2 i l - 1 87 . 2 i l - 1 8与与类风湿类风湿性关性关节炎节炎$ r ar a % 由于由于 i l - 1 8i l - 1 8是一是一个个前前 炎炎性因性因子子9 9 对 对 t h 1 t h 1细细胞胞反应反应有多效性和有多效性和重要 重要的的调调节作用节作用9 9 近 近 年年来来对对 i l - 1 8i l - 1 8在在自自身兔疫性疾病发病中的身兔疫性疾病发病中的作用作用进行进行了了广泛广泛研 究 研 究9 9 提示提示 i l - 1 8i l - 1 8在 在 r ar a发病过发病过程 程中中起起重要作用重要作用 7 . 3 i l - 1 87 . 3 i l - 1 8与与糖尿糖尿病病 实实验验表明表明99 i l - 1 8i l - 1 8可可诱诱发发胰胰腺腺炎炎和和糖糖 尿尿病病9 9 其 其原原因可能是因可能是 i l - 1 8i l - 1 8在在自自身兔疫性身兔疫性非非肥肥胖胖型型糖糖尿尿病病小小 鼠鼠中表达量异常中表达量异常增加增加99 继继而而激活激活了了胰岛胰岛细细胞胞反应反应性性 t h 1t h 1细细 胞胞 研究发现研究发现99 i l - 1 8i l - 1 8通过通过调调节节胰胰腺内腺内炎炎性兔疫性兔疫反应反应中中 t h 1t h 1 辅助辅助性性 tt淋巴淋巴细细胞胞比值比值( t h 2t h 2 的的平平衡衡99 可抑制可抑制非非肥肥胖胖型型糖糖尿尿 病病小小鼠自鼠自身兔疫性身兔疫性糖糖尿尿病的发展病的发展 8 8 展皇展皇 i l - 1 8i l - 1 8是具有多是具有多向向生物学生物学活活性和功能的性和功能的细细胞胞因因子子9 9 在 在抗抗 肿瘤兔疫肿瘤兔疫 抗 抗感感染染以及以及兔疫性疾病等多种疾病的发生发展过兔疫性疾病等多种疾病的发生发展过 程程中发中发挥挥重要作用重要作用 随着随着 i l - 1 8i l - 1 8研究的研究的深深入入9 9 有 有望望进一进一步步明明 确确上上述述疾病在疾病在细细胞胞和分和分子子水平水平的发病的发病机机制制99 为临床诊断为临床诊断 疗 效观察 疗 效观察 预后预后判判断提断提供供新的实新的实验 验室室检测检测指标指标9 9 并 并可能可能成成为具 有 为具 有广泛广泛应用应用前前景景的多功能的多功能药药物物99 因此因此99 i l - 1 8i l - 1 8是一是一个值得个值得关关注注 和和深深入入研究的研究的细细胞胞因因子子 参考文献参考文献 11 s h u i h a s h u i h a 99 k as mk as m 99 wuwmwuwm 99 e t a l . l p s - e v o k e di l - 1 8e x p r e s s i o ni n m e s a n g i a l c e l l s p l a y s ar o l ei na c c e l e r a t i n gl u p u s n e p h r i t i s e t a l . l p s - e v o k e di l - 1 8e x p r e s s i o ni n m e s a n g i a l c e l l s p l a y s ar o l ei na c c e l e r a t i n gl u p u s n e p h r i t i s . r h e u m a - t o l o g y . r h e u m a - t o l o g y 99 2 0 0 72 0 0 7 99 4 64 6 ( 88 : : 1 2 7 7 - 1 2 8 4 .1 2 7 7 - 1 2 8 4 . 22 k u h a r at k u h a r at 99 y a m a u c h i ky a m a u c h i k 99 t a m u r a yt a m u r a y 99 e t a l . 0 r a l a d m i n i s t r a t i o no f a c t - o f e r r i ni n c r e a s e s n kc e l l a c t i v i t y i nm i c e v i a i n c r e a s e dp r o d u c t i o no f i l - 1 8 a n dt y p e i f ni nt h e s m a l l i n t e s t i n e e t a l . 0 r a l a d m i n i s t r a t i o no f a c t - o f e r r i ni n c r e a s e s n kc e l l a c t i v i t y i nm i c e v i a i n c r e a s e dp r o d u c t i o no f i l - 1 8 a n dt y p e i f ni nt h e s m a l l i n t e s t i n e . i n t e r f e r o nc y t o k i n er e s. i n t e r f e r o nc y t o k i n er e s 99 2 0 0 62 0 0 6 99 2 62 6 ( 77 : 4 8 9 - 4 9 9 .4 8 9 - 4 9 9 . 33 m c d o n a l dv m c d o n a l dv 99 p o l l o kr cp o l l o kr c 99 d h a l i w a l wd h a l i w a l w99 e t a l . ap o t e n t i a l r o l ef o r i n - t e r l e u k i n - 1 8i ni n h i b i t i o no f t h ed e v e l o p m e n t o f c r y p t o s p o r i d i u mp a r v u m e t a l . ap o t e n t i a l r o l ef o r i n - t e r l e u k i n - 1 8i ni n h i b i t i o no f t h ed e v e l o p m e n t o f c r y p t o s p o r i d i u mp a r v u m . c l i ne x pi m m u n o l. c l i ne x pi m m u n o l 99 2 0 0 62 0 0 6 99 1 4 51 4 5 ( 33 : 5 5 5 - 5 6 2 .5 5 5 - 5 6 2 . 44 k i k u c h i t k i k u c h i t 99 a k a s a k i ya k a s a k i y 99 o k i t o k i t 99 e t a l . a n t i t u m o r a c t i v i t yo f i n t e r l e u - k i n - 1 8o nm o u s e g l i o m a c e l l s e t a l . a n t i t u m o r a c t i v i t yo f i n t e r l e u - k i n - 1 8o nm o u s e g l i o m a c e l l s . i m m u n o t h e r. i m m u n o t h e r 99 2 0 0 02 0 0 0 99 2 32 3( 22 : : 1 8 4 - 1 8 9 .1 8 4 - 1 8 9 . 55 u n gm k u n gm k 99 s o n g h ks o n g h k 99 k i mk ek i mk e 99 e t a l . i l - 1 8e n h a n c e s t h e m i g r a t i o na - b i l i t y o f m u r i n em e l a n o m ac e l l st h r o u g ht h eg e n e r a t i o no f r 0 ia n dt h e m a p kp a t h w a y e t a l . i l - 1 8e n h a n c e s t h e m i g r a t i o na - b i l i t y o f m u r i n em e l a n o m ac e l l st h r o u g ht h eg e n e r a t i o no f r 0 ia n dt h e m a p kp a t h w a y . i m m u n o l l e t t. i m m u n o l l e t t 99 2 0 0 62 0 0 6 99 1 0 71 0 7 ( 22 : : 1 2 5 - 1 3 0 .1 2 5 - 1 3 0 . 66 温温忠忠慧慧9 9 欧 欧阳阳钦钦9 9 陈 陈代代云云9 9 等 等. .白白细细胞胞介介素 素- 1 8 - 1 8在结在结肠肠腺癌腺癌及及腺 瘤中的 腺 瘤中的作用探作用探讨讨 . 四四川川大学学报大学学报( 医学医学版版99 2 0 0 32 0 0 3 99 3 43 4 ( 22 : 2 6 2 - 2 6 4 .2 6 2 - 2 6 4 . 77 f a l a s c ak f a l a s c ak 99 u c c i f e r r i cu c c i f e r r i c 99 d a l e s s a n d r o md a l e s s a n d r o m 99 e t a l . c y t o k i n e p a t t e r n s c o r - r e l a t e w i t hl i v e r d a m a g ei np a t i e n t sw i t hc h r o n i ch e p a t i t i sba n dc e t a l . c y t o k i n e p a t t e r n s c o r - r e l a t e w i t hl i v e r d a m a g ei np a t i e n t sw i t hc h r o n i ch e p a t i t i sba n dc . a n nc l i nl a bs c i . a n nc l i nl a bs c i 99 2 0 0 62 0 0 6 99 3 63 6 ( 22 : 1 4 4 - 1 5 0 .1 4 4 - 1 5 0 . 88 k i ms h k i ms h 99 c h odc h od99 k i mt s .i n d u c t i o no f v i v o r e s i s t a n c e t o m y c o b a c - t e r i u ma v i u mi n f e c t i o nb y i n t r a m u s u l a r i n j e c t i o nw i t hd n ae n c o d i n g i n t e r - l e u k i n - 1 8 k i mt s .i n d u c t i o no f v i v o r e s i s t a n c e t o m y c o b a c - t e r i u ma v i u mi n f e c t i o nb y i n t r a m u s u l a r i n j e c t i o nw i t hd n ae n c o d i n g i n t e r - l e u k i n - 1 8 . i m m u n o l o g y. i m m u n o l o g y 99 2 0 0 12 0 0 1 99 1 0 21 0 2 : 2 3 4 - 2 4 1 .2 3 4 - 2 4 1 . 99 e l h o f ya e l h o f ya 99 b o s t k l . l i m i t e di n t e r l e u k i n - 1 8r e s p o n s ei ns a l m o n e l - l a i n f e c t e dm u r i n em a c r o p h a g e s a n di ns a l m o n e l l a - i n f e c t e dm i c e b o s t k l . l i m i t e di n t e r l e u k i n - 1 8r e s p o n s ei ns a l m o n e l - l a i n f e c t e dm u r i n em a c r o p h a g e s a n di ns a l m o n e l l a - i n f e c t e dm i c e . i n f e c t i m m u n e . i n f e c t i m m u n e 99 1 9 9 91 9 9 9 99 6 76 7 ( 1 01 0 : : 5 0 2 1 - 5 0 2 6 .5 0 2 1 - 5 0 2 6 . 1 01 0 l e n g l e n g 99 z h a n glz h a n gl 99 y a ohy a oh 99 e t a l . a n t i t u m o r e f f e c t s o f i n t e r l e u k i n - 1 8 g e n e - m o d i f i e dh e p a t o c y t ec e l ll i n eo ni m p l a n t e dl i v e rc a r c i n o m a e t a l . a n t i t u m o r e f f e c t s o f i n t e r l e u k i n - 1 8 g e n e - m o d i f i e dh e p a t o c y t ec e l ll i n eo ni m p l a n t e dl i v e rc a r c i n o m a . c h i nm e d . c h i nm e d 99 2 0 0 32 0 0 3 99 1 1 61 1 6 ( 1 01 0 : : 1 4 7 5 - 1 4 7 9 .1 4 7 5 - 1 4 7 9 .( 2 0 1 2 - 0 4 - 0 92 0 1 2 - 0 4 - 0 9收稿收稿 d o id o i 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 8 - 9 8 1 0 . 2 0 1 2 . 0 5 . 0 3 11 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 8 - 9 8 1 0 . 2 0 1 2 . 0 5 . 0 3 1 分子生物羊分子生物羊在医在医羊检验羊检验中中的的应应用用 $ 文献文献综述综述% 天天津津市市滨滨海新海新区区大大港港小小王王庄庄镇镇社社区区卫卫生生服服务务中中心心( 3 0 0 2 7 33 0 0 2 7 3 郑以军郑以军 分分子子生物学是一生物学是一门门正在正在蓬勃蓬勃发展的学科发展的学科9 9 新 新技技术和术和应用应用 条条件件的不断的不断出出现现9 9 为 为检验检验医学的发展提医学的发展提供了供了崭崭新的时新的时代并代并提提 供供新的新的机机遇遇和和挑挑战战 分分子子生物学是生物学是以以核核酸酸 蛋白蛋白质质等生物大 分 等生物大 分子子为研究对象的学科为研究对象的学科9 9 分 分子子生物学生物学技技术术即建立即建立在核在核酸酸生化生化 基础基础上的一上的一类类研究手段研究手段9 9 现 现已广泛已广泛应用于应用于医学医学检验检验中中9 9 同 同时 也逐 时 也逐渐渐渗渗入入数理科学数理科学 结结构构基基因组学因组学 功能功能基基因组学和因组学和环境环境 基基因组学因组学99 研究内容也研究内容也从从 d n ad n a鉴鉴定定 扩 扩展到核展到核酸及酸及表达表达产产物 分析 物 分析9 9 技 技术不断进术不断进步步为为微微生物生物检验检验 肿瘤诊断肿瘤诊断及及评估评估 遗 遗传传病 诊断 病 诊断 兔疫系统疾病诊断提兔疫系统疾病诊断提供重要 供重要依依据和据和创创新新思思路路 在结在结构构 基基因组学因组学 功能功能基基因组学和因组学和环境环境基基因组学因组学蓬勃蓬勃发展发展形势形势下下99 分分子子诊断学诊断学技技术将会取术将会取得得突突破破性进展性进展 本文通过本文通过 p c rp c r 分 分子子 生物生物传传感感器器 分 分子子生物生物芯芯片片 分 分子子蛋白组学蛋白组学 生物生物纳纳米米技技术等 在医学 术等 在医学检验检验的的应用应用做做一一综述综述 2 02 0世纪世纪末末生物学生物学领领域域中分中分子子学学得得到到了了蓬勃蓬勃发展发展99 基基因因 克隆克隆技技术逐术逐渐渐趋趋向向成成熟熟99 而且而且基基因因测测序序工作工作也逐也逐渐完渐完善善9 9 迎 迎 来了来了新的后新的后基基因时因时代代9 9 分 分子子诊断学诊断学技技术术得得到到突突破破性的进展性的进展99 检验检验医学也逐医学也逐步步进进入了入了崭崭新的时新的时代代99 为其学科的发展提为其学科的发展提供供新 的 新 的机机遇遇和和挑挑战战 分分子子生物学是生物学是以以核核酸酸 蛋白蛋白质质等生物大分等生物大分子子 -635-放射免疫学杂! 2 0 1 2年 2 5# 5$ j o f r a d i o i m m u n o i o g y 2 0 1 2 , 2 5 ( 5 万方数据 为研究对象的学科为研究对象的学科9 9 分 分子子生物学生物学技技术术即建立即建立在核在核酸酸生化生化基础基础 上的一上的一类类研究手段研究手段9 9 现 现已广泛已广泛应用于应用于医学医学检验检验中中9 9 同 同时也逐时也逐 渐渐渗渗入入数理科学数理科学 结 结构构基基因组学因组学 功能功能基基因组学和因组学和环境环境基基因 组学 因 组学99 研究内容也研究内容也从 从 d n ad n a鉴鉴定定 扩扩展到核展到核酸及 酸及表达表达产产物分 析 物分 析9 9 技 技术不断进术不断进步步为为微微生物生物检验检验 11 肿瘤诊断 肿瘤诊断及及评估评估 遗 遗传传病 诊断 病 诊断 兔疫系统疾病诊断提兔疫系统疾病诊断提供重要 供重要依依据和据和创创新新思思路路00本文本文介 绍 介 绍分分子子生物学在医学生物学在医学检验方面检验方面的实的实际际应用应用现状现状9 9 并 并分析其分析其应 用 应 用情况和前情况和前景景00 l pcrl pcr 在医在医羊检验羊检验中中的的应应用用 p c rp c r是是聚聚合酶合酶链链反应反应( p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o np o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o n 的的缩缩 写写99 是一种在生物体是一种在生物体细细胞胞外外通过酶通过酶促促合合成成特异特异 d n ad n a或或 d n ad n a 片片段的段的方法方法9 9 又 又称多称多聚聚酶酶链链反应反应 无 无细细胞胞克隆克隆技技术等术等00p c rp c r 技技术术主要由高主要由高温温变性变性 低 低温温退退火火和和适适温温延延伸伸 33个步个步骤骤反反复的复的 循循环环构构成成99 是在一种特异是在一种特异耐耐热热酶酶 - t a gd n a- t a gd n a聚聚合酶的合酶的催催化下化下 完成完成的的由由 d n ad n a聚聚合酶合酶催催化化反应反应00以以 p c rp c r为为代代表的表的各各种种扩扩增增 技技术的术的出出现现使使我我们们进进入了入了基基因诊断的新时因诊断的新时代代00目前目前9 9 全 全世界世界 利用利用 p c rp c r技技术诊断感术诊断感染染性疾病性疾病每每年达几年达几千千万万人次人次00美国美国临 床 临 床检验检验标标准委员准委员会和会和国国际际临床化学学会分临床化学学会分别于别于 1 9 9 51 9 9 5年和年和 1 9 9 81 9 9 8年年颁颁布了布了关关于于分分子子扩扩增增在临床诊断中在临床诊断中应用应用的的质质量量评估评估 文文件件等等准准则则文文件件99 后者后者还还对对 p c rp c r操操作作的的各各个环节个环节进行进行了了详详 细细论论述述9 9 获 获得两个得两个权权威威性文性文件件的的肯肯定定99 可见可见 p c rp c r技技术在医学术在医学 检验方面检验方面的的重要重要性性00 目前目前 p c rp c r已广泛已广泛应用于应用于寄寄生生虫虫学学 微微生物学生物学 肿瘤学肿瘤学 遗遗传传学学 兔疫学兔疫学 基 基因治疗因治疗 食 食品品检测检测 出 出入境检验检入境检验检疫等疫等诸诸 多多领领域域00在医学在医学检验工作检验工作中中99 p c rp c r技技术的术的应用应用9 9 既 既可保证样可保证样 品品检测检测的的准确准确性和可性和可靠靠性性9 9 又 又可可节节省省大量的大量的人人力力 物力和物力和财财 力力9 9 有 有巨巨大的大的社社会和会和经经济济效效益益99 具有具有推推广广应用应用价价值值 22 00传 传统 的 统 的 p c rp c r技技术术既既费费时 时 费 费力力99 其间的其间的污污染染环节环节多多99 容易容易出出现现假 阳 假 阳性性或假阴或假阴性性00为为克克服服常常规规 p c rp c r检测检测技技术的不术的不足足99 人们人们一一 直直在对在对传传统的统的 p c rp c r技技术进行术进行改改进进9 9 已 已发展有多发展有多重重 p c rp c r 实时实时 定定量量 p c rp c r技技术术( r e a t t i m ep c rr e a t t i m ep c r 99r t -p c rr t -p c r 荧荧光光定定量量 p c rp c r ( f o - p c rf o - p c r 实时实时荧荧光光定定量量 p c rp c r技技术术 巢 巢式式 p c rp c r p c r -p c r - 酶酶联联兔 疫 兔 疫吸吸附附试试验验( e l i s ae l i s a 链置换链置换扩扩增增技技术术 连接连接酶酶反应反应( l c rl c r 等等9 9 与 与传传统的统的培培养养鉴鉴定定 兔疫兔疫测定测定相相比比具有特异性具有特异性强强 灵 灵敏敏度 高 度 高 操 操作作简便简便 省省时等特时等特点点 33 00石 石伟伟先先等等 44 通过实时 通过实时荧荧光光 p c rp c r法法 胶 胶体体金金快快速检测法及速检测法及病病毒毒分分离离培培养养法法在甲型在甲型流流感病感病 毒毒检测检测中的临床中的临床应用比应用比较的结较的结论论是实时是实时荧荧光光 p c rp c r法灵法灵敏敏 度度 特异特异度高度高99 适于确适于确诊诊00s k l a d a ls k l a d a l 等等 55 用经 用经过过寡寡核核昔昔酸探酸探针针 修修饰饰的的电压电压传传感感器检测器检测血清中的血清中的丙丙型型肝炎肝炎病病毒毒( h c vh c v 实时实时 监监测测其其 d n ad n a结结构构转转录录及及 p c rp c r扩扩增增过过程程9 9 整 整个个监监测测过过程仅程仅需需 1 0m i n1 0m i n 00它它不不仅仅可可用于用于基基因分因分离离 克隆克隆和核和核酸酸序列序列分析等分析等基 础 基 础研究研究9 9 还 还可可用于用于疾病的诊断疾病的诊断或或任何任何有有脱脱氧核氧核糖糖核核酸酸( d n ad n a 核 核糖糖核核酸酸( r n ar n a 的的地地方方00随着随着人类人类基基因组因组测测序序计划计划 ( h g ph g p 的逐的逐步步实实施施以及以及分分子子生物学相关学科的生物学相关学科的迅迅猛猛发展发展99 越越来来越越多的多的动动植植物物 微 微生物生物基基因组因组序列序列清清楚楚地地展现在展现在人类面人类面 前前9 9 基 基因因序列技序列技术正术正以以前前所未所未有的有的速度速度迅迅猛猛发展发展00但是对如 此 但是对如 此众众多的多的基基因在生因在生命命过过程程中的功能中的功能9 9 如 如何何进行研究进行研究就就成了成了全全 世界世界生生命命科学科学工作工作者者共同共同研究的研究的课课题题00为此为此99 建立了建立了新型杂 交 新型杂 交技技术和术和基基因因测测序序方法以方法以便便高高效效 快 快速速地地检测检测分析大量的分析大量的遗遗 传传信信息息00 2 2 分子生物分子生物传感器在医传感器在医羊检验羊检验中中的的应应用用 传传感感器器是将是将传传感感技技术与分术与分子子生物诊断生物诊断技技术相结合而术相结合而形形 成成的一的一门门新新技技术术00分分子子生物生物传传感感器器是是利用利用一一定定的生物的生物或或化 学的 化 学的固固定定技技术术99将生物将生物识识别别元元件件( 酶酶 抗抗体体 抗原抗原 蛋白蛋白 核核 酸酸 受体受体 细 细胞胞 微 微生物生物 动 动植植物组织等物组织等 固固定定在在换换能能器器上上99当当 待待测测物与生物物与生物识识别别元元件件发生特异性发生特异性反应反应后后99通过通过换换能能器器将将 所所产产生的生的反应反应结果转变为可结果转变为可以以输输出出 检测检测的的电信电信号号和和光光信信号号 等等99以以此对此对待待测测物物质质进行进行定定性和性和定定量分析量分析99从从而达到而达到检测检测分 析的目的 分 析的目的0 0分分子子生物生物传传感 感器器可可广泛地广泛地应用于应用于对体对体液液中的中的微微 量蛋白量蛋白 小 小分分子子有有机机物物 核 核酸酸等多种物等多种物质质的的检测检测00近近几年几年9 9 高 高 精精密密度度的生物的生物传传感感器器技技术术9 9 开 开启启了了临床病临床病原原微微生物的诊断生物的诊断检 测 检 测的新的新纪元纪元00生物生物传传感感器器包括包括光光学生物学生物传传感感器器( o p t i c a l b i o - s e n s o r o p t i c a l b i o - s e n s o r 压电压电生物生物传传感感器器( p i e z o e l e c t r i cb i o s e n s o rp i e z o e l e c t r i cb i o s e n s o r 和和电电化学生 物 化学生 物传传感感器器( e l e c t r o c h e m i c a l b i o s e n s o re l e c t r o c h e m i c a l b i o s e n s o r 99 其中其中以以光光学生物学生物传传感感 器器广泛广泛应用于应用于病病原原微微生物的生物的检测检测9 9 以 以荧荧光光( f l u o r e s c e n c ef l u o r e s c e n c e 和表和表 面面等等离离激激元元( s u r f a c ep l a s m o nr e s o n a n c es u r f a c ep l a s m o nr e s o n a n c e 99 s p rs p r 为为代代表的表的光光学 生物 学 生物传传感感器由于器由于它它独独有的有的选选择择性和性和灵灵敏敏度度9 9 可 可快快速检测速检测污污染染 物物 毒 毒素素 药药物物以及以及病病原原茵茵99 因而在生物分析中因而在生物分析中应用应用最为最为广 泛 广 泛002 0 0 7 2 0 0 7年 年99 wa s w a wa s w a 等等 66 利用 利用 s p rs p r生物生物传传感感器直接检测食器直接检测食 物中的大物中的大肠肠埃希埃希茵茵 0 1 5 70 1 5 7 : h 7h 7 9 9 灵 灵敏敏度度为为 1 0 2 1 0 3c f u/ m l1 0 2 1 0 3c f u/ m l 00 2 0 1 12 0 1 1 年年9 9 斯 斯城城燕燕等等 77 基 基于于表表面面等等离离子子体体共共振振( s u r f a c ep l a s m o n r e s o n a n c e s u r f a c ep l a s m o n r e s o n a n c e 99s p rs p r 原原理的生物理的生物传传感感器方法器方法99 实现实现了了快快速检测速检测大大 肠杆茵肠杆茵 0 1 5 70 1 5 7 : h7h7 9 9 一 一个个样样品品仅仅需需( 5 75 7 m i nm i n 00该该法检测法检测大大肠 杆茵 肠 杆茵 0 1 5 70 1 5 7 : h7h7的的检测检测限限为 为 3 1 0 5c f u . m l- 1 3 1 0 5c f u . m l- 19 9r ur u变化变化值值和 大 和 大肠杆茵肠杆茵 0 1 5 70 1 5 7 : h 7h 7的的浓浓度度在一在一定范围定范围内相关性良好内相关性良好99 相关 系数达到 相关 系数达到 0 . 9 90 . 9 9 00s p rs p r生物生物传传感感器法器法具有 具有稳稳定定性良好性良好 检测检测时 间 时 间短短 操 操作方作方便便等等优点优点9 9 并 并且为且为检测低水平检测低水平的生物分的生物分子子尤尤其 是 其 是细细茵茵和病和病毒毒提提供了供了一一个个新新方法方法00 3 3 分子生物分子生物芯片技芯片技求求在医在医羊检验羊检验中中的的应应用用 随着随着人类人类基基因组因组计划计划( h g ph g p 的的完成完成99 蛋白蛋白质质组组计划计划也也已已 经经启启动动9 9 基 基因因序列序列数据数据 蛋白蛋白序列序列和功能数据和功能数据以以惊惊人人的的速度 增长 速度 增长9 9 而 而传传统的生物统的生物技技术术已已经经不能不能满满足足数据数据倍倍增增的的要要求求9 9 生 生 命命科学科学需需要要更更快快捷捷 更 更准确准确的的自自动动化的生物化的生物技技术术99 而生物而生物芯芯 片片在这种情况下在这种情况下应应运而生运而生00生物生物芯芯片片( b i o c h i pb i o c h i p 的的概念概念虽虽源源 于计算于计算机机芯芯片片但不但不同于计算同于计算机机芯芯片片00狭狭义义的生物的生物芯芯片即片即微微 阵阵列列芯芯片片99 主要主要包括包括 c d n ac d n a微微阵阵列列 寡 寡核核昔昔酸酸微微阵阵列列 蛋白蛋白质质 微微阵阵列列和和小小分分子子化合物化合物微微阵阵列列00分析的分析的基基本单本单位位是在一是在一定定 尺寸尺寸的的基基片片( 如如硅硅片片 玻俐玻俐 塑 塑料料等等 表表面以面以点点阵方式阵方式固固定定的 一系 的 一系列列可可寻寻址址的的识识别别分分子子9 9 点 点阵阵中中每每一一个个点点都可都可视视为一为一个个传传 感感器器的的探探头头00芯芯片片表表面面固固定定的分的分子子在一在一定定的的条条件件下与下与被被检 测 检 测物进行物进行反应反应99 其结果其结果利用利用化学化学荧荧光光法法 酶 酶标标法法 同位同位素素法或 电 法或 电化学化学法法显示显示9 9 再 再用扫描用扫描仪仪等等仪仪器器记录记录99 最后通过最后通过专专门门的的计 算 计 算机机软件软件进行分析进行分析00而而广广义义的生物的生物芯芯片片是是指指能对生物能对生物成成分分 或或生物分生物分子子进行进行快快速并速并行处理和分析的行处理和分析的厘厘米米见见方方的的固固体体薄薄 型型器件器件00生物生物芯芯片片技技术是术是融融微微电电子子学学 生物学生物学 物理学物理学 化 学 化 学 计算计算机机科学为一体的科学为一体的高度 高度交交叉叉的新的新技技术术99 具有具有重重大的大的基 础 基 础研究研究价价值值9 9 又 又具有明显的具有明显的产业产业化前化前景景00经经过过十十多年发展多年发展99 生物生物芯芯片片技技术术已已日日臻臻完完善善9 9 其 其应用应用前前景景非非常常广广阔阔99 因其具有因其具有 技技术术操操作作简简易易 自 自动动化化程度高程度高 检测检测目的分目的分子子数量多数量多 高 高通量 等特 通量 等特点点9 9 为 为 后后基基因组因组计划 计划g g 时时期期基基因功能的研究因功能的研究及 及现现代代医学医学 -735-放射免疫学杂! 2 0 1 2年 2 5# 5$ j o f r a d i o i m m u n o i o g y 2 0 1 2 , 2 5 ( 5 万方数据 科学科学及及医学诊断学的发展提医学诊断学的发展提供了强供了强有力的有力的工工具具 在临床在临床检 验 检 验医学医学方面方面 生物生物芯芯片片技技术术已已经经被被应用于应用于病病毒毒/ / 细 细茵茵的的检测检测 自自身兔疫性疾病的兔疫身兔疫性疾病的兔疫标标志志物的物的检测检测 遗 遗传传性疾病的性疾病的检测及检测及 肿瘤兔疫肿瘤兔疫标标志志物的单一物的单一检测及检测及其其联检联检等等方面方面 甘甘志志远等远等 88 通过通过呼呼吸吸道道斑斑点试点试验验芯芯片法检测片法检测呼呼吸吸道病道病毒毒抗抗体具有体具有简便 快 简便 快速速 灵 灵敏敏度度和特异和特异度高度高等等优点优点 是临床是临床呼呼吸吸道病道病毒毒感感染染辅 助 辅 助诊断的有效诊断的有效方法方法 值得推值得推广广使用使用 生物生物芯芯片片具有具有操操作作简简单单 信信息息量大量大 节节约约试试剂剂 减少减少误误 差差 诊断诊断快快速速的特的特点点 在临床诊断在临床诊断 科学研究和科学研究和流流行病学行病学筛选筛选 中具有中具有广泛广泛的的应用应用前前景景 它 它的的的的诞诞生也为生也为人们人们提提供了供了一种一种高高 通量通量 高 高效率的肿瘤学研究手段效率的肿瘤学研究手段 9 - 1 19 - 1 1 分子分子蛋自蛋自组羊组羊在医在医羊检验羊检验中中的的应应用用 蛋白组学是在蛋白组学是在基基因组学之后因组学之后又又一一 组学组学 其发展之其发展之迅迅 速速 是 是由于由于其能其能够够较为全较为全面面的的考考察蛋白察蛋白层面层面的表达情况的表达情况 有 有 利于利于获获得得各各种蛋白种蛋白 多 多肽肽 因 因子子等等信信息息 从 从而对相关而对相关机机制进行 更 制进行 更深深入入的研究的研究 1 21 2 随着医疗 随着医疗从从传传统的统的被被动动治疗逐治疗逐渐渐向向主动主动 预预防防和诊治的医学观和诊治的医学观念念质质变变 特 特别别是是个个体化医学的体化医学的出出现和现和渐 入主流 渐 入主流 生物生物标标志志物的研究物的研究开 开发也发也成成为为近近年年来来临床和制临床和制药药领领 域域的的热热点点课课题题 1 3 - 1 41 3 - 1 4 人类 人类基基因组因组及及无数病无数病原原体的体的测测序序为蛋 白组学的研究 为蛋 白组学的研究打打开开大大门门 为 为开开发发应用应用蛋白组学提蛋白组学提供供基基因因序列 编 序列 编码码框架框架 从 从而而使使更多的更多的兴兴趣趣集中集中于应用于应用蛋白组学研究疾病 的进 蛋白组学研究疾病 的进程程 发现新的发现新的早期早期诊断和诊断和早期早期监监测测的生物的生物标标志志物物 加速加速 药药物研究的发展物研究的发展 1 51 5 尽管 尽管癌癌基基因的发现因的发现及及临床临床应用应用在分在分子子 水平水平上理上理解解疾病的发生发展上有很大的进疾病的发生发展上有很大的进步步 但在疾病的病 因 但在疾病的病 因 早期早期诊断诊断及早期及早期治疗上 治疗上存存在很大在很大缺缺陷陷 蛋白组学较其他蛋白组学较其他 方法方法更更接近接近生生命命实实际际 更易更易于于发展发展早期检测早期检测 发现新的生物发现新的生物 标标志及志及治疗治疗靶向靶向 继 继而而指指导病导病人人的治疗的治疗 蛋白组学全蛋白组学全套套技技术目前术目前已已应用于应用于疾病研究疾病研究 通过结合更通过结合更 先先进的进的技技术术 增加灵增加灵敏敏度度 减低减低样样品品的的检测检测条条件件 增加增加通量和 更有效的 通量和 更有效的揭揭示示各各式式各各样的蛋白样的蛋白质质翻译翻译后后修修饰饰 蛋白组学蛋白组学技技术术 必必将更好将更好地地加加快快发展诊断发展诊断及及治疗的治疗的步步伐伐 分子生物分子生物纳米技纳米技求求在医在医羊检验羊检验中中的的应应用用 纳纳米米科学科学技技术是术是 2 02 0世纪世纪末末期期刚刚诞刚刚诞生生并并正在正在崛崛起起的新 科 的新 科技技 通过通过直接直接操操纵纵和和安安排排原原子子 分 分子子创创制新物制新物质质 纳纳米米技技 术与医学相结合术与医学相结合 促 促进进了了基础基础医学研究医学研究技技术的术的完完善善 临床诊 断 临床诊 断技技术的术的革革新新及及治疗治疗水平水平的提的提高高 1 61 6 通过 通过应用纳应用纳米米技技术术 在在 d n ad n a检测检测时时 检测方法检测方法更更加加简便简便 快 快速速 准确准确 美国美国 n a s a a m e s c e n t e r f o r n a n o t ec h n o l o g y n a s a a m e s c e n t e r f o r n a n o t ec h n o l o g y 与中与中南南大学大学卫卫生部生部纳纳米米生物生物 技技术术重重点点实实验验室室合合作作 将 将碳碳纳纳米米管用于管用于基基因因芯芯片片 样本样本需需要要 量量低于低于 1 0 0 01 0 0 0个个 n d an d a分分子子 传传统统 d n ad n a检测检测的样本的样本需需要要量超 过 量超 过 1 0 6 1 0 6个 个 d n ad n a分分子子 需需要要的样的样品品量更量更少 少 可兔去可兔去传传统的统的 p c rp c r扩扩增