第六天 | 第四届遗传咨询师培训班干货分享（王慧君、秦胜营、高媛、李金明、李亦学）

11月7日-13日，第四届遗传咨询师培训班在辽宁沈阳火热开班中。第六天的培训主题是“遗传咨询的检测技术与政策法规”，复旦大学附属儿科医院儿 科研究所王慧君副研究员、上海交通大学Bio-X研究院秦胜营副教授、国家辅助生殖与优生工程技术研究中心高媛副研究员、国家卫生计生委临床检验中心李金 明研究员以及上海生物信息技术研究中心主任李亦学研究员为学员们带来了精彩的授课。

王慧君：基因检测的原理及应用

第一位授课的是复旦大学附属儿科医院儿科研究所王慧君副研究员。她首先为学员讲解了基因测序原理相关的内容，包括基因结构和基因序列、核酸分离纯化和保存以及PCR技术的发现与类型等。

人类DNA序列变异包括DNA的多态性和基因的突变两种；前者常见的有三类，包括SNP、STR、CNV，后者常见的类型有点突变、动态突变以及大片段突变等。DNA突变能够导致基因功能的减弱或者增强，从而带来不同的生物学效应。

基因测序的基本流程是“提取核酸-扩增（建库）-测序-分析”，其中核酸提取是一个非常重要的起点，而数据分析和报告撰写是基因检测的重点和难点。王慧君强调，分离核酸时应注意避免降解；随后，详细讲解了血液基因组DNA抽提操作规范流程。

1985 年，Kerry Mullis发明了PCR技术，并获得了1993年度诺贝尔化学奖。PCR包括巢式PCR、原位PCR、多重PCR、定量PCR、不对称PCR、锚定 PCR、RT-PCR等多种类型；主要用于目的基因的克隆、DNA和RNA微量分析、DNA序列测定以及基因突变分析等。

DNA 序列分析常用的技术包括一代测序、二代测序以及基因芯片技术。授课中，老师详细讲解了这几种技术的原理、应用实例、有关仪器等内容。她说，基因测序可以明 确的解决一些临床问题，是遗传病诊断的必要手段，对临床诊断的影响是深远的、广泛的；分子基因诊断将进一步朝着“高通量、低成本”、快速出结果以及指导临 床治疗的方向发展。

秦胜营：基因芯片的原理及应用

第 二位授课的是上海交通大学Bio-X研究院秦胜营副教授，他主要讲解的是基因芯片相关的内容。90年代初，Affymatrix公司制作出了世界上第一块 基因芯片；1995年，Stanford大学的P.Brown实验室发明了第一块以玻璃为载体的基因芯片；如今，世界各大制药公司相继投入到该技术的开发 中。

美国《财富》杂志曾发文指出，在20世纪科技史上有两件事影响深远，一个是微电子芯片，另一个就是生物芯片。生物芯片将改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗，极大地提高人口素质和健康。

生 物芯片包括亲和力生物芯片和微阵列结构生物芯片两大类，制作方式有原位合成（光引导原位合成、压电打印法）和直接点样（针式点样、喷墨点样）两种；主要的 应用领域包括基因组研究、后基因组计划、生物信息学、动植物检疫、临床疾病的基因诊断、药物研究开发、法医学鉴定、生物战剂检测等。

生 物芯片在分子诊断领域中主要用于遗传学疾病和传染性疾病的检测。2004年，FDA批准了应用于临床的首款DNA微阵列芯片；2007年，FDA批准了第 一个用于临床的多基因表达检测芯片。秦胜营说，随着这些技术的不断发展，个体化诊疗的时代正逐渐到来了，实现自我体验已不是遥远的梦。

高媛：胚胎植入前遗传学诊断

第 三位授课的是国家辅助生殖与优生工程技术研究中心高媛副研究员，她主要讲解的是胚胎植入前遗传学诊断（PGD）的背景、发展历史、适应症、流程及相关技 术、最新进展等相关的内容。她说，PGD可有效地防止遗传性疾病患儿的出生，是产前诊断的延伸，是遗传学诊断的又一更有希望的新技术。

1990 年，英国的Alen Handyside等完成了世界上首个PGD婴儿的诞生。目前，PGD可用于非整倍体筛查、单基因病以及易感基因的剔除。授课中，老师详细讲解了PGD在 全球多个中心的应用情况，并用一张图总结了PGD的流程，具体按照以下顺序：遗传咨询、获得家系中所有相关人员的遗传信息、基因检测与连锁分析、辅助生殖 技术治疗、体外受精及胚胎培养、卵裂球单细胞活检、单细胞的致病靶基因检测及连锁分析、胚胎植入与着床、产前诊断。

PGD的 关键技术包括如何安全的获得有效胚胎的遗传性样本以及如何准确地完成遗传性样本的筛查/诊断；前者涉及到显微操作取样，后者涉及到单个/3-5个细胞的检 测。PGD的检测相关技术主要有FISH、微阵列比较基因组学的杂交技术、Sanger测序及STR位点分析、高通量测序等。

目前，PGD领域也取得了一些新的发展，提高了PGD的准确率；其中，iPS技术的发展可实现对配子的监测、活检流程的发展使PGD更加准确灵活。最后，高媛副研究员作了以下四点总结：

第一，生殖与遗传密不可分，遗传相关的各类先进技术都会在生殖领域率先应用；

第二，PGD是阻止遗传病垂直传递最有效的手段，但因技术复杂、价格昂贵，使其普及应用受到影响；

第三，PGD在伦理上还存在争议，尤其在迟发型遗传病、HLA配型、非医学需要的性别选择及线粒体遗传病等方面未达成共识；

第四，新技术的发展在PGD过程中逐渐会提高检测精度、扩大监测范围、减少对胚胎的伤害、降低检测成本，从而使其应用得到进一步的推广。

李金明：分子遗传实验室的规范与标准

第 四位授课的是国家卫生计生委临床检验中心李金明研究员，他主要从Why、What、When、Where、Who、How这几个方面讲解是分子遗传实验室 的规范与标准。临床分子诊断技术发展到现在经历一些里程碑的事件，其中包含了多种技术的相继出现，如放射免疫测定技术、重组DNA技术、核酸测序方法、测 定技术、实时荧光PCR技术和芯片技术、新一代高通量测序技术等。

目前常用的分子遗传学检测方法包括PCR-Sanger测序、多重连接探针扩增技术（MPLA）、实时荧光PCR、PCR-焦磷酸测序、PCR-基因芯片杂交、PCR-时间飞行质谱生物芯片系统、

新一代高通测序技术、荧光原位杂交（FISH）等。

李金明强调，没有精准检测何来的精准医疗；而在诊断医学中，70%以上的信息来自实验室，因此，实验室的规范化非常重要，其中PCR是非常基础的一步。授课中，李金明研究员回顾了国内PCR应用的发展历程以及相关的法律法规。

随后，他着重介绍了分析前检验申请单和标本采集、运送和保存中的关键点，分析中实验室物理分区及空气流向控制，特别强调了产前筛查与产前诊断、植入前胚胎遗传学诊断、遗传病诊断+肿瘤诊断与治疗实验室对于分区、缓冲间和生物安全柜的要求。

他表示，实验室应根据自己的检验项目、所采用的检测技术平台和工作量来决定分区的多少及各区域的空间大小。至少具体需要多少个区，同样是“个体化”的，以“工作有序、互不干扰、防止污染、报告及时”作为基本原则。

课中，他还讲解了试剂方法的可靠性，结果报告的内容和格式，结果解释及与临床沟通等问题。李金明主任在演讲的最后总结到，有可操作性的标准操作程序（SOP）是实验室质量管理的“灵魂”。

李亦学：基因组学中的生物信息学基础

第 五位授课的是上海生物信息技术研究中心主任李亦学研究员，他主要讲解了生物信息学的基础信息、研究趋势以及一些具体的案例分析。他说，对单核苷酸多肽性、 基因表达谱、质谱、蛋白质-蛋白质相互作用的检测发展，带来了巨量的生物信息学数据浪潮；数据永远是生物信息技术的主要驱动力，分析处理数据是巨大的挑 战。

生物信息学的主要研究内容包括基因组序列拼接和比对、基因组结构预测和注释，非编码区分析、非编码RNA分析，蛋白质结 构与功能分析，分子进化和比较基因组学，基因表达谱和基因调控网络分析，蛋白质组学、翻译后修饰组、代谢组学数据分析，药物小分子调控作用及其诱导的调控 网络重构，代谢网络分析、重构、动力学性质模拟，全基因组关联分析、CNVs、aCGH、表观基因组学，生物学数据库、数据标准和可视化、高维数据整合， 新一代测序技术的关键实验设计和深度数据分析。其中，新一代测序技术的关键实验设计和深度数据分析是生物信息工作的主要方面。

李 亦学研究员在授课中强调，人基因组计划是非常重要的工作，是很多后续研究工作的基础；他回顾了基因组学技术发展过程中的里程碑事件，重点介绍了多款下一代 测序仪器及其用途。他说，测序的基本用途变得如此简洁和便宜，已经成为贯穿生物医学研究的常规工具；其用途可以涉及人和其它物种的基因组、转录组、表观遗 传等研究，可用于探寻分子间相互作用的各个方面。