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文档简介

1、从遗传病的角度看变形检查医学,广东省妇幼保健院转化医学中心:张亮博士,1。技术日报:今年1月30日,美国总统贝拉克侯赛因奥巴马在白宫正式宣布了“精密医学”研究计划。什么是精确医学?美国开始的精密医学研究计划的主要内容是什么?曹雪涛:精密医学以个性化医疗为基础,基因组测序技术迅速发展,生物信息和大数据科学相互应用发展起来的新医学概念和医学模式实质上通过基因组、蛋白质组学等群体技术和医学前沿技术,对大样本人口和特定疾病类型进行生物标记分析、确认和应用,准确找出病因和治疗对象,以及,2,的诊断需要早期诊断,早期干预,经常采集血液样本个体化治疗,已经诊断出疾病,经常收集病变组织样本,为肿瘤量身定制治疗

2、,3,林爽提供的样品,外周血样品;脑脊液等其他体液粪、尿等粪便新鲜组织样本;石蜡包埋组织样品;4,围绕外周血液样本的医学研究,血浆,自由DNA,自由RNA,蛋白质,细胞内DNA,细胞内RNA,细胞内蛋白质,5。血浆中生物分子的使用,血浆,自由DNA:郑智薰侵袭性产前筛查,肿瘤早期诊断,肿瘤治疗疗效评价,自由RNA,蛋白质:郑智薰侵入性产前筛查,肿瘤早期诊断,肿瘤治疗疗效评价,6,血浆中自由DNA的用途之一:郑智薰侵入产前筛查;方法学:第二代测序;高密度SNP芯片技术。21,13,18岁染色体的三体7,高度甲基化的Septin9基因是结直肠癌癌变过程中特定早期诊断的标记之一,在结直肠癌发病初期,

3、高度甲基化的Septin9基因被癌细胞释放,参与血液循环,通过检测外周血中Septin9基因的甲基化程度,可以初步判断被检查者患大肠癌的危险。肿瘤细胞,正常细胞,注册号:国家机器注入201434056;制造商名称:EpiGenomics AG(德国)产品名称;Septin9基因甲基化检测套件(PCR荧光探针法):仅需要一个基因的甲基化检测,因此,我国首次批准了DNA甲基化中肿瘤的早期诊断产品,8,结直肠癌的致癌和Septin9基因甲基化,肿瘤细胞,正常细胞,未甲基化细胞,9,血浆中自由DNA的用途3:肿瘤治疗效果监测,Science translation medicine,19 febrar

4、y 2014,vol6 ctDNA: circulating tumor DNA,10。使用ctDNA监测肿瘤疗效,CT DNA含量,肿瘤组织体积,左侧,化疗后肺癌组织体积没有明显变化,但CT DNA消失22个月后患者没有复发;右,化疗后肺癌组织体积明显减少,但ctDNA含量上升,结果12个月后发现肿瘤转移,13个月内患者死亡的Newman,a.m et al .nature medicine,2014,20(5)336058-5558,要研究外周血中自由DNA的关键因素,找出病变组织特征DNA甲基化、DNA点突变(非先天性体细胞突变)等biomarker。例如,如果乳腺癌患者的癌症组织中有B

5、RAF基因突变,就可以通过血浆检测到。方法:第二代测序和数字PCR技术,12,提取肿瘤患者5ml外周血,其中提取ctDNA,检测0.01以下的突变DNA,稀释数万倍,每油包进口商最多包含1个DNA副本,VIC荧光通道,dPCR荧光检测,围绕外周血液样本的医学研究,血浆,自由DNA,自由RNA,蛋白质,细胞内DNA,细胞内RNA,细胞内蛋白质,14。血细胞DNA手指遗传性,细胞内DNA,细胞内RNA,细胞内蛋白质,致病突变,易感基因,15,基因的致病突变,单遗传病:地中海贫血,血友病,DMD。新生儿气短综合征中的ABCA3、SFTPB、SFTPC、FOXF1、NKX2.1、CSFR2A、CSFR

6、2B基因突变可以引起药体患者,GALNTL5基因突变基本上是基因突变对蛋白质编码的功能致病突变、多态性和林爽意义不明确的突变(核酸碱基,基因芯片在地面贫基因突变检测中的应用,基因芯片,膜基质基因芯片,玻璃基质基因芯片,基于流道的基因芯片-液相芯片,17,济贫基因突变检测液体芯片技术,1,目前市场上有一些贫穷的基因突变检测工具包,为什么要开发基于液体芯片的工具包?2、为什么我国广东、广西、海南等热带沿海一代的土地贫困到地中海沿岸一代的高发病率?3.随着济贫基因检查的继续进行,中贫儿童的出生越来越少,济贫基因检查是否越来越重?18,目前地贫点突变的主要诊断方法-斑点反相膜杂交技术,19,当前济贫部

7、落损失的诊断方法-GapPCR,20,逆相粘性膜杂交方法的缺陷,1,样品通量不足,自动化程度低;2、结果的审判需要实验者积累更长的经验;3、点突变和缺失突变检测分为不同的试剂盒测试。特别是在新体质项目中,工作量增加,21,国内2004年液体芯片开发地宾基因诊断的好前景,22,逆相性斑点杂交引起的地贫诊断原理设计图,检查对象基因片段或玻璃片或硝酸纤维素膜,探针,23,1,2,3,多达100种微球,被检查的基因片段和液相芯片杂交原理图,高水平自动化,大测试样本,准确结果,24,damentanginex 100种代码,其他红外材料混合,25,反相斑点混合,行和列位置编码,基因组DNA、PCR A系

8、统、扩增点突变、PCR B系统、扩增缺失突变、标记序列、生物素、A系统和B系统PCR产品混合、使用8系列或96孔板中的MAGPIX自动检测、MAGPIX液体悬浮芯片技术检测吉宾基因突变的技术途径、全程6小时,广东省mch医院开发了地贫液芯片,广东省分子流动曹征,14332个家庭,共制作了40808个样品。,27,广东省户籍人口中土地贫困的平均携带率为16.8。其中13.31%是土地贫困的突变,4.53%是区域贫困的突变,在地贫芯片技术的应用中,地方贫困的基因携带分子流调控。28、以上分子流动调节是自身专利液相芯片套件技术,29,Amj hematol.2014 aug 13。doi : 10.

9、1002,脂肪mch发表的runex液体芯片方法文章,30。液体芯片的优点是1,在液体环境下完全完成芯片反应,所以重复性高,准确度高。2、高自动化,系统集每天完成500个样品测试,测试能力为目前方法的8倍以上;3、检测突变网站,中国人口中常见的23个突变网站对吉彬的17个点突变,对吉彬的3个点突变,对吉彬的3个缺失突变,可以一次检查;4、结果不需要人的肉眼判断,通过数据处理自动给出;31,Luminex是呼吸机病原体液相芯片,32,血细胞DNA手指遗传性,细胞内DNA,细胞内RNA,细胞内蛋白质,致病突变,易感基因,33。但迄今为止通过GWAS方法发现了与子痫前期相关的两个易感基因,STOX1

10、和ACVAR2A。即使在统计上稍有注意的情况下,危险系数OR值也不超过1.5倍,没有实际临床价值,很多疾病(如怀孕疾病)都有遗传特性,因此在怀孕前通过血液样本的DNA分析预测女性怀孕的可能性,进行早期干预,基因的易感SNP部位,34,35,如何评价易感基因的临床应用是否可行,安徽省医学院奖学金组,银屑病易感基因GWAS研究nature genetics,2009,vol41 psols1基因的rs1265181部位,p=1.9310-208,OR22,多囊卵巢综合征,早产,唇腭裂迄今尚未发现可应用林爽的易感基因。BRCA1/A2基因,基因的易感突变,plon,S.E .et al.human

11、mutation,2008,37。a1,b5,B4,B2,B3,B6,B1,C1,/-,-,-/-,-/-,-/-,-/-,外周血中核细胞基因表达RNA的研究价值,细胞内DNA,细胞内RNA,细胞内蛋白质,基因芯片技术和第二代测序技术,外周血中3万多个基因的表达信息,39,39等环境变化,肿瘤细胞分泌某些化学因子,刺激外周血中核细胞的基因表达变化,40,筛选外周血中结核感染活性状态的基因表达标记,Nature,19 August 2010,大多数人在结核病感染后无症状,处于潜伏期。只有10人会发展成活跃的结核病。目前还无法检测到什么样的人会发展成活性结核病。41,实验样本来源,最初测试三名患者

12、:59人,分析过程中排除了19人。一名患者超出实验设计,在5名活性TB患者的培养中未发现TB,7名潜伏TB患者被检测为IGRA阴性,2名状态测试组阳性,1名比较IGRA结果未得到确认。实验中,一名参加者的RNA提取后也不足,分析也排除在外,最终有42名参加者,包括12名正常对照组;17名TB潜伏者;13例活动TB患者。第一批验证集患者:英国London地区75名参与者,8名活动TB患者阳性语音,1名活动TB患者血液样本不足,1名活动TB患者HIV阳性,7名潜伏期IGRA检测语音,1名TST阳性对照状态,3名IGRA阳性状态等分析过程中排除了21人最终54个样本参与了分析,包括12名对照组、12

13、名潜在TB患者和21名活性TB患者。来自南非开普敦地区85名参加者的第二名validation set患者,32名没有象征多种标准,最终有51名艺人参与,将31名潜伏期TB患者、30名活跃期TB患者分开,没有设置健康对照组。42,筛选结果表明,基因可以反应治疗疗效,这393个基因的表达变化会随着活动患者的治疗而消失,可以通过监测外周血的表达变化来监测治疗效果。thus the blood transcription al signature of patients with active TB could be used to monitor effecticacy of treatment,

14、And is reflective of ttreatment,对TB感染进行了特定的基因筛选,之前发现的这393个基因可能出现在很多疾病中的共同炎症反应,因此作者进一步筛选了86个基因,与其他细菌感染疾病及炎症疾病相比,将这393个基因指定为TB级患者。44,经过筛选的TB-specific的86个基因仍然是疾病的差异,45,这86个基因也有治疗效果,46,文章结论,this signature of active TB,activated in 10-20% of patients with latent TB,May identify those individuals who will

15、 deviduals,48,未经确认的致病源高吞吐量筛选基因芯片技术的历史发展:国际上已经开发了针对未确认病原体引起的突发疾病的快速检测芯片技术,但还仅限于美国,例如美国加州大学旧金山迪里斯I研究所开发的1500多种病毒的Virochip芯片1,美国哥伦比亚大学利普金研究所和美军合作开发的1710种病毒,135种细菌,73种真菌,66种MDA芯片3由美国劳伦斯利弗莫尔全球安全国家实验室开发,同时检测所有排序的细菌和病毒,在实际临床应用中解决了大量未确认的致病源检测问题。4,1 chiu,c.y .et al .j clin microbiol,2007.45(7): 2340-3.3 ,49,国内开发的高吞吐量致病源筛选芯片,广东mch签署了文章,49,50,1,芯片上共6万个探针,能检测以脊椎动物为宿主的2554种病毒;124种细菌,38种真菌,47种寄生虫。而且,每个致病源检测指标都设计了多个探

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