分子诊断是基于分子生物学的体外诊断方法,可将其分为核酸检测以及生物芯片两大类型。核酸检测可进一步细分为聚合酶链式反应(PCR)以及基因测序技术。 聚合酶链式反应(PCR)是一项利用 DNA 双链复制的原理、在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。利用该技术,检测设备可在短时间内大量扩增目的基因,将目的基因片段扩增至百万至数十亿的数量级,从而实现高灵敏度 的检测。
目前,聚合酶链式反应(PCR)诊断以肝炎、性病、肠道呼吸等传染 性疾病以及肿瘤单基因检测为重要应用领域。2020 年新冠检测各类技术中,聚 合酶链式反应(PCR)诊断技术凭借高敏感度和准确性,被确定为全球新冠诊断 的“金标准”。
基因测序技术(Sequencing Technology),是指获得目标目标核酸片段的核 苷酸(包括腺嘌呤 A、胸腺嘧啶 T、胞嘧啶 C 与鸟嘌呤 G)排列顺序的技术。从 1977 年第一代测序技术(Sanger 测序技术)问世以来,已发展到第三代、第四 代基因测序方法。
第一代 Sanger 测序技术的主要优点是测序准确率高,目前常用于 MPS 技术的结果验证工作,但它检测通量小,成本较高等技术缺点也使其 越来越无法满足科研与临床诊断需求。
第二代测序(NGS),由于其高通量、低 成本、测序时间快等诸多优势,在市场中占据主导地位。
第三/四代以 PacBio 的 单分子测序和 Oxford 纳米孔测序为代表,实时测序且可直接检测碱基修饰信息, 因此该技术目前广泛用于基础科学研究,以作为第二代测序技术的有效补充,但同时其目前存在的检测成本高、测序精确度较低等技术问题也限制了其在临床诊断领域的应用,仍处于起步阶段,市场占有率相对较低。基因测序技术的一代、 二代、三代和四代,更多的是在不同应用场景中发挥各自优势,目前还没有出现 在所有指标上实现全面超越的测序技术。