核酸分子杂交技术

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第919页（2235字）

核酸分子杂交技术是根据同源DNA或RNA片断能互补杂交的原理而设计的一种诊断技术，是诊断传染病、遗传病的重要手段之一，在生物学和医学上有着广泛的应用前景。

1975年，斯奥森(E．M．Southern)首先创用DAN分子鉴定和杂交方法；1977年，阿维因(J．C．Alwine)建立RNA分子鉴定和分析的Northern杂交方法；1978年，布拉希克(M．Brahic)建立基因定位和表达的原位杂交技术；1979年，瓦那斯(R，B．Wallce)建立分析DNA的寡核苷酸杂交方法；1980年，布朗兹玛(J．Brandsma)建立点杂交技术。

核酸分子杂交技术，由探针制备、样品处理和杂交反应3部分组成。

探针制备 在掌握目的DNA核苷酸序列基础上，应用分子克隆技术，将目的DNA序列扩增，亦可由DNA合成器制成含数十对碱基的寡核苷酸探针，用标记物加以标记，即可使用。新制备的单链DNA探针在正式使用前，应做性能试验观察效果。

样品处理 一般过程是浓缩样品，加去垢剂和蛋白酶，使样品中DNA释出，再经碱变性和加温，使DNA解离为两股单链，结合在硝酸纤维素膜或其它载体上。

杂交反应 将探针与样品在一定条件下杂交、漂洗。

若样品不含目的DNA，则探针被漂洗掉，载体上无标记物检出；若样品含目的DNA，则探针与之杂交结合，不被漂洗掉，载体上可检出标记物。这一步涉及的因素有离子强度、pH、温度、反应时间、探针浓度和纯度等。

与传统检测技术相比，本技术由于仅与同源核苷酸序列杂交，而具有高度特异性；同时具有高敏感性如能检出含菌量仅为1000个或1μl血含25个恶性疟原虫的样品等。

对于传染病，它能在可测抗体水平出现之前，检出病原体DNA，即绕过基因产物(酶或蛋白质)，直接检测基因进行诊断，因此其作出诊断的时间和检验过程所需的时间均明显缩短。此外，还具有重复性好，一次检测大量样品等优点。

这项技术在以下3个方面得到日益广泛的应用：

传染病诊断 用于检测目的病毒核酸，包括EB病毒、单纯疱疹病毒、乙型肝炎病毒等50种以上探针；在检测致病菌方面，已用于致病性大肠杆菌、结核杆菌、军团菌等多种细菌的检测，仅淋球菌即有质粒DNA探针、染色体DNA探针和RNA探针；在寄生虫学方面，用于锥虫、恶性疟原虫、黑热病原虫等检测。

产前基因诊断 用于血红蛋白病、血友病、苯丙酮尿症、舞蹈病等20多种遗传病的产前诊断。为实现人类优生目标开拓了崭新前景。

人类个体身分鉴定 用于运动员性别鉴定、亲子关系鉴定、罪犯身分鉴定；阵亡现役军人身分确定疑难者的鉴定；以及用于人类学、考古学、民族迁徙史等方面的研究。

该技术在实践中不断得到改进和发展。

探针标记物，由放射性同位素发展为生物素、光生物素、化学发光物(吖啶酯等)和酶等；在探针方面，除DNA探针外，还研制出RNA探针；样品处理和杂交，应用高浓度硫氰酸胍，直接使细胞裂解释出核酸和解链，形成适宜直接杂交的液相环境，简化了操作过程，使整个技术朝着灵敏、快速、简便的方向发展。

1985年穆利斯(K．B．Mullis)和塞基(R．K．Saiki)等建立聚合酶链反应(Polymerase chain reaction PCR)。PCR能在体外通过DNA聚合酶将目的DNA序列快速扩增10⁶倍，使极微量目的DNA扩增到可检测水平。这项技术使实验室获取目的DNA序列的工作变得简便而快速，使核酸分子杂交技术的敏感性和应用范围有了突破性进展，其灵敏度可达10^－15g水平。

核酸杂交技术作为“20世纪生物学一项杰出成就”，在相关领域有着十分广阔的应用和发展前景。

。【参考文献】：

1 Southern E M．J Mol Bio，1975，98∶503

2 中国医学百科全书．医学遗传学分卷．上海；上海科学技术出版社，1984．157

3 Saiki R K，et al．Science，1985，230∶1350

4 Thompson J，et al．Anal Biochem，1987，163∶281

5 Arnold Jr LT，et al．Clin Chem，1989，35∶1588

6 蓝鸿泰．中华医学检验杂志，1991，6∶362～365

(南京雨花台区卫生防疫站戴启明副主任技师撰)