荧光原位杂交技术(FISH)

什么是荧光原位杂交

DNA荧光原位杂交(fluorescence insitu hybridization,FISH)(以下简称为FISH)技术是一种应用非放射性荧光物质依靠核酸探针杂交原理在核中或染色体上显示DNA序列位置的方法。

中文名:荧光原位杂交

缩写:FISH

基础:放射性原位杂交技术

外文名:fluorescence in situ hybridization

时间:20世纪80年代末

过程:  荧光素标记探针

荧光原位杂交图片

FISH的基本原理

FISH的基本原理是将DNA(或RNA)探针用特殊的核苷酸分子标记,然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上,再用与荧光素分子偶联的单克隆抗体与探针分子特异性结合来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析。


FISH检测的特点

该技术具有快速、安全、灵敏度高以及探针可长期保存等特点,目前已广泛应用于细胞遗传学、肿瘤生物学、基因定位、基因作图、基因扩增、产前诊断及哺乳动物染色体进化研究等领域。


FISH的历史

◆1969年RNA-DNA的同位素原位杂交技术

◆1974年Evans**次将染色体显带技术和原位杂交技术结合起来,提高了基因定位的准确性

◆1981年非放射性原位杂交技术

◆1986年,证实了荧光原位杂交技术应用于间期核检测染色体非整倍体的可行性,从而开辟了间期细胞遗传学研究


FISH的优点

●FISH不需要放射性同位素作探针标记,安全性高;

●FISH的实验周期短,探针稳定性高;  

●FISH能通过多次免疫化学反应,使其杂交信号明显增强,从而提高灵敏度,检测的灵敏度接近同位素探针杂交;

●FISH的分辨率高达3-20Mb;

●FISH可以用不同修饰核苷酸分子标记不同的DNA探针,再用不同的荧光素分子检测不同的探针分子,因此可以在荧光显微镜下在同一张切片上同时观察几种DNA探针的定位,直接得到它们的相关位置和顺序,从而大大加速生物基因组和功能基因定位的研究。


FISH技术的发展

◆多色荧光原位杂交(M-FISH)

◆DNA纤维荧光原位杂交技术(DNAfiber-FISH)

◆组织微阵排列技术(tissue microarray)

◆荧光免疫核型分析和间期细胞遗传学(fluorescence immunophenotyping andinterphase cytogenetics, FICTION)  

多色荧光原位杂交

将基因定位在染色体上

多色荧光原位杂交

DNA纤维

荧光原位杂交

组织微阵列荧光原位杂交


FISH技术的应用

●染色体结构变异与非整倍体的检测

●基因扩增和缺失的检测

●基因定位

●基因作图

●产前诊断

●染色体RNA和基因组进化研究

●血液肿瘤检测

●在实体瘤中的应用


FISH目前临床应用

1、在实体瘤中的应用

技术应用

实体瘤

临床应用

肿瘤早期诊断与分类

肿瘤预后的疗效检测

肿瘤个体化治疗

靶向药物靶分子检测

疾病

乳腺癌、膀胱癌、胃癌、宫颈癌、卵巢癌、肺癌、结直肠癌、前列腺癌、淋巴瘤等实体瘤

检测标本

组织

科室

肿瘤科、胸外科、普外科、妇产科、消化科、呼吸科、肛肠科、内分泌科等相关科室


2、血液肿瘤检测


技术应用

血液肿瘤

临床应用

肿瘤早期诊断与分类

肿瘤预后的疗效检测

肿瘤个体化治疗

疾病

急性白血病(AL)、骨髓增生异常综合征(MDS)、淋巴瘤、骨髓增殖性肿瘤、骨髓衰竭性疾病、红细胞疾病、出凝血疾病

检测标本

血液

科室

血液肿瘤科、血液科、内科


3、产前诊断


技术应用

产前诊断

临床应用

对胎儿常见染色体非整倍体的快速产前诊断

疾病

唐氏综合征(金标准)

(唐氏综合征血清学产前筛查高风险、产前核型分析细胞培养失败及孕周大的孕妇,作为核型分析技术的有效补充。)

检测标本

可采用绒毛、脐血、羊水穿刺标本等。采集时间可至妊娠36周。

科室

妇产科


应用FISH可协助肿瘤的诊断、分型、预后、靶药

举例:检测Her-2阳性的癌——乳腺癌

目前乳腺癌人类表皮生长因子受体-2(HER2)检测一般采用免疫组织化学(IHC)检测HER2蛋白过度表达,应用原位杂交法检测HER2基因扩增的水平。

研究表明,HER2在20%~30%的原发性乳腺浸润性导管癌中存在基因的扩增和蛋白的过度表达。

HER2阳性的乳腺癌对常规的化疗和内分泌治疗反应差,肿瘤浸润性强,无病生存期短,预后差。

目前经FDA批准*为常用的此类药物是曲妥珠单抗,适用于治疗HER2过度表达的乳腺癌。

由于只有HER2蛋白过度表达和基因扩增的乳腺癌患者接受曲妥珠单抗治疗才有效,因此准确评价HER2基因和蛋白水平对治疗至关重要。

比值 < 2 提示Her-2无扩增            比值> 2 提示Her-2有扩增

HER2基因位于17号染色体上,大约有47%的乳腺癌存在17号染色体非整体性,即17号染色体不是正常的二体,而是单体或多体。