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      分子診斷的前世今生及未來

      編輯:廣安泉韻啟機械有限公司  字號:
      摘要:分子診斷的前世今生及未來
      分子診斷學發展歷程
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      以DNA雙螺旋結構的模型提出為標志,分子生物學在半個多世紀的發展歷程中,盡顯了風流與輝煌!
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      分子生物學不僅吸引了世界上一大批有志于認識生命本質的科學家和臨床醫生投入其中,用生命與智慧創造出醫學發展史上瀑布般的學術成就,徹底改變了診斷與治療的傳統觀念,而且分子生物學領域越來越多的發明和成果正在各類臨床疾病的診斷與治療方面得到應用并極大地推動了臨床醫學的研究和發展。
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      與此同時,分子診斷與治療作為檢驗醫學與臨床醫學研究和應用的一個專業領域,也有了長足的發展。分子診斷與分子治療已經作為獨立的學科正式登上醫學科學的歷史舞臺。
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      什么是分子診斷?
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      分子診斷(molecular diagnosis)狹義上是指基于核酸的診斷(nucleic acid-based diagnosis),即對各種DNA和/或RNA樣本的病原性突變的檢測以便實現對疾病的檢測和診斷。
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      隨著第一張人類基因組測序圖以及隨后的其他生物基因組測序圖的發表,分子診斷學已進入了一個有著空前機會和挑戰的新時代。
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      而在后基因組時代,隨著蛋白質組學研究的實施,功能基因組及其相關的表達產物與疾病聯系的謎團被破解,分子診斷又賦予了新的外延:分子診斷的對象包括基因及其相關的表達產物:生物大分子。
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      在廣義上包括基因治療和生物治療以及針對某些信號轉導分子的分子靶向治療。在過去的幾十年里,在治療包括某些遺傳性免疫缺陷尤其是腫瘤性疾病方面顯示了獨特的效果。
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      蛋白質組學的發展,成為分子診斷的一個必不可少的工具。比如,與癌變相關的DNA、RNA、蛋白質、染色體以及細胞變化譜等將會逐漸被人們所認識,將會出現與腫瘤發生、發展相關的基因突變譜、基因甲基化譜、基因多肽譜、基因表達譜、體液蛋白質(或其他化學成分譜)、染色體譜以及細胞和組織器官的分子影像譜圖等。這些變化譜將會成為腫瘤標志譜,更準確地用于指導腫瘤的預防、診斷和治療。
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      分子診斷是當前的一種臨床實際
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      從Kan及其同事首次應用DNA雜交實現α-地中海貧血的產前診斷,到Saiki發明PCR技術特別是實時熒光定量PCR的應用,再到高通量自動化的生物芯片技術以及變性高效液相層析、SNP分析等技術的應用;
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      從利用分子雜交、PCR等單一技術和定性診斷發展到多項技術的聯合應用和半定量、定量和多基因病分子診斷,再到基因表達產物的生物大分子的診斷;
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      從治療性診斷,發展到針對高危人群進行疾病基因或疾病相關基因的篩查和預防性分析評價。
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      分子診斷正處于學科發展的黃金時代
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      隨著分子生物學理論和技術的繼續發展,分子診斷還將出現更加輝煌的明天。
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      與此同時,分子治療(molecular therapy)的發展則得益于DNA體外重組技術和淋巴細胞雜交瘤兩大技術的問世?;蛑委熥鳛橐豁椚碌募膊≈委熓侄?,近20年來發展迅速,人類基因組計劃的實施和人類全部染色體的解密,不僅使人類更加清楚地了解自身,而且為基因診斷和基因治療的研究奠定了基礎?;驍U增技術,基因修飾技術,基因克隆技術,基因芯片技術,基因治療技術,以及新型表達載體等新技術新方法的不斷涌現促進了分子治療學科的發展。
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      隨著對腫瘤發生發展分子機制的深入研究,包括基因治療在內的生物治療已經成為腫瘤綜合治療中的第四種模式。生物治療是以現代分子生物學、細胞生物學和分子免疫學等前沿科學為基礎,強調腫瘤發生發展和轉歸的分子基礎和治療的針對性、特異性(靶向性)和有效性,針對CD分子、膜受體信號傳導、基因轉導、血管形成等靶位,設計相應藥物(單抗或小分子等)、病毒或細胞,用于腫瘤的防治。針對CD分子、膜受體信號傳導、基因轉導、血管形成等靶位,目前應用比較廣泛的是細胞因子治療、酪氨酸激酶受體的分子靶向治療、單克隆抗體標記放射性核素治療。
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      腫瘤生物化療(biochemotherapy)是生物治療和化學治療聯合應用于腫瘤治療的全新綜合治療模式,是根據腫瘤的病理類型、臨床分期、發生部位和發展趨勢,結合病人的全身情況和分子生物學行為,有計劃地聯合應用化療藥物和生物制劑進行治療。
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      基因治療在腫瘤治療中有著廣泛的前景。將外源目的基因導入人體靶細胞或組織以取代有缺陷的基因,通過其正常表達,以達到防治腫瘤的目的。腫瘤基因治療基本策略主要有以下幾種方式:基因替代、基因修飾、基因添加、基因補充、基因封閉等。根據功能基因導入方式不同分為體內基因治療和體外基因治療。常用病毒作為運送基因的載體,目前已有基因轉導P53(如AV-P53)、基因轉導的DC(如AAV-BA46-DC)、基因轉導的TIL(IL-2、TNF-α)等用于各期臨床研究。
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      RNA干擾技術也是基因治療的重大突破。通過向體內注入微小RNA片段,會干擾生物體本身的RNA“信使”功能,導致相應蛋白質無法合成,從而“關閉”特定基因,采用RNA干擾技術直接從源頭上使致病基因“沉默”,因此能更有效地治療某些疾病。
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      正是當代一系列科學技術的成就,使得分子診斷與分子治療學科不斷發展與進步,而分子診斷與分子治療則是當代醫學發展的必然。
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      中國分子診斷市場前景廣闊,增速為全球兩倍
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      分子診斷市場是近年來臨床診斷領域發展的熱點,全球分子診斷市場發展速度達到10%以上,而中國分子診斷市場每年增速超過20%,為全球的兩倍,為技術創新和應用帶來了許多發展機會。
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      目前,分子診斷產品的應用在臨床各科如腫瘤、感染、遺傳等占到70%以上,其次是體檢中心、技術服務中心、第三方檢測機構及微生物快速檢測市場等方面。
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      中國工程院院士、中國醫學科學院副院長詹啟敏教授稱,“國內從政府層面的醫療管理到科技創新領域都非常重視分子診斷技術的應用和普及?!眰鹘y醫學的發展在包括診斷治療手段、提升有效診斷率、進行有效的預防、疾病預警以及降低發病率等方面都遇到瓶頸,亟待打破。
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      “要做好轉化醫學,做好個性化治療,就要把重點放在預防預測,不要等到疾病發展到中晚期才做,這是引導疾病治療關口前移。同時,還要重心下移,把工作重點放到農村和社區,這幾個方面的工作都需要有很好的手段和技術平臺來支撐,而分子診斷在這些環節里扮演了非常重要的角色?!闭矄⒚粼菏繌娬{。
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      從國家戰略層面看,國務院新列出的七個戰略新興產業,生物醫藥就是其中一塊,在這個產業里面,分子診斷又是非常重要的內容。
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      據介紹,從“十一五”開始,國家自然科學基金有尋找疾病發生發展過程中的一些分子靶標研究;國家973重大項目中,結合高發疾病進行的臨床研究,為分子診斷提供了創新性的成果。863計劃則著重于分子診斷成果的應用到臨床的一些技術,把分子診斷結合疾病的預防以及個性化治療作為很重要的發展內容。此外,還有國家衛生與計劃生育委員會的行業基金、國家重大專項等運用性和推廣性計劃,很多內容都和分子診斷的技術創新相關。
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      詹啟敏院士認為,豪洛捷是國際領先的分子診斷技術平臺研發生產企業,而蘇州科貝生物專注于分子診斷技術平臺的搭建,承擔了多項國家級科研課題,如國家863項目等,擁有自主知識產權。雙方的合作,不僅能夠引進國際最先進的分子診斷技術,同時,在國內的推廣應用上將更加利于本土化。
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      使用標準將在近期出臺
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      來自國家衛生與計劃生育委員會臨床檢驗中心副主任李金明告訴科技日報記者,百姓在醫療機構看病時,醫生都會對病人先進行若干的檢查,為臨床評估患者疾病風險及確診提供重要的信息,有助于醫師判定既定患者的治療方案或護理的適用度,也是醫保的重要組成部分。
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      以前分子診斷主要是針對傳染病的檢測,而現在隨著個性化技術的發展,拓展的領域涉及到病理科、藥劑科還有相關的研究科室,如內科,外科,婦產科等等。李金明副主任表示,國內主管機構正在對臨床分子診斷的規范化起草指導原則和指南,希望以明確的管理辦法和規則,推進市場的有序發展。分子診斷技術平臺的使用標準也將在近期出臺。
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      跨國合作看好本土化應用
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      此次豪洛捷與蘇州科貝生物的戰略合作被普遍看好。詹啟敏院士認為,無論是主管部門還是專家,都樂于見到并支持這一國際化合作,相信雙方能找到較好的模式,以產生更為積極的效果。李金明副主任希望通過國際先進平臺的引進,促使國內相關的技術標準能夠與國際接軌。
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      豪洛捷公司副總裁劉釜均告訴科技日報記者,豪洛捷是一家提供醫療儀器和檢測系統的上市公司,市值在57億美元,其分子診斷核心技術曾榮獲了2004年美國國家技術獎。公司的產品重點主要在于疾病診斷,血液篩查,并確保移植兼容性,以通過早期檢查篩查,提高早期診斷和微創治療水平,達到及時挽救生命的目標。
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      一家跨國企業要想更好地為中國的醫療市場服務,就一定要接地氣,真正了解這個市場,了解政策法規,包括市場運作,做到一個強強聯合的經典模式?!拔覀冏罱K決定和科貝生物聯合是經過慎重考慮的,原因有兩個。一是科貝生物背靠北京的國家級研發機構,可以極大地縮短從科研到商業應用的周期。其二,科貝生物擁有獨立的第三方檢測資質,其商業運作也非常完善,在醫院和醫療系統也具有強大的資源,”劉釜均說。他希望豪洛捷以先進的分子診斷自動化平臺和科貝生物共同進行新的本土化應用開發,把中國的分子診斷事業推向一個新的高峰。
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      蘇州科貝生物總裁姬云認為,該項目是“并駕齊驅”商業合作模式的一種嘗試。一方面是可進行具有自主知識產權產品的研發,另外則要加強國際合作,更快地把國外已經成熟的技術平臺、儀器設備和成果向國內進行推廣。
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      他說,“科學研究沒有國界。我們在醫藥方面的總體水平目前離歐美等發達國家還有一定差距。但是,中國是臨床需求大國,目前正在向強國邁進,科貝生物非常熟悉國內醫院和公眾對分子診斷技術的需求,雙方的合作將不僅是各自公司的發展,更多的將把醫療的新成果普惠于廣大老百姓和患者。而引進更為先進技術,求得共同發展,更是我們長期的發展目標?!?
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      國際巨頭公司與國內領先企業的合作,將促成國內分子診斷行業接足地氣、強化本土化應用,廣泛普及和推廣這一新興科技。
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