核酸質譜,顧名思義是一種能檢測核酸的質譜,它是基于MALDI-TOF MS質譜發(fā)展起來的一種多重PCR分析檢測系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)的熒光定量PCR,一代測序和二代測序,它有什么優(yōu)勢呢?
我們知道基因檢測目前在遺傳性疾病,傳染病、腫瘤檢測和用藥指導等中發(fā)揮著重要作用,但是這些技術也存在著明顯的不足,比如熒光定量PCR,檢測通量小,面對多基因多位點的疾病檢測時,就如同小馬拉大車,心有余力不足!而一代測序耗時耗力,二代測序解決了通量問題,但是耗物,耗錢,耗時更費人。所以核酸質譜的優(yōu)勢在于成本低,通量大,檢測速度快,同時檢測多基因多位點不在話下。
我們來看下,核酸質譜的應用方向
1、單核苷酸多態(tài)性
人類的好多遺傳性疾病是在SNP上的,單核苷酸多態(tài)性就是單個的核苷酸序列發(fā)生了變異,引起了DNA序列發(fā)生了多樣性,比例高達1%。它也是疾病易感基因和藥物反應差異性的決定因素。所以通過分析SNP的變異位點,提供疾病預測,診斷和提供用藥指導等。
目前熒光定量PCR適宜于檢測單基因幾個位點(2-8個),但是隨著醫(yī)學技術的深入發(fā)展,涉及到多基因多位點的疾病越來越多,這時傳統(tǒng)熒光定量PCR的不足就會表現(xiàn)出來,工作量大,檢測速度慢。而核酸質譜高靈敏度、分離速度快、雜質干擾少等優(yōu)勢,可以一網(wǎng)打盡(比如耳聾基因,4個基因20個位點,核酸質譜可以在一個檢測孔中解決)。
應用:藥物基因組檢測、腫瘤易感基因
2、基因突變
基因突變檢測與SNP檢測原理相同,區(qū)別在于基因突變檢測存在的是突變型(發(fā)生突變后的樣子)和野生型(原來的樣子),這一點與SNP的純合型(比如顯性純合)和雜合型(雜合子)有所區(qū)別。圖譜峰的面積與樣品中分子量所代表的核酸片段含量成正比,故可以通過突變型/野生型的比值確定突變點的比例,可檢測到0.5%以上的突變比例,與金標準驗證技術符合度>95%。
應用:腫瘤突變(EGFR突變),耳聾基因篩查,地中海型貧血、代謝綜合 征、冠狀動脈疾病等
3、DNA甲基化
最近腫瘤早篩比較火熱,其中提到的比較多的就是甲基化。人類基因組中含有3-5%的胞嘧啶,會在DNA甲基化轉移酶的作用下與甲基基團CpG二苷酸的C’5位上,形成一個CpG島(300-3000bp),這個CpG島的甲基化水平異常提高,會抑制抑癌基因轉錄失活或者一些原癌基因被激活。另外DNA甲基化還與記憶缺陷,精神分裂癥、抑郁狂躁等復雜疾病有關。
相比較其他方法,核酸質譜的優(yōu)勢就在于可檢測低至5%的甲基化水平,特異性好,靈敏度高。
應用:宮頸癌、胃癌、乳腺癌、結直腸癌、肝癌、食道癌、垂體腺瘤等
4、基因拷貝數(shù)鑒定
人類的基因組會出現(xiàn)一段序列缺失或者增加導致序列發(fā)生變化而引起產(chǎn)物變化。這種表型上的差異就是拷貝數(shù)變異(CNV),CNV涉及的DNA片段大小通常介于1kbp-3Mbp之間,在基因組中分布廣泛,其與臨床上罕見病、單基因病相關,也與很多腫瘤等復雜病相關。因此對CNV的變異研究,能夠對多種疾病并發(fā)機制形成新的認知,以更好地指導疾病的分子診斷和新治療方法的開發(fā)。
核酸質譜可以通過SNP的多態(tài)性等位基因比例(SAR)檢測技術對待檢測標本中目標基因的拷貝數(shù)進行定量分析。
5、高通量檢測結果驗證
美國FDA批準核酸質譜技術作為二代測序的驗證平臺,以彌補一代測序儀靈敏度不足的短板。高通量測序的檢測靈敏度可達1-5%,因此需要相匹配的驗證平臺,但是一代測序靈敏度低于15%,無法提供有效的驗證,因此,核酸質譜作為兩者結果差異時的驗證平臺。
小結
核酸質譜除了以上應用外在細菌耐藥也具有一定的研究,隨著更多臨床實驗室對質譜了解的加深,未來核酸質譜或許成為規(guī)范實驗室必不可少的強有力的支持工具!
參考文獻
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2、許蘊,李赟,張曉麗,徐跡,劉文蘭.飛行時間質譜核酸檢測技術在臨床檢測中的應用[J].中華檢驗醫(yī)學雜志,2019,42(8):694-699.
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