当医学遇上聚合酶链式反应:奇妙的微观探险之旅
“检查,检查,又是检查,也不知道整天做这么多检查干什么?不检查看不了病吗?”很多患者和家属在看病中都会这样吐槽和质疑。
检查之所以存在,必有其价值。不同的检查在治疗过程中发挥着不同的作用,能够帮助医生精准地判断病情,制定针对性的治疗方案,帮助患者迅速康复。但患者和家属很少了解各项检查的目的和作用,将所有检查一概而论,从而产生误解。
今天,我们就来进行一场奇妙的微观探险之旅,追踪聚合酶链式反应,谈谈医学与聚合酶链式反应的相遇,解解大家的疑窦。
聚合酶链式反应
聚合酶链式反应(PCR),又称多聚酶链式反应、无细胞克隆技术,是一种分子生物学检验方法,是一种体外扩增DNA技术,即在生物体细胞外通过酶促合成特异DNA或DNA片段,是由高温变性、低温退火、室温延伸等环节多次循环构成,是受到特异耐热的TaqDNA聚合酶的催化产生的DNA聚合酶催化反应,能够获得全新、丰富的样品靶DNA序列缺陷,改变传统的科学研究与检验诊断,具备临床操作简便快捷、成本低、敏感度高、特异性强、准确性与可靠性高等优势,被广泛应用于寄生虫学、细菌学、病毒学、遗传病学、肿瘤学、基因治疗、出入境检验检疫等诸多领域。
聚合酶链式反应的衍生技术
·等位基因特异性PCR技术:基因型鉴定
·实时荧光“定量PCR”:准确方便的定量目的基因
·PCR-单链构象多态性技术:反映产物序列内的多态性
·PCR-限制性片段长度多态性分析法:检测有关特定酶切位点的突变
聚合酶链式反应与医学
·聚合酶链式反应与寄生虫检验
疟原虫是一种常见的疟疾病原体,疟疾是一种常见的以按纹为传播媒介的恶性传染疾病,其发病率位居全球致死寄生虫病首位,严重威胁人类生命健康。疟疾具备出汗、寒战、高热等典型症状,常规的疟疾检验操作繁琐、成本较高,极易出现漏诊等情况,从而影响临床诊断。
多重PCR即在同一PCR反应管中同时加入多对特异性引物展开PCR扩增,可用于同属不同种的病原体感染或多种病原体感染,如弓形虫、隐孢子虫、疟原虫等寄生虫的检验中,可有效保持特异性、敏感性,节约60%的时间,具备准确、快捷、方便等优点。
基于多重PCR的多重荧光PCR可同时对疟原虫属与四种不同型的疟原虫样品展开分型检测,可以对输入性疟疾进行准确的分型鉴定,从而避免因延误诊断导致的病危,甚至死亡。
·聚合酶链式反应与细菌检验
细菌种类多样,不同类型的细菌将导致不同的疾病。目前临床常见的细菌包括结核分枝杆菌、霍乱弧菌等。结核分枝杆菌能引起人类患上结核病,肺结核患者多见,累及多种脏器,能通过空气传播,严重威胁人类的健康。结核分枝杆菌培养是结核诊断的“金标准”,但耗时长,一般培养4周到8周才能发出报告;结核分枝杆菌涂片抗酸染色虽然操作简单,耗时短,但检出率低且不能区分是结核分枝杆菌还是非结核分枝杆菌。而运用聚合酶链式反应则可以快速准确地检测出病人体内是否有结核分枝杆菌核酸以及其对异烟肼、利福平等一线抗结核药物的敏感性,为临床的诊断和治疗提供了重要的参考价值。
霍乱弧菌作为霍乱传染病的病原体,患者发病后普遍存在剧烈的失水、腹泻、呕吐,且死亡率较高,伴随着医学发展,分子生物学技术被广泛运用于检测过程中。
聚合酶链式反应在霍乱弧菌独立基因检测中可获得准确的毒力基因携带率,为病原学特征分析与霍乱细菌监测奠定基础。
·聚合酶链式反应与病毒检验
聚合酶链式反应在艾滋、乙肝、丙肝、人乳头瘤病毒(HPV)等多种病毒的检验中发挥着重要作用。比如,RT-PCR在艾滋病检查中具备较高的特异性、灵敏度、阳性率,提高艾滋病的检出率;荧光定量聚合酶链式反应在乙肝及丙肝病毒基因检测中可准确判断HBV及HCV核酸复制与感染情况,为乙肝及丙肝患者的诊断和治疗提供参考;运用聚合酶链式反应还能检测多种型别的HPV,预防宫颈癌的发生;2019年席卷全球的新型冠状病毒,也是运用聚合酶链式反应检测出来的,证明其在预防传染病方面发挥着重要作用。
·聚合酶链式反应与遗传病检验
遗传病的出现与致病基因的表达、遗传物质的改变密切相关,它可能是先天性疾病,也可能是后天发病,会为社会与家庭带来沉重负担。胎儿时期的适当检查如无创产前筛查(NIPT)可早期了解胎儿发育情况,若发现其有异常,可及时采取进一步措施,避免畸形儿的诞生,实现优生优育。
聚合酶链式反应的特异性、灵敏度较高,可有效实现产前遗传病诊断的目的。比如,在地中海贫血基因携带者的孕前检查中,通过羊水穿刺获得胎儿细胞,借助聚合酶链式反应与其反应点杂交法进行α、β地中海基因诊断,可准确显示其是否携带地贫基因,分析具体的地中海贫血类型及严重程度,为优生咨询提供参考,降低地中海贫血患儿的出生率。
·聚合酶链式反应与肿瘤基因检验
肿瘤是一种严重影响患者身心健康和生活质量的恶性疾病,肿瘤转移的主要方法是血行传播。因此,可通过外周血内的肿瘤细胞判断肿瘤转移情况。
PCR在肿瘤细胞检查中可准确判断疾病情况,为临床治疗提供可靠参考。比如,实时定量聚合酶链式反应可检测4种和胰腺癌相关的miRNAs在标本中的表达;实时荧光定量聚合酶链式反应可检测良性肺病患者与非小细胞肺癌的血浆标本表达TUG1与UCG1的差异,从而准确判断病情。
嘿,朋友们!这场医学与聚合酶链式反应的微观探险之旅是不是让你大开眼界?就像在微观世界里看了一场精彩绝伦的魔法秀。以后可别小瞧了这些小小的反应,它们可是医学大舞台上的超级明星呢!说不定哪天,聚合酶链式反应又会变出什么新花样,给我们带来更多的惊喜。
让我们一起期待下一次的奇妙冒险吧,也许下一个微观奇迹就在不远处等着你我,为你我的健康添砖加瓦,到时候可一定要跟着一起冒险哦!(河源市人民医院 骆秋英







