病理科的一条“鱼”-荧光原位杂交
随着分子医学进展和靶向药物的不断涌现,与其相关的分子病理检测也备受关注,其中有一种技术成熟的分子检测更是分子检测技术当中的佼佼者,这种检测是为数不多的可以进入医保报销范围的分子病理检测项目也是被各种指南所推荐的检测项目。这就是要跟大家分享的病理科的那条“鱼”-荧光原位杂交(FISH),其原理是利用荧光素标记的核酸探针(鱼饵)与组织细胞中待测的核酸(DNA/RNA)按碱基配对的原则进行特异性结合,在荧光显微镜下显示基因状态的方法,以实现其对特定基因的检测。
20世纪50年代以后,随着分子遗传学的发展,尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后,人们进一步认识了基因的本质,即基因是具有遗传效应的DNA片段,现已证实的基因数目已20000-25000个之多。随着外界环境和生物内在的各种因素的影响,导致人体的基因发生各种改变,从而导致疾病的发生。
实验室一般使用不同的平台检测各种基因变异包括:基因点突变、基因易位、基因或染色体数量异常,基因突变通常使用PCR、sanger测序或NGS高通量测序进行研究,而我们今天为大家介绍的FISH能够检测范围非常广,基因易位、基因或染色体数量异常都可以通过使用不同性质的探针进行检测。具体包括如下几种形式:
现在就来讲讲怎么来“钓鱼”,我们需要准备的主要材料和设备包括:探针、样本处理试剂盒、原位杂交仪和荧光显微镜。检测流程包括样本处理、片子准备、预处理、蛋白酶消化、变性、杂交、杂交后洗涤、复染DAPI以及最后的信号判读过程。其中重点说明一下我们的鱼饵-探针,探针是依据检测的目的选择相应的探针,主要分为:1数量探针 (染色体或基因缺失/增多)2移位,融合探针 (易位/倒位)3移位,分离探针 (易位/倒位)
根据探针标记的不同位置可以在荧光显微镜下通过不同荧光通道观察到细胞核内不同探针的位置,整合之后就可以得出是否发生基因变异的判读和诊断结果。荧光显微镜下显示以HER-2、ALK为例如下图所示。
FISH被广泛应用于乳腺癌、膀胱癌,宫颈癌,肺癌和淋巴瘤等实体肿瘤的靶向治疗和辅助诊断。乳腺癌细胞中Her-2基因的扩增常预示着患者预后较差,25% ~ 30%的乳腺癌患者有Her-2基因的扩增和/或过度表达。同时发生Her-2基因扩增的患者使用分子靶向药物赫赛汀也会有更好的治疗效果,赫赛汀也是全球第一个靶向药物,也开启了靶向药物与基因伴随诊断的全新局面。
荧光原位杂交技术在基因定性、定量,整合、表达等方面的研究中颇具优势,目前已经被广泛应用于遗传病诊断、病毒感染分析、产前诊断、肿瘤遗传学和基因组研究等许多领域,在临床检验、教学和研究等方面扮演着重要的角色。
当前可以成熟开展的FISH检测的肿瘤项目如下:
作者简介
王延文 主管技师
中国医学装备人工智能联盟病理委员会委员
上海中医药大学附属龙华医院病理科
分子及免疫病理技术组 组长