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摘要：随着分子生物学技术的快速发展, 使长期只能简单地从临床表象去理解的神经系统疾病逐渐深入到分子水平, 不仅能帮助明确最终病理诊断, 还能帮助临床对患者进行分子靶向治疗。基于这样的研究现状, 合理而有效地了解并掌握神经系统相关分子生物学技术的种类、应用范围及选取正确的分子生物学技术是非常重要的。本文从以下几个方面进行详细阐述。
关键词：分子生物学; 神经系统; 病理学, 临床; 实验室技术和方法; 综述;
1 分子生物学技术在中枢神经系统疾病的应用
分子生物学技术在中枢神经系统疾病中的主要应用涉及2个方面内容:外源性致病基因检测和内源性致病基因检测。其中外源性致病生物主要包括细菌、病毒、寄生虫等。外源性致病生物感染人体时, 其核酸相对容易提取, 而分子生物学相对灵敏和特异, 所以应用前景非常广阔。对于内源性致病基因检测诊断, 以往主要在遗传性疾病诊断方面应用较多。随着技术的进步, 在肿瘤领域, 特别是神经系统肿瘤的诊断和治疗领域也迈进了一个新纪元。2016世界卫生组织《中枢神经系统肿瘤分类 (第4版修订版) 》对中枢神经系统肿瘤, 尤其是胶质瘤诊断必须包含完整的分子生物学信息方为一份合格的诊断报告, 其显示的是内源性致病基因的变化情况及不同类型胶质瘤的不同基因学改变。
2 病理诊断分子生物学技术应用的质量控制
(1) 实验室必须通过国家卫生和计划生育委员会临床检验中心审核, 具备合格的检测资质。 (2) 应用检测试剂盒具备合格注册证。 (3) 完善、合理的实验设计是基本保证。 (4) 选择灵敏度较高的分子生物学技术。 (5) 严格、规范的操作规程, 以聚合酶链反应 (PCR) 方法为例, 该方法灵敏度较高, 但要求实验开始前、进行中、结束后严格按照操作规程操作, 防止气溶胶等可能的污染。 (6) 保证实验的可重复性和稳定性也是质量控制的关键所在。
3 分子生物学技术在临床神经病理诊断中的应用
分子生物学新技术随着科技的发展, 目前较常应用于临床的检测技术包括:免疫组织化学 (IHC) 、荧光原位杂交 (FISH) 、显色原位杂交 (CISH) 、PCR、基因测序等检测技术。
3.1 IHC
IHC是利用抗原抗体的特异性反应来定位组织和细胞中某种成分的一种方法。IHC以其特异性强、灵敏度高、定位准确等特点, 已被广泛地应用于神经系统肿瘤的临床诊断和治疗。
3.1.1 神经系统恶性肿瘤的起源判定
由于某些神经系统肿瘤的低分化, 而无法明确肿瘤细胞起源, 但临床上需要根据肿瘤的分类进行治疗与预后判断, 这时需要应用IHC。如MAP-2的标记阳性, 可判断出肿瘤细胞起源于神经上皮;脑胶质瘤存在很大的异质性, 仅从形态学基础很难区分是星形细胞瘤, 还是少突胶质细胞瘤, GFAP、Olig-2、Vimentin基本可从标记的肿瘤细胞进行区分。这就强调了在肿瘤诊断中, 常常会使用一组抗体而不是单个抗体。
3.1.2 转移性肿瘤的分化方向
判定以角蛋白为例, 高分化的癌, 呈强阳性表达;而且角蛋白的含量与分化程度有关, 低分化或未分化癌含量较低、表达强度较弱, 并且有时会表达间叶源性标记物Vimentin。
3.1.3 明确病变的性质———肿瘤或非肿瘤
以中枢神经系统原发淋巴瘤为例, 通过T细胞标记CD3、CD45RO及B细胞标记CD20、CD79a可以判断中枢淋巴瘤是T或B细胞起源;通过标记Ig轻链 (κ、λ) 可区分部分B细胞性淋巴瘤与B细胞反应性增生, 前者常表达单一的Ig轻链 (κ+/λ+) , 后者常为多克隆Ig轻链 (κ+、λ+) 。
3.2 CISH
CISH是一种在组织切片、细胞涂片上对核酸进行定性、定位和相对定量研究的一种分子生物学方法[1]。CISH检测具有许多优点[2-3]。首先, CISH使用高度特异性的地高辛标记探针进行原位杂交, 操作步骤简单, 信号稳定, 可以直接在普通光学显微镜下辨认、计数染色体数目。其次, CISH信号亮度不衰减, 可长期保存。直接计数, 较易于评估。在中枢神经系统中主要用于以EB病毒引起的原发性和继发性淋巴瘤的诊断, 巨细胞病毒感染相关的皮质发育异常、胶质瘤等的诊断, 以及脑内转移性鼻咽癌和原发中枢神经系统小细胞恶性肿瘤的鉴别诊断, 鼻咽癌多与EB病毒相关, 而目前的研究未发现原发中枢神经系统小细胞恶性肿瘤与病毒感染有明确相关性。
3.3 FISH
FISH是基于DNA双链互补的特性, 采用荧光素标记的DNA片段 (探针) 与被检测样本中的核苷酸序列 (染色体或基因) 杂交, 通过荧光显微镜检测荧光信号而得出结果, 从而检测细胞、组织样本中的染色体或基因异常。该方法特异性较高、敏感性较强, 经常被认为是临床病理诊断的“金标准”。在中枢神经系统病变中, FISH技术主要用以肿瘤的定性诊断和靶向药物敏感性靶点检测。如KIAA1549-BRAF融合基因FISH检测, 用于确诊毛细胞型星形细胞瘤、毛细胞黏液样星形细胞瘤[4];INI-1基因缺失FISH检测, 用于中枢神经系统胚胎性肿瘤-非典型畸胎样/横纹肌样瘤 (AT/RT) 与其他中枢神经系统胚胎性肿瘤的鉴别诊断[5];19q13.42 (C19MC) 基因扩增用于中枢神经系统胚胎性肿瘤-伴多层菊形团的胚胎性肿瘤 (ETMR) 的明确诊断[6];表皮生长因子受体 (EGFR) 扩增和PTEN (10q) 缺失检测, 用于肿瘤恶性程度判断, 预测其侵袭性、复发和转移等生物学行为;1p19q联合缺失检测主要用于少突胶质细胞瘤与星形细胞瘤的鉴别诊断及化疗药物敏感性分析[7-8]。因此, FISH技术在中枢神经系统肿瘤的诊断、治疗和预后分析中起着积极且重要的作用。
总之, 分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域, 目前成为临床, 特别是神经系统疾病中诊断及治疗的有益补充, 作者坚信, 随着越来越多的分子生物学改变在中枢神经系统疾病中的新发现, 分子生物学技术将逐渐成为中枢神经系统疾病诊断、治疗中必不可少的一部分, 同时也为新的靶向药物研发提供了科学的依据。
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