分子診斷：應用分子生物學(xué)方法檢測患者體內遺傳物質(zhì)的結構或表達水平的變化而做出診斷的技術(shù)，稱(chēng)為分子診斷。分子診斷是預測診斷的主要方法，既可以進(jìn)行個(gè)體遺傳病的診斷，也可以進(jìn)行產(chǎn)前診斷。分子診斷的材料包括DNA、RNA和蛋白質(zhì)

概述
分子診斷主要是指編碼與疾病相關(guān)的各種結構蛋白、酶、抗原抗體、免疫活性分子基因的檢測。

標本采集
合理的標本采集對保證標本的完整性和核酸的定性/定量檢測的準確性是至關(guān)重要的。標本應嚴格按照適當的生物安全指南進(jìn)行采集，不合適的標本處理會(huì )導致核酸降解，產(chǎn)生錯誤的患者檢測結果。
1. 標本識別 標本采集時(shí)應明確患者身份及其標本，充分尊重患者隱私。同時(shí)應為醫療人員提供合理而充足的檢測和治療相關(guān)的信息。標本應牢固地貼上標簽，內容至少包括：識別號、采集日期和時(shí)間、標本采集者姓名、標本來(lái)源等。
2. 申請單信息 申請單至少包括以下幾點(diǎn)信息：唯一標識號、入院登記號、患者姓名、出生日期、性別、種族、采集日期、標本類(lèi)型、相關(guān)的臨床和實(shí)驗室信息、醫生姓名、標本采集的部門(mén)、檢測申請原因等。
3. 標本采集 采集人體組織或體液標本時(shí)應遵守相關(guān)的安全防范措施，佩戴手套，預防標本中血源性病原體的傳播，同時(shí)阻止標本被處理人員的脫落細胞污染。特定的檢測方法可能需要額外的預防措施和采集說(shuō)明，如HPV檢測采集宮頸標本應在醋酸試驗之前。實(shí)驗室采用不同的檢測方法時(shí)應考慮潛在的干擾和污染來(lái)源，正確指導和培訓臨床醫生按照特定方法或檢測體系的標本采集要求進(jìn)行采集。臨床實(shí)驗室收到標本后應盡快將標本信息輸入至實(shí)驗室信息系統（LIS），同時(shí)應盡快處理接收的標本。如果標本存在如溶血、冰凍血液或標記不當等情況應考慮拒收。
4. 抗凝劑 血液和骨髓穿刺（BMA）標本采集應使用合適的抗凝管或含其他添加劑的試管。試管添加劑的選擇應根據分析物類(lèi)型、試驗、標本量而定，有研究表明肝素和亞鐵血紅素可能會(huì )抑制PCR反應。因此，推薦使用EDTA和ACD抗凝劑檢測血漿或骨髓穿刺標本。如果被測量為細胞內RNA，采集血液或骨髓的設備應包含RNA穩定劑，或者在采集后立即加入RNA穩定溶液。
5. 組織標本 如果無(wú)法獲得血液或口腔黏膜細胞（如患者死亡），或者組織標本的基因型同血液或口腔黏膜細胞不同，或者組織為某些潛在感染物質(zhì)核酸的唯一來(lái)源時(shí)，可采用組織標本。通常最佳的組織量為1-2g，但由于各種組織所含的DNA和RNA的量不同，采集組織的量也因組織而異。多細胞組織如骨髓、淋巴結、脾適用于基因組DNA檢測，需要的組織量較少。少細胞標本如肌肉、纖維、脂肪組織不是基因組DNA的最佳來(lái)源，采集量最好大于1-2g。通常，如果沒(méi)有廣泛脂肪浸潤，大于10mg的組織至少獲得10μg的RNA或DNA。不同組織的蛋白質(zhì)的量和類(lèi)型各不相同，核酸分離方法也因組織而異。按照特定來(lái)源的組織，根據廠(chǎng)家建議分離DNA或RNA。
病理科醫生通常從大塊組織中采取有代表性的部分組織進(jìn)行固定、染色、顯微鏡檢測和病理診斷，或者選擇有代表性的組織提取DNA或RNA進(jìn)行分子學(xué)分析。一般選擇病灶組織進(jìn)行檢測、非病灶組織作為對照。對照組織對某些分子檢測是至關(guān)重要的，如雜合性缺失分析或微衛星不穩定性試驗。
技術(shù)種類(lèi)
分子診斷是當代醫學(xué)發(fā)展的重要前沿領(lǐng)域之一，其核心技術(shù)是基因診斷，常規技術(shù)包括：
（1）聚合酶鏈式反應（PCR）；
（2）DNA測序（DNA sequencing）；
（3）熒光原位雜交技術(shù)（FISH）；
（4）DNA印跡技術(shù)（ DNA blotting ）；
（5）單核苷酸多態(tài)性（SNP）；
（6）連接酶鏈反應（LCR）；
（7）基因芯片技術(shù)（gene chip）。

應用領(lǐng)域
其中，PCR產(chǎn)品占據目前分子診斷的主要市場(chǎng)，基因芯片是分子診斷市場(chǎng)發(fā)展的主要趨勢。PCR產(chǎn)品靈敏度高、特異性強、診斷窗口期短，可進(jìn)行定性、定量檢測，可廣泛用于肝炎、性病、肺感染性疾病、優(yōu)生優(yōu)育、遺傳病基因、腫瘤等，填補了早期免疫檢測窗口期的檢測空白，為早期診斷、早期治療、安全用血提供了有效的幫助?；蛐酒欠肿由飳W(xué)、微電子、計算機等多學(xué)科結合的結晶，綜合了多種現代高精尖技術(shù)，被專(zhuān)家譽(yù)為診斷行業(yè)的終極產(chǎn)品。但其成本高、開(kāi)發(fā)難度大，目前產(chǎn)品種類(lèi)很少，只用于科研和藥物篩選等用途。[1] 

基本原理
分子診斷的主要技術(shù)有核酸分子雜交、聚合酶鏈反應和生物芯片技術(shù)。
1.核酸分子雜交技術(shù) 具有一定互補序列和核苷酸單鏈在液相或固相中按堿基互補配對原則締合成異質(zhì)雙鏈的過(guò)程，稱(chēng)為核酸分子雜交。雜交的雙方是待測核酸序列和探針序列。應用該技術(shù)可對特定DNA或RNA序列進(jìn)行定性或定量檢測。
2.聚合酶鏈反應（即Polymerase chain reaction，PCR）[2]  原理：PCR是模板DNA，引物和四種脫氧核糖核昔三磷酸（dNTP）在DNA聚合酶作用下發(fā)生酶促聚合反應，擴增出所需目的DNA。包括三個(gè)基本步驟：雙鏈DNA模板加熱變性成單鏈（變性）；在低溫下引物與單鏈DNA互補配對（退火）；在適宜溫度下TapDNA聚合酶催化引物沿著(zhù)模板DNA延伸。
3.生物芯片技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的分子生物學(xué)與微電子技術(shù)相結合的核酸分析檢測技術(shù)。最初的生物芯片技術(shù)主要目標是用于DNA序列測定、基因表達譜鑒定和基因突變體檢測和分析，所以又稱(chēng)為DNA芯片或基因芯片技術(shù)。由于目前這一技術(shù)已擴展至免疫反應、受體結合等非核酸領(lǐng)域，出現了蛋白質(zhì)芯片、免疫芯片、細胞芯片、組織芯片等，所以改稱(chēng)生物芯片技術(shù)更符合發(fā)展趨勢。

基本流程
多年來(lái)，大部分分子診斷實(shí)驗室的核心技術(shù)都主要集中在檢測特異性、相對較短的DNA或RNA片段上。該技術(shù)能診斷傳染性疾病、鑒別影響藥物代謝的特殊基因變異型或檢測與疾病有關(guān)的基因，如與癌癥有關(guān)的基因。這些檢測的核心是實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應（PCR）、轉錄調節擴增（TMA）、靶向擴增和信號擴增等類(lèi)似技術(shù)的應用。桑格排序和DNA片段分析或采用毛細電泳法的凝膠法都是分子診斷實(shí)驗室的關(guān)鍵技術(shù)，但他們通常還包括檢測過(guò)程中的擴增步驟。為了能順利應用那些采用DNA和RNA來(lái)診斷疾病的檢測，分子診斷實(shí)驗室必須要使用定義明確的工作流程，從而得到穩定的、有效的結果，而當前已存在能幫助診斷實(shí)驗室實(shí)現每個(gè)工作流程流水化的特殊工具。檢測的基本流程如下所示：
1、樣本收集和制備。 從樣本中提取出用于檢測的基因。
2、擴增：一旦分離出基因物質(zhì)，必須立即將其擴增到可檢測數量，以便做出診斷命令。
3、檢測：獲得足夠的目標物質(zhì)后，光型傳感器將讀取與即將檢測的目標物質(zhì)相對應的信號。信號必須是單一的或多樣的，從而實(shí)現在一次反應（如多通道檢測）中檢測到多種目標物質(zhì)。
4、數據分析：對在檢測步驟中讀取出的信號進(jìn)行分析。將分析結果轉換為實(shí)驗室人員隨時(shí)可以解釋的信息，從而最終為臨床醫生提供診斷結果。

發(fā)展趨勢
世界各國高度重視分子診斷技術(shù)的發(fā)展，基因芯片將成為新一代分子診斷試劑開(kāi)發(fā)的主流?；蛐酒欠肿由飳W(xué)、微電子、計算機等多學(xué)科結合的結晶，綜合了多種現代高精尖技術(shù)，被專(zhuān)家譽(yù)為“診斷行業(yè)的終極產(chǎn)品”?；蛐酒哂型瑫r(shí)能夠檢測多個(gè)靶點(diǎn)的功能，具有快速有效的特點(diǎn)。因而基因芯片成為新一代分子診斷試劑的主要開(kāi)發(fā)方向，但其成本高、開(kāi)發(fā)難度大，目前產(chǎn)品種類(lèi)很少，只用于科研和藥物篩選等用途。目前基因芯片的大規模臨床應用還存在尚未克服的技術(shù)缺陷，主要是由于芯片診斷特異性和靈敏度低、芯片診斷成本高昂和芯片診斷配套儀器價(jià)格昂貴等原因。目前全球，雖然只有少數的芯片可用于臨床診斷，但國內基因芯片技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)跑的地位?；蛐酒夹g(shù)將是熒光定量PCR 檢測技術(shù)最具挑戰的潛在對手，主要是：熒光定量PCR 技術(shù)一次只能檢測一個(gè)或幾個(gè)目標基因，而基因芯片技術(shù)可以實(shí)現對大量目標基因的同時(shí)檢測。隨著(zhù)人類(lèi)基因組計劃的進(jìn)展，基因芯片在國內外已成為研發(fā)熱點(diǎn)。若基因芯片技術(shù)迅速成熟并大規模產(chǎn)業(yè)化，將對熒光定量PCR 檢測產(chǎn)生較大的沖擊。不過(guò)，目前基因芯片的大規模臨床應用還存在尚未克服的技術(shù)缺陷，主要是由于芯片診斷特異性和靈敏度低、芯片診斷成本高昂和芯片診斷配套儀器價(jià)格昂貴等原因，預計熒光定量PCR 檢測技術(shù)在今后5 到10 年內可保持領(lǐng)先。