(精品) 分子病理学技术进展及临床应用课件
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分子诊断与基因检测的临床应用ppt课件
• 分子诊断及基因诊断在遗传学中的应用进展 • 分子诊断及基因诊断在肿瘤学中的应用进展
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
基因与肿瘤细胞生物学各个方面均有关
细胞增殖 血管新生
与细胞外基质的黏附 局部侵犯
进入血管内、存活、 外渗
未知功能的基因 (25)
与细胞外基质的黏附 细胞增殖
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分子诊断及基因检测 在临床中应用的进展
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文献检索及学术趋势
检索策略：查询2012-2018年间，以“gene diagnostic” or “molecular diagnostic”为关键词；主要查找遗传学领域文献和肿瘤学领域的文献，发 表文献量较大，在两个领域中均有广泛应用
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基因与肿瘤细胞生物学各个方面均有关
细胞增殖 血管新生
与细胞外基质的黏附 局部侵犯
进入血管内、存活、 外渗
未知功能的基因 (25)
与细胞外基质的黏附 细胞增殖
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分子诊断及基因检测 在临床中应用的进展
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文献检索及学术趋势
检索策略：查询2012-2018年间，以“gene diagnostic” or “molecular diagnostic”为关键词；主要查找遗传学领域文献和肿瘤学领域的文献，发 表文献量较大，在两个领域中均有广泛应用
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分子病理学常用研究技术原理及应用
好
好
缺点
细胞分布不均匀，细胞分布不均 细胞分布不均 适用细胞种类较
易重叠，影响标 匀
匀，易重叠， 少
记效果
影响标记效果
组织固定
定义：将组织浸入适当化学试剂，使细胞内 物质尽量接近其生理状态时的形态结 构和位置的过程
意义： 防止自溶 防止腐败 最大限度保存细胞和组织的抗原性 保留特殊成分：糖原、核酸、色素等
神经轴突染色
轴突有嗜银性，常用银浸镀法、甘 氨酸银浸镀法和Holmes氏法染色
周围神经干病变可用此法了 解神经纤维破坏程度及范围， 如麻风病、维生素B1缺乏症 或一些中毒性周围神经疾病 等
神经髓鞘染色
髓鞘（myelin）是包裹在神经轴突外面的节段性管状鞘，是由雪旺氏细胞的 胞膜（周围神经纤维）或少突胶质细胞的胞膜（中枢神经纤维）包卷轴突作 螺旋状盘绕。髓鞘由鞘磷脂构成，含60%的类脂质和40%的蛋白质
科研人员可同时研究几百甚至上千种不同阶段病理生理状态下的 组织样本的某一个或多个特定基因或相关表达产物
Tissue Microarray
组织病理制片技术
显微切割：microdissection
选取同质性研究材料，是在对组织的深入研究中 常常遇到却又不易解决的问题
该技术是在显微状态下或显微直视下通过显微操作系统对选 择的材料（组织、细胞、细胞群、细胞内组分或染色体带等） 进行切割分离并收集用于后续研究的技术
碳酸锂苏木素法、砂罗铬花青法、四氧化锇法、Weil氏铁明矾苏木素法、 Weigert铁苏木素法、Kultsohitsky酸性苏木素锇酸法、Luxol氏坚牢蓝甲 苯酚紫法和Marchi氏锇酸法等。
神经胶质细胞染色
氯化金升汞法、PTAH法、Holzer氏磷钼酸结晶紫法、 Scharenberg氏法、Rio-Hortega氏法等，均属镀金法，在加 入二氯化汞的氯化金溶液中，星形胶质细胞具有嗜金性。 神经胶质细胞瘤与脑膜瘤、室管膜瘤等鉴别时往往需要做胶质 细胞染色
分子病理学诊断技术在肿瘤学中的应用
分子病理学诊断技术在肿瘤学中的应用肿瘤学是研究肿瘤发生、发展、转移及治疗的学科。
肿瘤的发生是由于基因突变、多种环境因素和生活方式等因素综合作用的结果。
分子病理学诊断技术作为一种快速、灵敏、准确的新技术，不仅可以对基因突变的检测、肿瘤细胞的分子特征和表达谱进行研究，还可以对肿瘤的预后和治疗反应进行评估。
本文将从分子病理学诊断技术的概念、技术方法、应用及发展前景等方面详细介绍其在肿瘤学中的应用。
一、分子病理学诊断技术的概念分子病理学诊断技术是指通过对肿瘤组织或体液中的一些分子标志物进行检测，以辅助肿瘤诊断和治疗的技术。
分子标志物包括基因、蛋白质、酶、免疫学指标和肿瘤相关遗传学变异等。
这些分子标志物的表达谱可以显示肿瘤细胞的状态及其分化水平，同时也可以显示肿瘤细胞的分子特征和病理类型，从而提高对肿瘤的鉴别诊断和早期诊断准确率。
分子病理学诊断技术还可以对肿瘤分子靶点进行评估，提供个性化治疗的方案。
二、分子病理学诊断技术的技术方法分子病理学诊断技术的技术方法主要包括基因检测、蛋白质检测、免疫组化和肿瘤标志物检测等。
基因检测是指通过对肿瘤组织和体液中的基因序列进行检测，对肿瘤分子遗传学变异进行评估，并为后续的个性化治疗提供依据。
目前常用的基因检测技术包括荧光原位杂交（FISH）、多聚酶链式反应（PCR）和基因芯片等。
蛋白质检测是指通过对肿瘤组织中的蛋白质进行检测，以评估其表达及功能状态。
蛋白质检测技术包括质谱法、二维凝胶电泳和蛋白质芯片等。
免疫组化是指通过利用抗体与免疫性分子标志物相互作用的特异性来检测组织或细胞中特定的分子标志物。
免疫组化技术可以对肿瘤细胞的表面标志物和内部标志物进行研究，是肿瘤分子诊断中最常用的方法之一。
肿瘤标志物检测是指通过检测肿瘤组织或体液中的特异性分子标志物，评估肿瘤细胞的状态和肿瘤治疗反应。
如前列腺特异性抗原（PSA）用于前列腺癌的诊断和治疗监测；癌胚抗原（CEA）用于结直肠癌和胃癌的诊断和治疗监测等。
分子病理学
分子病理学分子病理学是一门研究疾病发生发展与分子机制，利用基因组学、蛋白质组学等分子生物学技术以及其他化学和生物学手段来诊断、预测和治疗疾病的现代研究领域。
分子病理学对于疾病的诊断和治疗具有非常重要的意义。
本文将通过介绍分子病理学的发展历程、疾病诊断与预测以及分子病理学在精准医疗中的应用等方面，来进一步探讨分子病理学的研究进展和未来发展趋势。
一、分子病理学发展历程分子病理学最初是在20世纪70年代开始形成的，当时，人们已经开始利用基因工程技术来研究疾病的发病机制。
1980年代，随着PCR技术的发展和引入，分子病理学的研究范围迅速扩大，从单个基因和获得全基因组序列开始。
1990年代以来，随着各种高通量技术的不断发展，人类基因组计划的开展和完成，分子病理学学科的研究内容也越来越广泛和深入。
目前，分子病理学已经形成了一套完整的理论和方法体系，成为临床诊断和治疗的重要手段。
二、分子病理学在疾病诊断与预测中应用1. 基因诊断基因诊断是指通过基因筛查技术来确定患者所患疾病的类型和表现形式。
在分子病理学中，基因诊断是一项非常重要的诊断手段，在许多疾病的诊断和预测中都有广泛的应用。
目前，许多遗传性疾病如血友病、先天性肥胖、囊性纤维化等已经可以通过基因诊断技术来进行检测和诊断。
2. 肿瘤诊断肿瘤诊断是指通过检测肿瘤组织中的某些分子标志物，来确定肿瘤类型和分级。
分子病理学在肿瘤诊断中具有不可替代的作用，它可以通过检测肿瘤相关基因的异常表达、蛋白质的结构和功能等信息，来确定肿瘤的性质和分子机制，为合理治疗提供参考指导。
3. 疾病预测分子病理学技术可以利用生物标志物对疾病的风险进行预测，这对于早期诊断和治疗非常重要。
例如，对于心血管疾病的预测，可以通过检测某些血液生物标志物，进行实时监测和风险评估，从而减少疾病的发生和发展。
三、分子病理学在精准医疗中的应用精准医疗是一种基于分子诊断技术的高度个性化的治疗方法，它可以根据患者的个体差异，采用不同的治疗方案，提高治疗效果。
早期胃癌发病机制及分子生物学研究进展幻灯片PPT
叶酸与胃癌
MTHFR的C667T和A1298C基因型 多态性可增加胃癌易感性，可能与 叶酸摄入缺乏时变异基因型携带者 既有甲基化异常又有合成修复异常 有关。
Gastroenterology ，2006
叶酸与胃癌
叶酸对胃肠道癌的发生具有干预作用，并影响胃黏膜 基因调控，改善胃黏膜状况、减轻损伤、抑制增殖， 同时减轻萎缩、肠化生及异型增生，阻断胃癌癌前病 变的进展。
II
III
VI
Cancer Stage
早期胃癌概念
➢ 早期胃癌：癌组织仅限于黏膜及黏膜下层,而不管其面积大小与 有无淋巴结转移。其中病变仅限于黏膜固有层的又称黏膜内癌 (即原位癌)。
➢ 2002巴黎定义：形态学判断为浸润深度不超过黏膜下层的肿瘤 性病变。
Japanese Gastric Cancer Association (JGCA)
➢ 研究证实约40－60%的肠型胃癌中存在APC基因突变 ➢ 约27%的肠型胃癌中存在β连环蛋白基因突变
IARC Sci Publ,2004 Cancer Res ，1999
谢谢
其中Ⅱ和Ⅲ型属于不完全型IM，80%的肠型胃癌与其有关，其癌变的相对危险 性是非IM者的20倍。42%的Ⅲ型IM在5年内发生早期癌变
Correa学说
正常 胃粘膜
浅表性 胃炎
萎缩性 胃炎
肠上皮 化生
肠型 胃癌
异型 增生
RCeosr,r1e9a9P2. Cancer
胃癌分子机制
四种信号通路
➢ P53信号通路 ➢ RB1途径 ➢ TGFβ信号通路 ➢ APC- β连环蛋白通路
胃癌发病机制——HP感染
空泡毒素(VacA)和细胞毒素相关蛋白(CagA):
分子诊断技术的临床应用ppt课件
二、PCR概述
PCR技术能在一个试管内将所要研究的 目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至 十万乃至百万倍，使肉眼能直接观察和判 断；可从一根毛发、一滴血、甚至一个细 胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴 定。
PCR 发展简史
1983 Mullis于12月16日成功发明了PCR 1985 关于PCR 的文章首次由 Mullis及其同事等人 在
测 优生优育项目诊断：人巨细胞病毒（HCMV）、单纯疱
疹病毒（HSV）、弓形虫（TOX）、风疹病毒（RUB） 其它病原体检测：结核杆菌、肺炎支原体、EB病毒、
伤寒杆菌、幽门螺旋杆菌等
常规结核病实验室诊断方法及不足
1. 痰涂片作抗酸染色：阳性率低 、费时 2. 细胞培养“金标准”：周期太长(4-8W) 3. 血清学诊断：
的平衡点。
总结
分子诊断学的快速发展，得益与分子诊断技术 的日新月异。1990年启动的人类基因组计划的完 成经历了十三年的时间，而2007启动的1000人基 因组计划的完成却只用了3年，人类了解自然密 码的速度正在跨上快速列车。检验医学以提供精 密准确的数据服务于临床，而分子诊断技术正逐 渐成为临床实验室的常规应用技术，这将为检验 医学的发展提供巨大的机遇与挑战。
PCR技术
PCR核心技术是从水栖高温菌中
分离到能耐高温的Taq酶，使扩增反
应不需要每一个循环加一次DNA聚合
酶，从而实现了自动化，使应用领
域迅速扩大，PCR技术成为了分子生
物学中的一项突破性技术。
PCR概述——2000至2013年发表论文篇
30%
32%
PCR＋遗传分析
PCR＋临床诊断
PCR＋肿瘤研究
二 肿瘤相关基因表达的检测： 1、包括癌基因、抗癌基因 2、肿瘤转移基因 3、转移抑制基因
分子病理学技术进展及临床应用
Understanding of B cell differentiation until 2005 by H Stein
Bone Marrow
T cell-rich zone
Germinal Center
Precursor B Lymphoblast
Somatic Hypermutation/ Affinity Maturation
Understanding based on 70’s of last Century
Only by morphology
Lymphocyte transform in center of Follicle Interfollicle zone
FDC B lymphocyte
B lmmunocyte
In the time, obviously Thomas Hodgkin did never know R-S cells in his cases before the microscope available in clinic.
While at present time, for us, what can be down with our naked eyes rather then with microscope or modern molecular techniques?
Thymus-depending zone
Capsular and afferent lymphatics
Reticulum supporting lymphatic tissue
Cortex
Subcapsular sinus
Cortex
Follicle GC
Medulla
分子诊断技术的应用进展-张健_PPT幻灯片
在图像与信号分析方面，应用高分辨率CCD摄像机和计算机自动图像分析系统获 得广泛应用，而SKY结合傅立叶频谱技术，同时计量可见光和近红外范围内的所 有点的发射频谱而一次成像。
荧光原位杂交结果
Journal of Cell Science 2003；116 （14）
FISH的应用
在产前诊断方面，FISH主要用于染色体数目异常的诊断，与常规核型分析的一致 性可以达到99.5％，但结果报告时间只要24小时，大大低于核型分析的平均2周左 右的报告时间，FISH在多数的发达国家已经批准为常规产前筛查辅助诊断技术。
生物芯片技术
生物芯片（Biochip）是通过微加工技术和微电子技术将大量特定序列 的寡合苷酸片段、抗原/抗体，甚至细胞或组织等生物大分子，按照矩 阵方式高密度的固定或直接合成在玻璃、硅片、聚丙烯、磁性微球等 固项支持物上，或者整合微流体技术以及微电级、为传感器等制备的 类似于电子行业的芯片样产品的检测技术。固化的探针分子与荧光标 记的相应样本进行杂交，通过荧光检测系统扫描分析及计算机软件分 析，达到高通量分析生物信息的目的。
核裂变链式反应
基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用 基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用
基于分子杂交的分子诊断技术及其应用
两条同源核酸分子（DNA或RNA）可以在碱基互补的原则下形成异质双链是遗传 物质最重要的化学特征，这一过程亦被称为分子杂交（molecular hybridization）。 分子杂交是所有分子生物学技术的基础，从最初的印迹杂交（southern Blot和 northern Blot）到实时PCR（real time PCR），从基因芯片再到高通量的DNA测序 技术，都离不开碱基互补的分子杂交反应。而且在理论上可以特异性相互作用的 两个不同分子，例如核酸与核酸之间（A-G、G-C）、蛋白与蛋白之间（抗原和抗 体）甚至核酸和蛋白之间（适体与多肽）的相互作用都可以视为分子杂交的不同 表现模式。
荧光原位杂交结果
Journal of Cell Science 2003；116 （14）
FISH的应用
在产前诊断方面，FISH主要用于染色体数目异常的诊断，与常规核型分析的一致 性可以达到99.5％，但结果报告时间只要24小时，大大低于核型分析的平均2周左 右的报告时间，FISH在多数的发达国家已经批准为常规产前筛查辅助诊断技术。
生物芯片技术
生物芯片（Biochip）是通过微加工技术和微电子技术将大量特定序列 的寡合苷酸片段、抗原/抗体，甚至细胞或组织等生物大分子，按照矩 阵方式高密度的固定或直接合成在玻璃、硅片、聚丙烯、磁性微球等 固项支持物上，或者整合微流体技术以及微电级、为传感器等制备的 类似于电子行业的芯片样产品的检测技术。固化的探针分子与荧光标 记的相应样本进行杂交，通过荧光检测系统扫描分析及计算机软件分 析，达到高通量分析生物信息的目的。
核裂变链式反应
基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用 基于分子杂交为基础的分子诊断技术发展及其应用
基于分子杂交的分子诊断技术及其应用
两条同源核酸分子（DNA或RNA）可以在碱基互补的原则下形成异质双链是遗传 物质最重要的化学特征，这一过程亦被称为分子杂交（molecular hybridization）。 分子杂交是所有分子生物学技术的基础，从最初的印迹杂交（southern Blot和 northern Blot）到实时PCR（real time PCR），从基因芯片再到高通量的DNA测序 技术，都离不开碱基互补的分子杂交反应。而且在理论上可以特异性相互作用的 两个不同分子，例如核酸与核酸之间（A-G、G-C）、蛋白与蛋白之间（抗原和抗 体）甚至核酸和蛋白之间（适体与多肽）的相互作用都可以视为分子杂交的不同 表现模式。
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B cleaved cell
B non-cleaved cell
T lymphocyte
T lmmunocyte
Memory cell Plasma cell
Paradigm of Lymphocyte transform
by morphology and immunotyping considering molecular events
For post-graduate program
Clinical pathology-ZR-201509
一、临床分子病理学常用方法
免疫组织化学 基因克隆性重排的检测 FISH及C G H 等位基因不平衡分析 杂合性缺失（ L O H ） 的检测 微卫星D N A 不稳定性（MSI）的检测
BT法（CSA：Catalyzed signal amplification） 1:50、1:200、1:500、1:500、1:1000、1:5000、1:5000, 1:106
分子病理学技术进展及临床应用
内容:
一、临床分子病理学方法1 二、当前分子病理学技术在临床的实际应用 三、分子病理学临床应用存在的问题及对策思考
来自临床的问题
Contemporary Understanding of Carcinogenesis by molecular biology
as our introduction
While at present time, for us, what can be down with our naked eyes rather then with microscope or modern molecular techniques?
The cellular elements in lymphoid & hematopoietic tumors are the key to understand and diagnose their diseases.
More than 100 years ago (1830), British physician Thomas Hodgkin discovered a type of Lymphoma with his naked eyes.
In the time, obviously Thomas Hodgkin did never know R-S cells in his cases before the microscope available in clinic.
Understanding based on 70’s of last Century
Only by morphology
Lymphocyte transform in center of Follicle Interfollicle zone
FDC B lymphocyte
B lmmunocyte
For post-graduate program
Clinical pathology-ZR-
For post-graduate program
Clinical pathology-ZR-2014
2. 免疫组织化学的应用范围及优点：
1.
应用范围：
(1) 提高病理诊断准确性
(2)对疾病的预后和治疗的意义
（一）免疫组织化学及其应用
1. 免疫组织化学的相关理论和技术 1. 免疫组织化学的工作原理
已知的特异性抗体或抗原能特异性结合
通过化学反应使标记于结合后的特异性抗体上的显示剂，如酶， 金属离子、同位素等，显示一定的信号（如：颜色）
借助显微镜、荧光显微镜或电子显微镜观察其颜色变化，从而在 抗原抗体结合部位确定组织、细胞结构
Thymus-depending zone
Capsular and afferent lymphatics
Reticulum supporting lymphatic tissue
Cortex
Subcapsular sinus
Cortex
FollicΒιβλιοθήκη eGCMedulla
Trabeculae Medullary cords
In this program we have a central focus: how to dig new biomarkers related with human diseases for both diagnosis, prognosis and clinical treatment
Immunohistochemistry Molecular Pathology Modern Immunopathology Genetic/hereditary pathology Pathology related with cell-communication Some branching of modern clinical pathologies
The contemporary understanding of B and T cell differentiation 2009-2010
Understanding of the lymphocyte differentiation and transformation by multiple approaches inl. morphology,
Understanding of B cell differentiation until 2005 by H Stein
Bone Marrow
T cell-rich zone
Germinal Center
Precursor B Lymphoblast
Somatic Hypermutation/ Affinity Maturation
immunotyping and molecular means.
Understanding of general carcinogenesis from different patterns of cell & molecular
biology
From colonorectal carcinoma, we understand the multi-step of carcinogenesis but linearized.
That is the beginning of our story today.
Understanding of Lymphocyte Development
1950s-2010
1. structure and function of lymphoid tissue
Germenal Center(GC)：structure，function，transformation
„…morphology is like a grand summary of all genetic events in a cell.“
Juan Rosai in : Sue Armstrong : A Matter of Life and Death. Dundee University Press -2008
Lennert’s Presumption based on 80’s of last Century
Mantle zone
Germinal center Dark zone Light zone
Mantle zone Marginal zone
Centroblast Blast Immuoblast Macrophage FDC
Hilus
Medullary sinuses Efferent lymphatic vessels
Could you recognize the following cellular elements in lymph node?
T-zone
Germinal center Mantle zone Marginal zone
分子医学视野下的结直肠癌: 一个病? 两个病? 三个病?
What we are facing on in Clinical practicing?
Classical Pathology: by morphology with cell-
level resolution as Golden Standard more then 100 years.
B cell differentiation with anatom ical sites of various stages
Could you recognize cellular elements as follows in lymph node?
T-zone
Germinal center Mantle zone Marginal zone
APC DCC 5p 16q
RAS
Rb/P53
21q 13q14/17p13
Suppressgene oncogene oncogene
Suppressgene
Adenoma Malignant
Carcinoma Metastasis
Basic understanding of molecular carcinogenesis
Apoptosis
No BCR
Apoptosis
B Centroblasts
Centrocytes
?
Post-Germinal Center
Plasma cell
Memory B cell
IgHV clonal rearrangement somatic hypermutation!
What happen to T cell since it has been less mentioned