PCR在现代医学检验中的应用

近年，刚兴起的荧光定量逆转录（ RT ） -PCR [10] 在肿瘤诊断、治疗和微转移以及微小残留病灶检测等方面具有广泛的应用价值。研究表明，癌细胞或癌前期细胞在进入血液循环以后，通过定量 RT-PCR 检测外周血肿瘤特异性标志物 mRNA ，可进行实体肿瘤的筛查，检测肿瘤术后及淋巴转移阴性的病人外周血肿瘤细胞的数量，以便估计肿瘤的复发和转移，制订合理的治疗方案。另外，定量 RT-PCR 还可用于肿瘤耐药基因（ MDR1 ） [10] 表达水平检测，为临床筛选化疗药物及治疗方法提供依据。

4.2 PCR 技术在遗传病方面的应用

PCR 技术首次临床应用 [10] 就是从检测镰状细胞和 β - 地中海贫血的基因突变开始的。十几年来，该技术在遗传病诊断的临床应用方面获得了极大的成功。它能用于检测已知基因序列的任何遗传病基因的突变，如倒位、缺失 / 插入、动态突变、部分高发的点突变及表达量的异常等都可通过基因分析直接检测用于临床进行诊断，像地中海贫血、血友病、杜氏肌营养不良症、脆 X 综合征、苯丙酮尿症等这些遗传性疾病。 PCR 在遗传病诊断及遗传病预防与产前基因诊断方面具有明显的应用价值， PCR 产物直接测序已成为检测遗传病基因突变的常用方法。另外， PCR 在鉴定编码抗生素耐药性基因 [10] ，尤其是在细菌不携带同源性序列且取单个菌落进行 PCR 扩增时，具有较高的特异性和敏感性。

4.3 PCR 技术在感染性疾病方面的应用

目前 PCR 在医学检验中对感染性疾病的诊断 [10 ， 15] 极具突出，只要核酸序列是清楚的，就可以检测到任何有限的病原体。 一般实验室可检出 10-100 个基因拷贝，而目前，病原体抗原检测方法一般需要 10 5 ～ 10 7 个病原体才能检测到。 PCR 技术的运用解决了免疫学检测的“窗口期”问题，可判断疾病是否处于隐性或亚临床状态。再者，抗体检测不能判定是现症感染还是既往感染时，也需要用 PCR 方法来确定。另外，病原体感染后的发病时间和病情轻重均与病原体数量有关。如艾滋病（ AIDS ）由人免疫缺陷病毒（ HIV ）感染后，可根据 HIV 检测的含量预知发病的时间。因为 AIDS 潜伏期的长短和临床症状的轻重与血液中的病毒量呈显著相关。在其它病毒性疾病中也多半存在类似情况，这均需 PCR 来定量说明。

PCR 在 HBV 定量研究中表明， HBV 载量与肝炎的发生、发展、预后以及与药物疗效有关，并证明定量 PCR 是鉴别 HBV 感染各期的良好工具。该技术能有效地确定血清 HBeAg 转阴和非活动性携带者病人的 HBV DNA 水平，而常规杂交法则对这些低病毒血症的 HBV DNA 探测不到。在抗病毒治疗中，通过定量 PCR 检测 HBV 的载量，来观察拉咪呋啶及多种联合用药治疗慢性乙型肝炎的疗效具有指导意义。

PCR 对某些传染性疾病疫苗接种后感染的鉴别也是极为重要的。例如：腮腺炎病毒疫苗接种后感染的病例时有发生，是疫苗引起的还是野生型腮腺炎病毒引起的，这就需要一种行之有效的方法来进行鉴别，以往的血清学、病毒培养及探针杂交等方法都很难做到。

过去，对结核病等其他分支杆菌病的诊断方法虽然很多，但均不够理想。简便易行的方法经常查不到抗酸杆菌，也无法鉴别结核杆菌与其他分支杆菌。用分支杆菌培养的方法且阳性率较低又耗时，而麻风杆菌在体外又不能培养，主要靠感染组织的涂片或切片镜检。其他方法，如血清学、气相色谱等方法的敏感性及特异性都不够理想， PCR 技术的运用使上述问题得到了解决。还有 PCR 技术在技术性病监控和性病病原体的检测方面也正在扩大，并列为监控手段和作为检测的金标准。

5. PCR 技术在医学检验应用中的问题

5.1 假阳性

通常 PCR 在医学检验应用中所面临的问题之一是扩增产物污染带来的假阳性，而实验室污染又是假阳性的主要因素。只要实验室被扩增产物污染，扩增片段随时都可能污染新的样本并又被同一 PCR 反应体系扩增出来而产生假阳性。解决的根本措施就是在封闭状态下进行扩增和产物分析。近年发展了一种荧光定量 PCR 技术，从根本上解决了 PCR 扩增产物污染和不能定量的问题。该技术把基因扩增 PCR 、分子杂交和光化学融为一体，实现了对 PCR 扩增产物进行全过程的封闭，并进行实时动态检测和自动分析结果，进一步提高了其特异性。由于造成假阳性的因素相对单一，因此假阳性并不是困惑检验工作的主要原因。

5.2 假阴性

PCR 假阴性的原因相对较为复杂，主要包括有仪器设备的质量、试剂开壳剂和操作问题、 PCR 产物的电泳检测时间及有关 PCR 反应的关键环节等。 PCR 仪本身的质量问题能使扩增效率下降或造成非特异性扩增而出现假阴性或假阳性。离心机的质量问题或使用不正确，可造成离心标本模板不能分离而产生假阴性。试剂开壳剂和操作问题造成标本 DNA 没有暴露出来，致使扩增无法进行而导致假阴性。 PCR 产物的电泳检测时间一般为 48h 以内，大于 48h 后带型不规则甚致消失不出现扩增条带而程现假阴性。 PCR 反应的关键环节有模板核酸的制备、引物的质量与特异性、酶的质量及 PCR 循环条件等，在这些环节中操作不当都可引起假阴性。另外， Mg 2 浓度和物理因素变性等对 PCR 扩增效率影响也很大。 Mg 2 浓度过高可降低 PCR 扩增的特异性，浓度过低则影响 PCR 扩增产量。而变性温度低，变性时间短，极有可能出现假阴性；退火温度过低，可致非特异性扩增而降低异性扩增效率；退火温度过高，影响引物与模板的结合而降低 PCR 扩增效率，最终都可导致 PCR 扩增失败。还有靶序列变异使引物与模板失去互补序列，其 PCR 扩增也不会成功。