高通量自动化遗传病分子诊断系统

摘要

分子诊断是继生化分析、免疫检测之后的第三代实验室诊断技术，也是目前发展最快的诊断技术，广泛应用于传染病、肿瘤、遗传病、药物基因组学的实验室诊断。然而，作为分子诊断发展起源的遗传病的分子诊断，一直以来都保持着浓厚的实验分子生物学色彩，操作步骤多，检测时间长，对操作人员的经验和技巧高度依赖，到目前为止，尚无一种遗传病能够像传染病那样实现高通量自动化操作。笔者认为其本质原因为遗传病发病率低、发病机制复杂。为突破困局，本文提出针对上述遗传病的高通量自动化分子诊断系统，该系统整合了核酸自动提取、自动加样、全封闭扩增与液相杂交、软件自动判读，以及用户友好的程序自动调用、样品条形码识别、结果自动统计等功能，唯一手工操作部分就是放置和取出样品管。目前，该系统检测周转时间为三小时以内，日均检测样品数可达200个以上，适合样品类型包括全血、干血片、唾液等。同时，根据检测要求，每一样品还能进行数个项目的同时检测。特别值得一提的是，该系统采用了基于实时PCR的多色探针熔解曲线分析，核酸扩增和检测，均为闭管反应，不仅实现了多个突变和缺失的同时检测，还杜绝了PCR产物污染。采用的纳米磁珠核酸提取先进工艺，确保了核酸提取的纯度和得率的一致性。目前该系统可以检测的项目包括α-地中海贫血(含缺失型和点突变型)、β-地中海贫血、G6PD、遗传性耳聋。正在引入的项目还包括叶酸代谢、γ染色体微缺失、个体化药物代谢等。高通量自动化分子诊断的实现，颠覆了传统遗传病诊断的概念，极大提高了检测通量，降低了人力成本和人为误差，为遗传病的诊断带来了前所未有的便捷，同时，也为未来遗传病的诊断模式提出了可资借鉴的新思路。