肿瘤分子诊断学.ppt
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参见附件(321kb)。
本章主要内容
一、分子诊断概述
二、肿瘤的分子诊断
三、分子诊断在肿瘤研究中的应用
四、分子诊断发展前景及存在的问题
分子诊断
(molecular diagnosis)
概念：一种疾病的发生常伴有相关
基因变化，分子诊断是在分
子水平上研究和探索疾病发
生的分子基础的方法。
分子诊断的特点：
灵敏度高
特异性强
适用范围广
取材一般不受组织或时相限制
分子诊断目前主要应用于
人类遗传病的基因诊断和产前诊断
肿瘤
感染性疾病病原体(细菌、病毒)
多基因病
组织器官移植配型
性别鉴定
法医学
医学分子生物学基础研究应用
肿瘤的分子诊断
与肿瘤相关的基因
* 癌基因
* 抑癌基因
* DNA错配修复基因
癌基因：是存在于致瘤病毒、人和动物细
胞中能导致细胞恶性转化，促进
细胞生长和增殖的一类基因。
Ras C-Met
Myc Mdm2
Neu Bcl-2
抑癌基因：是正常细胞内存在的能够抑制细胞恶性转化，对正常细胞的增殖起负性调节作用的基因，抑癌基因失活后正常细胞增殖失控，转化形
成肿瘤细胞。
Rb PTEN APC MCC VHL
P53 FHIT WTI DPC4
P16 BRCA NF1NF2 nm23
P15 DCC HNPCC
肿瘤分子诊断的基础
-基因改变
点突变
指基因在特定位置发生一个核苷酸的改变，使相应蛋白质的一个氨基酸改变，继而改变了蛋白质的空间构型和生物学功能。
点突变
基因扩增
是细胞原癌基因在细胞基因组内拷贝数的增加及其表达水平的增高。
* 基因扩增是由于基因DNA的过度复制所致，常引起细胞核型改变，表现为出现无着丝点的双微粒体(DMs)和缺乏正常明暗交替染色带的均匀染色区(HSRs)。
基因扩增
基因缺失
基因片段的缺失是另一种主要的基因变异形式，，缺失的范围差别较大，可以是1-2个碱基，也可以是一个片段或一个外显子的缺失。
* 杂合型缺失
* 杂合型缺失
* 正常组织杂合状态下等位基因有两条电泳带，当肿瘤组织等位DNA两条带中的一条较正常等位基因带明显减弱(>70%)则认定为LOH(图1)。
基因易位、重排
某一基因在肿瘤细胞中从染色体的正常位置转移到其他染色体的某个位置上称为易位或重排。
基因易位、重排
* 在一些肿瘤中可以见到异常的染色体，有的长些，有的短些。通过基因部分定位研究，证明在这些异常的染色体中发生了某些基因的易位和重排。
* 由于基因基因的易位和重排，原来无活性的原癌基因被移到某些强的启动基因或增强子附近而被活化，以致原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。
基因易位、重排
DNA多态性
群体中的不同个体或同一个体的不同染色体DNA核苷酸序列存在许多差异，尤其是非编码区域，大约每几百个碱基中就有一个存在着碱基取代或碱基替代现象，但表型并未改变，这种现象称为DNA多态性。实际上是染色体DNA中核苷酸排列顺序的改变。
DNA多态性
* RFLP
* VNTR
* 小卫星DNA多态
* 微卫星DNA多态
* 单核苷酸多态
RFLP
数量可变的串联重复序列
variable number of tandem repeat, VNTR
人类基因组中含有一些重复序列家族，有些序列分散在基因组中，有些是以一系列短的重复序列排列组成高变区，其串联重复序列拷贝数可相差很多，约占单倍体DNA的10%，基本上位于非编码区。重复单位以6~70bp为多，重复次数约6~100次，称为数量可变的串联重复序列。
RFLP
限制性片段长度多态性
(restriction fragment length polymorphism)
当DNA序列的差异发生在限制性内切酶识
别位点或当DNA片段的插入、缺失或重复可使
基因组DNA经限制性内切酶水解后发生片段长
度改变。因这些特异基因片段是限制性内切酶
产生的，在不同个体间可出现不同长度的限制
性片段类型，故称为限制性片段长度多态性。
小卫星DNA
细胞内基因组含有大量的碱基重复序列，一般将6~70bp的串联重复称为小卫星DNA。
微卫星DNA
将1~4bp的串联重复序列称为微卫星DNA，又称简单重复序列(simple repeat sequence, SRS)。
微卫星不稳定性
microsatelite instability,MI
是指简单重复序列的增加或丢失，特别是在DNA错配修复系统(DNA mismatch system, DNAMMR)缺损的肿瘤基因组中常显示大量的MI。
微卫星不稳定性
MI与癌基因或抑癌基因的变化之间无明显关系，即癌基
因或抑癌基因的突变并不增加微卫星的不稳定性。
MI与肿瘤的发展有关， MI仅在肿瘤细胞中发现，从未在
正常组织中检测到。
在原发与转移性肿瘤中，MI均匀分布于整个肿瘤。在晚期胃癌的MI频率显著高于早期胃癌 ......
本章主要内容
一、分子诊断概述
二、肿瘤的分子诊断
三、分子诊断在肿瘤研究中的应用
四、分子诊断发展前景及存在的问题
分子诊断
(molecular diagnosis)
概念：一种疾病的发生常伴有相关
基因变化，分子诊断是在分
子水平上研究和探索疾病发
生的分子基础的方法。
分子诊断的特点：
灵敏度高
特异性强
适用范围广
取材一般不受组织或时相限制
分子诊断目前主要应用于
人类遗传病的基因诊断和产前诊断
肿瘤
感染性疾病病原体(细菌、病毒)
多基因病
组织器官移植配型
性别鉴定
法医学
医学分子生物学基础研究应用
肿瘤的分子诊断
与肿瘤相关的基因
* 癌基因
* 抑癌基因
* DNA错配修复基因
癌基因：是存在于致瘤病毒、人和动物细
胞中能导致细胞恶性转化，促进
细胞生长和增殖的一类基因。
Ras C-Met
Myc Mdm2
Neu Bcl-2
抑癌基因：是正常细胞内存在的能够抑制细胞恶性转化，对正常细胞的增殖起负性调节作用的基因，抑癌基因失活后正常细胞增殖失控，转化形
成肿瘤细胞。
Rb PTEN APC MCC VHL
P53 FHIT WTI DPC4
P16 BRCA NF1NF2 nm23
P15 DCC HNPCC
肿瘤分子诊断的基础
-基因改变
点突变
指基因在特定位置发生一个核苷酸的改变，使相应蛋白质的一个氨基酸改变，继而改变了蛋白质的空间构型和生物学功能。
点突变
基因扩增
是细胞原癌基因在细胞基因组内拷贝数的增加及其表达水平的增高。
* 基因扩增是由于基因DNA的过度复制所致，常引起细胞核型改变，表现为出现无着丝点的双微粒体(DMs)和缺乏正常明暗交替染色带的均匀染色区(HSRs)。
基因扩增
基因缺失
基因片段的缺失是另一种主要的基因变异形式，，缺失的范围差别较大，可以是1-2个碱基，也可以是一个片段或一个外显子的缺失。
* 杂合型缺失
* 杂合型缺失
* 正常组织杂合状态下等位基因有两条电泳带，当肿瘤组织等位DNA两条带中的一条较正常等位基因带明显减弱(>70%)则认定为LOH(图1)。
基因易位、重排
某一基因在肿瘤细胞中从染色体的正常位置转移到其他染色体的某个位置上称为易位或重排。
基因易位、重排
* 在一些肿瘤中可以见到异常的染色体，有的长些，有的短些。通过基因部分定位研究，证明在这些异常的染色体中发生了某些基因的易位和重排。
* 由于基因基因的易位和重排，原来无活性的原癌基因被移到某些强的启动基因或增强子附近而被活化，以致原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。
基因易位、重排
DNA多态性
群体中的不同个体或同一个体的不同染色体DNA核苷酸序列存在许多差异，尤其是非编码区域，大约每几百个碱基中就有一个存在着碱基取代或碱基替代现象，但表型并未改变，这种现象称为DNA多态性。实际上是染色体DNA中核苷酸排列顺序的改变。
DNA多态性
* RFLP
* VNTR
* 小卫星DNA多态
* 微卫星DNA多态
* 单核苷酸多态
RFLP
数量可变的串联重复序列
variable number of tandem repeat, VNTR
人类基因组中含有一些重复序列家族，有些序列分散在基因组中，有些是以一系列短的重复序列排列组成高变区，其串联重复序列拷贝数可相差很多，约占单倍体DNA的10%，基本上位于非编码区。重复单位以6~70bp为多，重复次数约6~100次，称为数量可变的串联重复序列。
RFLP
限制性片段长度多态性
(restriction fragment length polymorphism)
当DNA序列的差异发生在限制性内切酶识
别位点或当DNA片段的插入、缺失或重复可使
基因组DNA经限制性内切酶水解后发生片段长
度改变。因这些特异基因片段是限制性内切酶
产生的，在不同个体间可出现不同长度的限制
性片段类型，故称为限制性片段长度多态性。
小卫星DNA
细胞内基因组含有大量的碱基重复序列，一般将6~70bp的串联重复称为小卫星DNA。
微卫星DNA
将1~4bp的串联重复序列称为微卫星DNA，又称简单重复序列(simple repeat sequence, SRS)。
微卫星不稳定性
microsatelite instability,MI
是指简单重复序列的增加或丢失，特别是在DNA错配修复系统(DNA mismatch system, DNAMMR)缺损的肿瘤基因组中常显示大量的MI。
微卫星不稳定性
MI与癌基因或抑癌基因的变化之间无明显关系，即癌基
因或抑癌基因的突变并不增加微卫星的不稳定性。
MI与肿瘤的发展有关， MI仅在肿瘤细胞中发现，从未在
正常组织中检测到。
在原发与转移性肿瘤中，MI均匀分布于整个肿瘤。在晚期胃癌的MI频率显著高于早期胃癌 ......
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