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遨游在生命科學里面的"魚"——熒光原位雜交技術

2022-05-24 14:00:46

熒光原位雜交技術是近年來生物學領域發展起來的一項新技術,運用細胞遺傳學和分子生物學的原理,通過熒光標記的核酸探針與細胞內的核酸序列雜交。借助熒光顯微鏡,在細胞和(或)組織中觀察并分析細胞內雜交于靶序列的多種彩色探針信號,以獲得細胞內多條染色體或多種基因狀態的信息。這一技術已被廣泛用于(遺傳疾病)、腫瘤研究及臨床的診斷和治療監測。


熒光原位雜交( FISH) 是在染色體、間期細胞核和DNA纖維上進行DNA序列定位的一種有效手段。近年來,為了提高檢測的分辨率和靈敏性,不斷將免疫染色、量子點和微流控芯片等物理化學技術引入到熒光原位雜交中,促進了它的快速發展。熒光原位雜交技術是根據核酸堿基互補配對原理,用半抗原標記DNA或者RNA探針與經過變性的單鏈核酸序列互補配對,通過帶有熒光基團的抗體去識別半抗原進行檢測,或者用熒光基團對探針進行直接標記并與目標序列結合,然后利用熒光顯微鏡直接觀察目標序列在細胞核、染色體或切片組織中的分布情況。

原位雜交儀定制

與其他雜交技術進行綜合比較發現,熒光原位雜交技術(FISH)具有一些優勢:循環周期短,穩定性高,非常安全;分辨率高,為3~20 Mb;探針能較長時間保存;多色標記,簡單直觀;在熒光顯微鏡下在同一切片上同時觀察幾種DNA探針的定位,直接得到其相對序列和位置,從而大大加速生物基因組和功能基因組定位的研究。同時也為輔助病理診斷和預測臨床靶向治療的療效提供更為準確的依據。


FISH技術的臨床應用


FISH廣泛用于產前診斷(遺傳疾病)、腫瘤研究及臨床的診斷和治療監測。這里主要介紹在實體瘤中的應用——膀胱癌的檢測和在血液腫瘤中的應用。


膀胱癌檢測


膀胱癌是起源于膀胱尿路上皮的惡性腫瘤,是泌尿系統常見的惡性腫瘤之一。規范和提高膀胱癌的診斷及治療水平具有重要意義。熒光原位雜交(FISH)分析尿液或膀胱沖洗液的特定染色體和位點的非整倍體可能有助于早期發現腫瘤或復發。研究發現9號染色體部分或全部丟失是膀胱癌常見的遺傳學改變,而且這一改變與膀胱癌的早期發生密切相關。此外,膀胱癌的發展與染色體的不穩定性也緊密相連,特別是與 3、7及 17號染色體的非整倍性密切相關。


膀胱鏡檢查和尿脫落細胞分析為目前常用于發現和監測膀胱癌復發的方法,但膀胱鏡檢查系有創性檢查,尿脫落細胞分析敏感度太低,膀胱癌抗原(BTA)、端粒酶分析、血紅蛋白檢測片、核基質蛋白(NMP22)等也可用于診斷膀胱癌,但它們敏感度和特異度仍不滿意。而FISH用于膀胱癌尿脫落細胞檢測其靈敏度高,特異度接近細胞學檢查。


血液病


血液腫瘤是國內十大高發腫瘤之一,隨著對疾病發病機制的深入研究,發現細胞遺傳學對腫瘤分型、診斷、治療和預測預后都具有重要的意義。但常規的細胞遺傳學分析方法只能分析中期染色體,而對間期細胞、復雜核型細胞和染色體微缺失無法進行診斷。而FISH 技術彌補了傳統細胞遺傳學在這方面的不足,因此被廣泛用于血液腫瘤的研究、診斷等方面。


在臨床上對血液腫瘤的FISH檢測主要集中在以下幾個方面:①染色體異位形成的融合基因檢測。②基因缺失的檢測。③微小殘留病灶的檢測。④對異性間造血干細胞移植的植入狀態監測。


總結


FISH技術在臨床中的應用已經得到迅速的發展,靈敏度和特異度明顯改善,可供選擇的商業化探針也越來越多。但是,由于目前儀器設備和探針價格過于昂貴,以及對于操作人員技術水平要求也較高,在一定程度上限制了FISH技術在臨床上的應用。特別是在國內,僅有一些大醫院開展了FISH項目,檢測范圍也僅限于血液性腫瘤、乳腺癌以及產前診斷方面,其他檢測項目開展較少。因此,在今后的一段時間,為了使FISH得到更廣泛的應用,怎樣降低成本,簡化操作步驟仍是科研人員面臨的一個難題。

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