《临床精准分子诊断学》为“精准医学出版工程·精准预防诊断系列”图书之一。《临床精准分子诊断学》结合作者多年临床研究成果,全面介绍了目前成熟的和发展中的各种分子诊断技术在精准医疗临床检测中的应用。主要内容包括临床精准分子诊断学理论基础、临床精准分子诊断学常用技术、感染性疾病的精准分子诊断、遗传性疾病的精准分子诊断、肿瘤的精准分子诊断、分子诊断技术在移植配型和法医物证鉴定中的应用、临床分子诊断技术在精准医疗中的应用展望、临床分子诊断的质量控制等。《临床精准分子诊断学》可以为从事精准分子诊断研究和临床工作的人员提供重要参考。
《临床精准分子诊断学》是“精准医学出版工程·精准预防诊断系列”的一个分册。本书系统地阐述了各项分子诊断技术的概念、原理以及具体应用实例,并将分子诊断各项技术整合于疾病诊断、基因鉴定的各个方面,前瞻性地说明了分子诊断的巨大潜力及可能存在的问题。我们希望医疗和科研工作者通过本书可以熟悉分子诊断的基础理论、技术方法以及临床应用,了解国内外最新研究进展与行业发展趋势,明确分子诊断技术的局限性和精准医疗的薄弱环节,为推动个体化诊疗的良性发展助力。
本书主要分为四个部分,共计9章。第一部分是理论部分,为第1~3章。第1章和第2章分别概述了临床精准分子诊断学的概念和理论基础。第3章全面介绍了临床精准分子诊断学成熟的和发展中的常用技术,主要包括临床检测标本制备技术、核酸分子杂交技术及核酸扩增技术、基因测序技术、蛋白质组学和代谢组学分析技术、生物芯片技术以及比较前沿的非标记基因检测技术。第二部分是应用部分,为第4~7章,分别介绍了临床精准分子诊断技术在感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤以及移植配型和法医物证鉴定中的应用现状。第三部分是展望部分,为第8章,展望了临床分子诊断技术应用于疾病精准预防、精准诊断和精准治疗的未来之路,并对其面临的问题和发展趋势进行了预测。第四部分是质量控制部分,为第9章,简要概述了临床分子诊断的质量控制,以辅助各临床实验室更规范地使用临床精准分子诊断技术。
自从20世纪70年代后期液相DNA分子杂交技术应用于a-地中海贫血的诊断以来,分子诊断学已经走过40多年的发展历程。随着大数据时代各项分子生物学技术,尤其是基因测序技术的不断革新,分子诊断学迎来了前所未有的发展机遇。2015年初,美国总统奥巴马正式批准“精准医学计划”。同年3月,中国国家卫生计生委(现国家卫生健康委员会,以下简称国家卫健委)和科技部论证启动了我国的精准医学计划,并安排中央财政经费给予专项支持。作为个体诊断的核心,分子诊断技术因具有灵敏度高、特异性强、简便快速、可进行定性和定量检测等优势,为精准医疗的发展奠定了良好的基础。分子诊断逐渐由初期的单一诊断遗传性疾病发展到全新的阶段,广泛应用于感染性疾病、肿瘤、移植配型、法医物证鉴定等多个医学领域。本书的撰写既为了反映当代本领域新技术方法的前沿进展,也为了满足我国的社会需求,为从事相关科学研究和临床工作的医务人员提供参考。精准医学计划刚刚起步,分子诊断学还有很长的路要走,从事精准分子诊断的科研和临床工作者队伍会越来越壮大。我们衷心希望本书的出版可以对读者的科研与临床工作有所帮助。
本书由中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院(西南医院)检验科府伟灵教授主持编著,编著工作得到诸多科研院所、高等院校和临床医院的大力支持和帮助。编著人员由中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院(西南医院)、中国人民解放军陆军军医大学生物化学与分子生物学教研室、中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院(新桥医院)、中国人民解放军火箭军特色医学中心、中国人民武装警察部队总医院、中国人民解放军总医院第五医学中心、四川大学华西第二医院、重庆市急救医疗中心、中国人民解放军总医院第七医学中心、首都医科大学附属北京友谊医院、中国人民解放军疾病预防控制中心、军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所、北京大学医学部公共卫生学院、中国疾病预防控制中心传染病预防控制所、北京大学第三医院生殖医学中心等单位的专家组成。其中第1章由府伟灵、徐含青执笔,第2章由缪洪明执笔,第3章由王欣茹、杨晓莉、王玉飞、姚婕、张立群、王云霞、张阳、陈风华、张巧云、王岩、时磊、刘羽、林钟劝、刘伟刘浩、赵祥、杨柯、余闻静、田晖艳、李倩、李梦雅、詹新宇、王翠、葛晓幸、陈健康、刘宁、毛亚萌执笔,第4章由李伯安、刘佳、陈威巍、钟彦伟、刘杰、邹洋、韩黎、刘玮、卢庆彬、熊小路、赵飞、黎浩、覃新程、温博海、褚宸一、蒋宝贵、田曙光执笔,第5章由张晓莉、江咏梅、毛雪莹、王贵宇、钟大平、赵婕、朱静执笔,第6章由易玉婷、杜新华、刘丹、戴平平执笔,第7章由毛伟、李维、杨昭执笔,第8章由杨翔、张阳、杨柯、黄姣祺、陈雪萍、刘羽执笔,第9章由黄君富、杨柯、赵娜执笔。
本书在编撰过程中得到了国家出版基金、科技部国家重点研发计划“精准医学研究”专项(2017YFC0909900)和国家自然科学基金委员会资助国际合作研究项目(81920108024)等的资助与支持,并人选了“十三五”国家重点图书出版规划项目。在此谨对所有关心、支持本书编撰工作的领导、同事及单位致以最衷心的感谢!此外,本书引用了一些作者的论著及其研究成果,在此向他们表示衷心的感谢!
由于作者水平有限,书中难免存在缺点甚至错误,恳请读者批评指正。
府伟灵,1955年出生。中国人民解放军第三军医大学(现中国人民解放军陆军军医大学)烧伤专业博士,现任中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院(西南医院)检验科名誉主任,全军检验专科中心主任,教授、主任医师、博士生导师,国务院政府特殊津贴专家,重庆市首席医学科学家。长期从事太赫兹及拉曼光谱检测技术、分子诊断、病原微生物检测及研究工作。先后主持国家973计划项目、国家仪器重大专项、国家自然科学基金国际合作项目/重点项目、军队后勤重大项目等课题30余项。同时担任中国人民解放军医学科学技术委员会检验医学专业委员会主任委员、中国研究型医院学会检验医学专业委员会主任委员、中华医学会检验医学分会副主任委员、中国医师协会检验医师分会副会长。以完成人获得国家科学技术进步奖二等奖、中华预防医学会科学技术奖一等奖、军队科技进步奖一等奖、军队医疗成果奖一等奖、“吴阶平保罗·杨森医学药学奖”、中华医学科技奖二等奖、“十一五”军队医学科技重大成果奖等多项国家及省部级科技成果奖,获得国际专利技术博览会金牌奖、“中国医学科学家奖”、“国之名医·卓越建树”、中国人民解放军院校育才奖金奖和银奖、“中国优秀研究生导师”等多项荣誉。以作者或通讯作者发表论文700余篇(其中SCI收录100余篇),主编及参编学术专著和教材20余部。获得授权的国际、国家发明专利有83件。
1 绪论
1.1 临床精准分子诊断学的概念、形成与发展
1.1.1 临床精准分子诊断学的概念
1.1.2 临床精准分子诊断学的形成与发展
1.2 临床精准分子诊断学与精准医疗
1.2.1 临床精准分子诊断学在疾病预测、预防中的应用
1.2.2 临床精准分子诊断学在疾病早期诊断和分型中的应用
1.2.3 临床精准分子诊断学在疾病个体化治疗和预后评估中的应用
参考文献
2 临床精准分子诊断学理论基础
2.1 基因组学
2.1.1 基因组学简介
2.1.2 人类基因组的多态性
2.1.3 药物基因组学
2.1.4 基因组学研究常用技术
2.2 蛋白质组学
2.2.1 蛋白质组学简介
2.2.2 分离蛋白质组学
2.2.3 相互作用蛋白质组学
2.2.4 结构蛋白质组学
2.2.5 修饰蛋白质组学
2.3 代谢组学
2.3.1 代谢组学简介
2.3.2 代谢组学数据采集与分析
2.4 生物信息学
2.4.1 生物信息学简介
2.4.2 大数据的建立
2.4.3 常用数据处理的理论基础
2.4.4 生物信息学的临床实践分析
参考文献
3 临床精准分子诊断学常用技术
3.1 临床检测标本制备技术
3.1.1 DNA制备技术
3.1.2 RNA制备技术
3.1.3 蛋白质制备技术
3.2 核酸分子杂交技术
3.2.1 核酸分子杂交技术的概念
3.2.2 核酸分子杂交技术的类型
3.2.3 荧光原位杂交技术
3.3 核酸扩增技术
3.3.1 PCR技术
3.3.2 实时荧光定量PCR技术
3.3.3 恒温扩增技术
3.3.4 数字PCR技术
3.3.5 其他PCR相关技术
3.4 基因测序技术
3.4.1 基因测序技术概述
3.4.2 第一代基因测序技术
3.4.3 第二代基因测序技术
3.4.4 第三代基因测序技术
3.4.5 三代基因测序技术的比较
3.4.6 基因测序技术在临床医学中的应用
3.5 蛋白质组学分析技术
3.5.1 定性分析技术
3.5.2 定量分析技术
3.6 代谢组学分析技术
3.6.1 核磁共振技术
3.6.2 色谱与质谱联用技术
3.6.3 光谱学方法
3.6.4 代谢组学数据分析
3.6.5 代谢组学分析技术在肿瘤研究中的应用
3.6.6 代谢组学分析技术在药物安全性评价中的应用
3.7 生物芯片技术
3.7.1 生物芯片技术的概念
3.7.2 生物芯片技术产生的历史背景
3.7.3 基因芯片技术
3.7.4 蛋白质芯片技术
3.7.5 缩微芯片实验室
3.8 非标记基因检测技术
3.8.1 DNA生物传感器
3.8.2 太赫兹光谱技术
3.8.3 拉曼光谱技术
参考文献
4 感染性疾病的精准分子诊断
5 遗传性疾病的精准分子诊断
6 肿瘤的精准分子诊断
7 分子诊断技术在移植配型和法医物证鉴定中的应用
8 临床分子诊断技术在精准医疗中的应用展望
9 临床分子诊断的质量控制
缩略语
索引