基因芯片在產前診斷中的應用進展
綜述
作者：於璐 王琳琳
[摘要] 產前診斷是一種預防遺傳病胎兒出生的主要途徑，其最先進的診斷手段是基因診斷。基因芯片技術應用於產前胎兒基因診斷，對提高人口素質具有重大意義。基因芯片是近些年高新技術領域的重大研究進展，該技術綜合了微電子學、物理學和分子生物學的技術原理和優勢，現已成為人們準確獲取相關信息的手段之一。
[關鍵詞] 基因芯片；產前診斷；應用進展
[中圖分類號] R714.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2013）14-0021-02
產前診斷是預防遺傳病患兒出生的主要途徑。產前診斷的方法主要有B超等儀器檢測胎兒外形、直接采取胎兒的組織或羊水檢測及檢測母體血液三大類，其中通過檢測母體血液中部分胎兒基因的方法無疑是方便快捷且準確度高的可靠方法。
基因芯片是一種基礎生物芯片技術，也稱為DNA微陣列，是近些年高新技術領域的重大研究進展。研究證實，基因芯片檢測技術的靈敏度比核型分析高100多倍，它能準確檢測出堿基對級染色體重複或缺失，尤其是染色體微缺失、重複綜合征[1]。有研究表明核型分析可導致由CNVs（染色體拷貝數異常）引起的疾病[2]，所以，基因芯片檢測方法是首選，它自動化程度非常高，現已開始廣泛應用於產前診斷中，本文就產前診斷中基因芯片的應用情況進行詳細論述。
1 基因芯片的發展與分類
基因芯片的出現具有時代特征，是近些年高新技術領域的重大研究進展，該技術綜合了微電子學、物理學和分子生物學的技術原理和優勢，現已成為人們準確獲取相關信息的手段之一。基因芯片研製原理在於應用集成電路微陣列技術在固相支持物（矽片、玻璃、尼龍膜等）的表麵規律性合成幾萬個不同基因的“探針”（也可液相合成探針後通過點樣器規律地在固相支持物的表麵點樣），之後將待研究的樣本中已經使用熒光物或同位素標記的DNA、RNA、cDNA與探針進行核酸互補雜交，最後利用聚焦顯微鏡或放射自顯影掃描監測雜交信號並分析獲取樣品分子數量與序列信息，該技術可以一次分析檢測大量核酸分子[3]。Solinas等在近幾年建立了微陣列比較基因組雜交（GGH）技術，其技術原理是采用不同的熒光染料對等量的待檢測樣本DNA與正常基因組DNA進行分別標記，然後與來源於已知基因的探針在玻璃片上進行雜交，選取非編碼區域，最後判斷基因組特定位置拷貝數是否異常的依據是待測樣本熒光強度的比率[4]。該技術將基因芯片與CGH技術優勢相結合，大大提高了檢測分辨率，在精準檢測染色體非整倍性的同時還能檢測到微小擴增或缺失，從而使其應用範圍更廣泛。基因芯片不同分類為：①按照片基劃分：有機合成片基芯片與無機片基芯片；②按應用劃分：診斷芯片、表達譜芯片、檢測芯片；③按結構劃分：寡核苷酸芯片與DNA陣列；④按製備方法劃分：合成交聯芯片與合成芯片[5]。
2 產前診斷的基因芯片構建
基因芯片差異與探針組成密切相關。因此靶序列設計時要排除某些與臨床關係還不確定的染色體，並且要涵蓋已經明確與表型異常有關的染色體[6]。探針可以是30～50 bp寡核苷酸片段或BAC（細菌人造染色體）150～750 bp的DNA片段。寡核苷酸微陣列檢測靈敏度比較高，在產前診斷上應用更多[7]。BAC周期短，可以用FISH檢測法驗證。部分微陣列開始嚐試使用SNPs替代正常單個DNA序列構建探針。探針高密度或包含所有染色體的序列有時會檢測到某些臨床意義不明確的CNVs。CNVs指的是染色體中某個區域堿基與正常有明顯異常，增多則成為3倍體，缺失則形成單倍體。實際上，多數小範圍的CNVs是良性的，也有一部分CNVs是致病性的，通常來說，異常堿基數超過1Mb後疾病發生率較高，低密度序列疾病發生率則明顯降低[8]。目前，研究者們還在探索更加理想的檢測微陣列，避免出現產前診斷似是而非的結論，為臨床是否需要終止妊娠提供依據。