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第七节 基因诊断技术
基因诊断是利用现代分子生物学和分子遗传学的方法，检测基因的结构和功能是否正常的方法。从DNA/RNA水平检测分析致病基因的存在、突变和表达状态，从而对疾病进行诊断。基因诊断是重要的病因诊断技术，具有特异性强、灵敏度高、诊断范围广等优点。
（一）常用方法
1.测序技术
目前共发展了三代测序技术。①第一代测序技术：1977年出现的第一代测序技术是双脱氧链终止法，该方法可用于检测已知或未知突变，准确率高，适合单基因病的诊断，但该方法通量小、成本高、速度慢。②第二代测序技术：2007年发明的第二代测序技术高通量测序克服了第一代测序技术的缺点，以通量高、成本低、耗时短为特点，可分为大规模平行签名测序（MPSS）、聚合酶克隆测序等，促进了无创性产前基因诊断的发展。但该技术相对来说，仍具有通量相对不够高、读长相对较短等缺点，从而无法在单细胞、单分子水平进行检测。③第三代测序技术：近年出现的第三代测序技术以单分子实时测序和纳米孔技术作为标志，是在单细胞、单分子水平上对基因组进行测序。与第二代测序技术相比，第三代测序技术测序速度更快、精度更高、测序成本更低，且可以直接测RNA序列、甲基化的DNA序列。由于此代测序技术能在短时间内完成人体全部碱基对测序，且费用较低，有望在未来建立个人基因组信息档案，对精准医疗的发展提供巨大的帮助。但该技术目前技术层面上仍存在一些问题尚待完善，如保持测序所需酶的活性与稳定性。
2.核酸分子杂交技术
标记一段已知序列单链核酸作为探针与待测核酸序列进行碱基互补配对。杂交双方是待测核酸序列与探针。核酸探针可包括cDNA探针、基因组探针、寡核苷酸探针、RNA探针等。根据杂交方式不同分为点杂交、Southern杂交、Northern杂交、原位杂交等。核酸分子杂交技术是基因诊断的基本技术，特异性强、灵敏度高。
3.聚合酶链反应扩增技术（PCR）
类似于DNA的天然复制过程，在模板DNA、引物和4种脱氧核糖核苷酸存在条件下，依赖DNA聚合酶的酶促反应，用于放大特定的DNA片段。PCR具有特异性和高效性，目前广泛应用于基因诊断。
4.其他基因诊断技术
DNA的物理图谱、差异文库、mRNA异显示和基因芯片等。
（二）临床意义
近年来，随着基因诊断技术的不断发展，该技术被越来越多地应用在神经系统疾病的诊断、治疗及预防上。主要临床应用包括：
1.神经系统与基因结构、功能异常有关的疾病诊断、鉴别诊断及病因确定。如Duchenne型肌营养不良Xp21染色体位点上抗肌萎缩蛋白缺失基因的鉴定，肌萎缩侧索硬化相关的 SOD- 1基因、 TDP- 43基因检测，额颞叶痴呆基因 MAPT、 PGRN等检测。
2.对神经系统遗传性疾病的分型提供依据和方法。通过对致病基因进行定位，可按基因型准确分类，如脊髓小脑性共济失调根据致病基因染色体定位的不同分为SCA 1～29等不同类型，区分腓骨肌萎缩症1型和2型的各亚型，避免临床分型的不准确性。
3.辅助精准医疗，制定个体化治疗方案。对于一些药物，基因多态性是引起不同个体对同一药物表现出不同疗效的重要原因，因此，有关药物使用前应检测患者的基因型后根据基因型确定治疗方案，如 CYP2C19基因多态性与治疗缺血性脑卒中的药物氯吡格雷代谢密切相关，影响氯吡格雷的疗效及安全性。
4.携带者检测致病基因，对疾病易感人群进行基因诊断，确定易感人群，早期诊断和干预，阻止或延缓临床症状出现。如检测阿尔茨海默病致病基因 APP、 PSEN1、 PSEN2，帕金森病有关的单核苷酸多态性SNCA、LRRK2、MAPT。
5.产前诊断。通过绒毛活检等方法进行产前诊断，及时发现患病胎儿，预防出生缺陷。
（秦新月）