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7天“知识盛宴”回放!第四届遗传咨询师培训班在沈阳圆满落幕
作者:   来源:遗传咨询分会   发布者:张荐辕   日期:2015-11-13   今日/总浏览:2/2186

11月13日,为期7天的第四届遗传咨询师培训班在沈阳圆满落幕。13日上午,学员们在聆听了最后一位老师(上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院产前诊断中心主任王彦林)的讲课后集体参加了结业考试;下午一同参观了中国医科大学附属盛京医院的实验室。

七天的培训中,26位老师从遗传咨询的基础理论、临床应用、检测技术以及法规政策4个方面为学员们全面讲解了多门精彩的课程;学员们不仅学到了丰富的知识,还获得了与众多专家面对面交流的机会,就临床中遇到的实际问题进行了探讨;此外,学员们也借此次培训班结识了很多同行,在课后进行了学习交流。

正如贺林院士在他的讲课中所提到的,中国遗传咨询的事业是大家的事业。第三届(广西南宁站)和第四届遗传咨询师培训班的相继落幕有望为中国的遗传咨询行业输入一批新的人才力量;遗传咨询培训班的举办将成为推动整个行业发展的强大驱动力。

以下汇集了第四届遗传咨询师培训班中26位老师的精彩授课,让我们一起回顾一下这7天的“知识盛宴”:

第一天(11月7日)

王磊:人类基因组的结构与功能

基因组学已成为现代生命科学的核心领域。王磊教授首先为我们介绍并梳理了人类基因组测序计划开展前后的重大事件及人员、机构,回顾了人类基因组计划对人类社会及医学、遗传学等领域的重大意义和影响。然后,王教授对染色体结构、带型命名、基因组结构成分进行了详细地讲解,着重介绍了CpG岛。最后,王教授介绍了基因组表观遗传与功能基因学的研究方法和策略。通过研究RNAi与基因功能, 分析基因在信号通路中的作用。

赵彦艳:遗传咨询技巧

赵彦艳教授首先介绍了遗传咨询的范畴、指征、基本步骤、病史采集与分析等内容,之后详细阐述了遗传咨询涉及的常用检测,包括染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)、染色体STR检测、多重连接探针扩增技术(MLPA)、Sanger测序、微芯片(MicroArray)、新一代测序(NGS),并结合盛京医院的实际病例深入浅出地讲解了这些检测的临床应用以及遗传咨询中的技巧。

沈亦平:美国遗传咨询模式及经验

沈亦平教授热衷于培养新一代临床和实验室的遗传学家和遗传咨询师,继第一届培训班授课后,再次来到了第四届培训班进行授课。他从遗传咨询的历史发展和定义讲起,介绍了遗传咨询的操作内容,对象和原则,还有遗传咨询师的培养及需具备的素质,谈到遗传咨询是一项构架临床门诊与实验室,理论与技术,专业医生与人民大众,伦理与法律,科学与常理之间桥梁的重要新兴职业,是现代医学不可缺少的内容之一。沈教授接着讲述了美国遗传咨询师培训的框架,资质认证考试和遗传咨询的相关资源。他列举了一些美国遗传咨询病例进行分析,说明了遗传咨询的复杂性。最后探讨了中国遗传咨询师的工作内涵和工作岗位,以及需要做的铺垫工作。

张学:遗传方式

张学教授主要致力于遗传病基因的识别和功能研究、遗传病基因诊断技术以及应用研究;发现肝癌中RB1基因突变失活,首次以全面可信的证据确认了RB1基因在肝癌发生和发展过程中的作用,第一次证明了蛋白免疫组织化学染色法检测抑癌基因失活更敏感、可靠。

在此次的授课中,张学教授首先介绍了医学遗传学的定义和发展史,遗传病的定义、与先天性疾病以及家族性疾病的关系、分类、分子诊断方式等;随后,张教授向学员详细讲解了人类孟德尔遗传的发展,介绍了多个具体病例;接下来的课程中,他深入分析了包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传在内的六种遗传方式的特点,并以具体的病例为学员展示了如何用基础知识去解决问题。

张教授在授课中强调,学好遗传咨询这门课必须要清楚掌握这些最基本的概念,但是在向病人解释时要学会转换表达方式,让病人能够理解;此外,他还说科学研究不一定需要大量的样本,要有充分的学科基础和文献阅读量;书只会阅读越后,但是知识体系会越来越越清晰。

第二天(11月8日)

贺林:遗传咨询的价值和意义

贺林院士以“遗传咨询的价值和意义”为主题为学员作了精彩的报告,他说,中国遗传咨询的事业是大家的事业。早在1986年,诺贝尔得主Renato Dulbecco就在《科学》杂志上发表的一篇短文表示,从基因组研究癌症的时代已经到来;经过四五年的全球辩论,人类基因组计划正式启动,并于2003年公布了人类基因组完成图;随之而来的还有技术的猛进以及成本的狂跌,这也导致了数据的飞速增长,形成了现在所谓的大数据。

那么,如何解读这些数据,怎么样为人类健康服务,怎么样有效地把人类双螺旋的“拉链”拉开,这些都是仍然在思考的问题。序列是战场,信息是银元;“基因世界大战”也因此拉开序幕。在这场大战中,遗传咨询对于“银元”(信息)的解读是必不可少的,遗传咨询师当然也不可或缺。

然而,目前,我国没有专门的机构进行遗传咨询师的认证、考核及遗传咨询资料整理工作,没有任何正式的遗传咨询相关的政策及指导性文件,没有专业的遗传咨询师。在这些背景的推动下,由贺林院士牵头成立了中国遗传学会遗传咨询分会。

报告中,贺林院士详细介绍了遗传咨询分会的宗旨与目标、主要任务以及遗传咨询的服务对象、所涉及的领域、走势与前景。他说,首先,希望能够站在高处,进行顶层设计;然后,通过有效推广,让遗传咨询成为临床应用新常规;最终,实现高与广的深度汇集,形成国家的系统部件。

此外,贺林院士还分享了今年8月代表遗传咨询分会访问美国的成果,不仅同美国遗传咨询师认证行会(ABGC)与美国遗传咨询认证委员会(ACGC)委员代表商讨建立合作机制,与美国印第安纳大学、犹他大学建立了遗传咨询师联合培训计划,还在美国的Claritas Genomics公司、波士顿儿童医院Christopher A. Walsh实验室以及ARUP实验室合作设立了遗传咨询师海外临床培训站点。

最后,贺林院士再次阐述了他所倡导的“新医学=旧医学+(基因)组学+遗传咨询”的理念,强调新医学是带有革命性的一场医学理念的变换,对于新医学的正确认识会使我们掌握解决疾病和增进健康的钥匙。转化医学、精准医学及个性化医学都缺少不了遗传咨询。要想在这场无硝烟的“基因世界大战”中成为最终的胜者,就需要在新医学的引导下,尽早的掌握遗传咨询的知识。

龚瑶琴:单基因突变的类型与遗传模式

龚瑶琴教授以实际的病例为依据,介绍了单基因遗传病中常染色体显性、隐性,X连锁显性、隐性,Y连锁的类型与定义,并利用家系图详细解析每一个病例的遗传特点及再发风险。龚教授还向学员讲述了遗传病基因诊断的主要方式,如检测导致疾病的基因突变的直接诊断或用连锁分析方法,利用基因多态位点跟踪致病基因在家系中传递的间接诊断。

王红艳:复杂疾病的遗传度及危险度评估

王红艳教授多年从事有关遗传性疾病的遗传易感性关联研究,致病基因突变检测及患病风险评估。她在报告中结合自身的研究实验,从piggyBac转基因鼠中筛选出神经管畸形的新的候选基因的研究,阐述了复杂疾病的遗传和风险评估。她通过分析神经管畸形的致病基因,和大家探讨了出生缺陷的遗传机理。

马端:表观遗传变异相关疾病的遗传咨询

马端教授首先介绍了表观遗传学和基因调控相关的基本概念。在表观遗传中,DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。表观遗传变异包括DNA 甲基化、基因组印记等方面,DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。马教授列举了表观遗传变异相关疾病,如Prader-Willi/Angelman综合征、Beckwith-Wiedemann/Russell-Silver综合征等,还以图文并茂的形式介绍了组蛋白修饰、非编码RNA等内容。

第三天(11月9日)

蔡光伟:染色体数量异常的检测及遗传咨询

第一位授课的是香港中文大学妇产科学系蔡光伟教授,他首先介绍了染色体发现的过程,推荐了学习染色体命名相关的参考资料ISCN(2013);随后,他讲解了如何提高产前染色体核型的质量,分享了多个临床应用中的具体案例。他强调,无创产前筛查并不是诊断。

最后一部分内容中,蔡教授介绍了基因芯片的不同类型、技术平台以及用途,对比了染色体核型分析与芯片微阵列在功能和用途上的差异。让人印象深刻的是,在授课结束后,一大批学员提出了多个在临床应用中遇到过的具体问题,蔡教授都一一给出了详细的解答。除了专业的指导意见,他在答疑过程中还提到了以下两点:第一,实验人员的培训非常重要;第二,临床过程中有些问题我们无法避免,我们只能想办法做到更好。

傅松滨:染色体结构异常的检测及遗传咨询

第二位授课的是哈尔滨医科大学副校长傅松滨教授;他说,现在在中国启动遗传咨询师的培训有两个目的:第一是培养临床遗传咨询师和分析师,第二是培养临床遗传病的检验师。傅教授的实验室是我国第一批开展临床遗传检验的实验室,他从1980年就开始从事遗传病染色体分析。

染色体一词在1988年由Waldeyer提出;分析技术的成熟阐明了染色体畸变与疾病的关系,并逐渐形成了一个新的分枝学科——细胞遗传学。荧光原位杂交、显微切割技术及染色体涂染等新技术使细胞水平的研究和分子水平的探索衔接了起来。此次授课中,傅教授主要介绍了人类中期染色体的形态结构、人类正常核型、染色体显带和显带染色体的命名以及染色体畸变相关的知识。

徐湘民:血红蛋白病的遗传咨询

第三位授课的是南方医科大学基础医学院医学遗传学教研室主任徐湘民教授,他介绍了血红蛋白病和地中海贫血的分子遗传基础。血红蛋白病是世界上最常见的出生缺陷之一,全球每年约有790万出生缺陷患儿出生,5种常见的疾病占7000种出生缺陷的25%,血红蛋白病的发病率位于第三位。

此次授课中,徐教授主要介绍了α和β地中海贫血的分布情况、分子机制、病理学机制、临床分类、临床特征、血液学表型特征、遗传学基础以及携带者筛查和产前诊断的流程等内容。最后,他强调了地中海贫血遗传咨询的三大规律:主要遵循常染色体隐性遗传规律、罕见病例遵循特殊遗传规律、表型变异遵循遗传修饰作用规律。

黄涛生:先天性心脏病的遗传咨询

第四位授课的是辛辛那提儿童医院黄涛生教授,他主要讲解的是先天性心脏病的遗传咨询。黄教授讲解了心血管畸形(Cardiovascular Malformations,CVM)四种不同类型的临床分类;并根据不同病因,列举了多个与先天性心脏病相关的综合症的临床表现,包括21三体综合征、18三体综合征、13三体综合征、Turner综合征、Digeorge综合征、Noonan 综合征等。

他强调,与先天性心脏病相关的综合征有两三百个,这次只是从不同的层次列举了其中一些。此外,黄教授还列举了一系列与心脏发育相关的药物,总结了为患有先天性心脏病人提供遗传咨询的一套完整流程以及不同人群患先天性心脏病的整体风险和遗传风险。授课结束后,黄教授还详细解答了学员提出的多个临床中遇到的难题。

第四天(11月10日)

袁慧军:遗传性耳聋的遗传咨询

第一位授课的是第三军医大学西南医院医学遗传中心主任袁慧军研究员。耳聋是常见的高发、严重致残的遗传性疾病;袁慧军主任首先介绍了耳聋在全球和中国发病现状、聋生在我国特殊教育学校中所占的比例、耳聋的风险因素以及遗传性耳聋致病基因的研究现状、步骤和研究方法。

据介绍,经过了二十多年的研究,中国的遗传性耳聋研究已经在全国五十多家单位、十二个方向广泛开展;授课中,她介绍了中国不同科学家团队近年来在该领域的研究成果。她说,测序技术的普及是耳聋基因研究及诊断发展的新机遇。

随后,她介绍了遗传性耳聋临床基因诊断的技术要点,包括病史调查、物理检查、听力学检查、特殊检查以及遗传学检查等;重点强调了耳聋遗传咨询的任务,包括分析耳聋基因、其他系统的医学提示和预警、生育再发风险以及对其他家庭成员的生育和用药指导。

此外,授课的内容还包括了耳聋基因诊断的队伍组成、基本步骤、相关基因,耳聋产前诊断的服务对象以及具体案例介绍。在授课中,她还强调:第一,我们在这样的时代做科研非常的幸运,应该非常努力的开展工作;第二,不管做任何事情,一定要坚持双赢的原则。

吴元明:遗传代谢病的遗传咨询

第二位授课的是第四军医大学法医司司法鉴定所所长吴元明教授,他授课的主要内容是常见新生儿遗传代谢病的筛查和遗传咨询。他首先分析了遗传代谢病的概念;他说,每一个代谢环节的阻滞都会导致代谢紊乱,遗传代谢病的发病率很高,因此,对它的筛查非常重要。

遗传代谢病可分为小分子代谢异常(包括糖代谢异常、氨基酸代谢异常、脂肪酸代谢异常等)和细胞器官功能失调。授课中,吴教授介绍了常见遗传代谢疾病的临床表现、新生儿及小婴儿遗传代谢病的临床特征以及急性代谢疾病的相关异常体征。

吴教授从四个层面介绍了遗传代谢病的研究和诊断方法,他强调,基因分析是诊断遗传代谢病的金标准。随后,他介绍了16种氨基酸代谢病中最常见的4种、14种有机酸血症中的甲基丙二酸血症以及14种脂肪酸氧化代谢疾病中的原发性肉碱缺乏症。

接着,吴教授分享了遗传代谢病的治疗方针,讲解了一些典型的病例,包括甲基丙二酸血症、希特林蛋白缺乏症、新生儿肝内淤胆型肝炎等。他在授课中强调,很多生化代谢图很难记住,但是一些经典的必须要记得。

贺光:常见多基因疾病的遗传咨询

第三位授课的是上海交通大学贺光研究员,她授课的主要内容是常见多基因疾病的遗传咨询。多基因病也称为多因素遗传病,除了遗传因素以外,环境因素在这类疾病的发生中也起到了非常重要的作用。

在授课的一开始,贺光强调了多基因疾病的三点共性:第一,随着亲属级别的降低,发病风险会相应降低;第二,疾病越严重,家庭中出现新患者的概率要相对高;第三,当疾病分布出现性别比例失调时,患病率低的性别后代发病风险相对高。

随后她介绍了多基因病的基础研究,比较了与单基因病研究方法的差别,以中风为具体实例解释了多基因病在遗传咨询中的特殊性。在这一部分内容中,她强调了两点:第一,测序成本的降低推进了多基因病的研究;第二,家族史在多基因病研究中非常重要。

此次授课中,最主要的内容是四种具体多基因疾病(年龄相关性黄斑变性、2型糖尿病、原发性高血压以及阿尔兹海默)的发病机理、分布、患病因素、主要相关基因、治疗方案等内容的介绍。让人印象深刻的是,贺光研究员在介绍完每一种疾病的全部信息后都有一个突出重点的总结,帮助学员进一步巩固知识要点。

张锋:人类基因组结构变异/拷贝数变异与基因组病

第四位授课的是复旦大学生命科学学院张锋教授,他授课的主要内容是人类基因组结构变异/拷贝数变异(SV/CNV)与基因组病,主要介绍了致病SV的发现与致病机制、人类群体常见的SV、SV产生机理和诱导因素、SV的突变环节与遗传咨询以及SV的分析和诊断技术。

据介绍,SV与多种人类疾病密切相关,包括多器官发育缺陷(多发畸形、生长发育迟缓、进行性肌营养不良等)、神经发育缺陷(智力障碍、癫痫、孤独症等)以及其它人类疾病(男性不育、色盲、严重肥胖等)。课中,张锋教授还介绍了三大全基因组CNV平台以及五种CNV定点检测技术,包括Quantitative PCR、MLPA、AccuCopy等。

第五天(11月11日)

吴志英:线粒体疾病的遗传咨询

第一位授课的是浙江大学医学院附属第二医院神经内科吴志英教授,她的授课主要包括线粒体、线粒体DNA与线粒体疾病三个方面。据介绍,除外伤外,几乎所有的疾病都与遗传因素有关,都有其相应的致病基因或易感基因,其中约2/3疾病累积神经系统。

1894年,Altmann在动物细胞中发现了线粒体,称为生物芽体;1897年,Benda将其命名为线粒体;1962年,Luft等首先报道1例线粒体疾病;1963年,Nass在鸡胚中发现了线粒体DNA。吴教授在第一部分的内容中介绍了线粒体的形态结构、超微结构、电子传递链、呼吸链复合体以及主要功能(包括能量供应、氧化应激、凋亡、钙储池等)等内容。

第二部的内容中,吴教授主要介绍了线粒体DNA的结构特征和遗传学特征;其中遗传学特征包括以下六点:第一,线粒体DNA具有半自主性;第二,线粒体基因组所用的遗传密码和通用密码不同;第三,线粒体DNA为母系遗传;第四,线粒体DNA的突变率极高;第五,线粒体DNA遗传具有阈值效应;第六;线粒体DNA具有遗传瓶颈与复制分离现象。

线粒体DNA的突变类型有三种,即点突变、大片段重组(复制和缺失)、mtDNA数量减少。确定一个mtDNA是否是致病性突变有四个标准:第一,突变发生于高度保守的序列或发生突变的位点有明显的功能重要性;第二,该突变可引起呼吸链缺失;第三,正常人群中未发现该mtDNA突变类型,在来自不同家系但有类似表型的患者中发现相同的突变;第四,有异质性存在,而且异质性程度与疾病严重程度呈现正相关。

第三部分内容中,吴教授介绍了线粒体疾病的概念、按缺陷的遗传原因的分类、病因及发病机制、病理表现以及多个相关的综合征,包括Leber遗传性视神经病、线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征、肌阵挛性癫痫伴肌肉破碎红纤维综合征以及Keam-Sayre综合征等。

线粒体疾病的辅助检查包括了血液检查、肌肉活检、影像学检查、肌电图以及线粒体DNA分析;其中线粒体DNA分析对诊断具有决定性的意义。讲课中,吴教授还用一张图总结了线粒体疾病诊断与研究的路径。此外,她还介绍了线粒体疾病的一般治疗和代谢治疗方式以及在遗传咨询过程中的一些注意事项。

卢大儒:肿瘤的遗传咨询

第二位授课的是复旦大学生命科学院卢大儒教授,他授课的主要内容是与肿瘤的遗传咨询相关。据介绍,癌症影响着每一个人,给患者、家庭和社会带来的巨大的负担;癌症是主要的致死原因,尤其在发展中国家更是如此。肿瘤的发生是一系列基因连续突变累积的结果,有家族遗传性,也有非遗传性(散发性),取决于发生变异的是体细胞还是生殖细胞。

DNA变异的主要方式包括单核苷酸多态性、缺失和插入、片段替换、倒转变异以及拷贝数变异;基因突变导致细胞增殖失控的主要机制有以下几种:第一,体细胞突变激活其它的下游途径;第二,限制细胞增殖的负反馈调节途径的破坏;第三,逃避生长抑制因子的作用;第四,细胞增殖途径异常促进细胞恶变;第五,失去细胞接触抑制。

卢教授首先重点讲解了原癌基因的概念、类型,介绍了部分特定基因的发现过程和作用机理,包括了Ras、EGFR等;总结了原癌基因的几种激活方式,包括基因突变、染色体易位、选择性剪切、基因扩增以及插入激活等。据称,原癌基因只需要单拷贝的突变就可以成为有功能的癌基因。

随后,他介绍了肿瘤抑制基因的概念、功能、明星基因(p53)以及特征;重点讲解了二次突变学说。肿瘤抑制基因需要两个拷贝的突变才能促进肿瘤发生的功能,而表观调控是沉默肿瘤抑制基因的重要机制。

第三部分的内容,卢教授介绍了DNA修复与癌症发生之间的机制。目前报道的DNA修复相关的基因有200余个,至少有40余种DNA修复基因的突变。DNA的修复方式包括直接逆转、碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、双链断裂修复、同源重组修复等。紧接着,卢教授用抗战的比喻生动的阐明了肿瘤的免疫逃逸。

随后,他还介绍了基因突变与靶向药物、基因表达与肿瘤治疗、融合基因与药物治疗、DNA甲基化与药物等相关内容。授课中,卢教授强调,从进化的角度说,肿瘤是必然会发生的,因此,我们不需要害怕;他将与癌症斗争的过程比喻成“与狼共舞”,指出要尽可能肿瘤扼杀在摇篮里。

最后一部分内容中,卢教授介绍了肿瘤遗传咨询的目的与意义。他以乳腺癌为例,讲述了遗传性乳腺癌患者遗传咨询的流程。

孙树汉:不孕不育的遗传咨询

第三位授课的是第二军医大学医学遗传学教研室主任孙树汉教授,他主要讲解的内容是不孕不育的细胞遗传咨询。据调查,已婚夫妇中不孕不育症患者约占15%,这其中女方不孕和男方不育因素各占40%,原因不明者约占20%。

孙教授首先介绍了几个不孕不育相关的综合征的临床表现、病因、遗传学基础等相关的内容,包括先天性卵巢发育不全综合征、卵巢早衰、先天性睾丸发育不全综合征、Y染色体微缺失综合征等。

随后,他介绍了不孕不育的遗传学诊断与实验室检查方式;其中女性不孕检查包括染色体核型分析、卵巢功能检查、输卵管通畅试验、子宫镜、腹腔镜检查等,男性不育检查包括染色体核型分析、精液常规检查等。最后,孙教授重点讲解了不孕不育的遗传学治疗方式——试管婴儿;他说,辅助生殖技术的发展为不育不孕患者带来了希望。

刑清和:药物不良反应的遗传学研究与个体化治疗基因检测

第四位授课的是复旦大学生物医学研究院刑清和教授;他说,药物的个体化治疗是精准医学的一个主要内容,药物不良反应是临床用药安全的重要障碍。首先,他介绍了药物不良反应的概念、分类、干预模式、主要发生机制(A型和B型);其中B型药物不良反应中最主要的是药物引起的皮肤不良反应和肝损伤。

第二部分内容,刑教授讲解了药物不良反应的遗传学研究方法,主要包括关联分析(包括基于候选基因的关联分析与全基因组关联分析)和连锁分析;他重点解析了卡马西平和巯基嘌呤个体治疗的遗传咨询。

刑教授表示,尽管每一种药物的不良反应都有自身的特点,但是总体上也存在一些共性,主要表现在分子诊断标准的临床评价、药物遗传学的种族差异、未知药效相关基因的影响、非遗传因素对药效的影响等方面。

让人印象深刻的是,在讲课的最后,邢教授强调了几个非常重要的观点:

第一, 在做科研时,一定要知道统计学差异与临床价值之间的区别;工作的全部意义在于使我们的生活变得更好,但发文章易,解决临床问题难。

第二, 用遗传学知识预知未来是科学的,不是迷信。

第三, 每一生命都应该是有尊严且被善待的,正如每一起医疗冲突都是具体的。在医患双方各自的立场和经历中,被伤害和被侮辱随时可能以各种形式发生。医生应该思考如何降低自己引起医患纠纷发生原因中所占的比例。

第四, 正确的方法总是比盲目的努力更重要。现在的疾病诊治不能依然按照之前传统的方法进行,要与时俱进,把最新的研究成果用到临床中。

第五, 基因检测是精准医疗的重要支撑,可以使相关药物更加安全有效,墨守成规是无“才”;但基因检测有严格的适应症,不能过分的解读,盲目开展不成熟的基因检测项目是无“德”;我们要做到的德才兼备。

第六天(11月12日)

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。

那么,“样本+NGS=大数据”将为我们带来怎么样的机遇呢?李亦学研究员首先介绍了23andMe运用基因大数据的成功案例以及23andMe公司个人基因检测报告的相关项目。然而,他也表示,数据以及数据背后的知识之间有一个巨大的鸿沟;统计学家Terry Speed说:“在数据产生之前,好的实验设计会非常有帮助。”

授课中,他还总结了生物信息学研究的九条“军规”,即Targeting(明确目标)、Previous knowledge(知识积累)、Data preparation(数据准备)、Try-and-error(试错)、Intrinsic modules、Vision to the fields、Prediction and Assessment(预测和评估)、Values of discoveries及Dynamic of the methodology。最后,他分享了一些生物信息学应用的案例。

第七天(11月13日)

王彦林:遗传学产前诊断流程的规范和标准

第四届遗传咨询师培训班压轴授课的是上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院产前诊断中心主任王彦林,她主要讲课的内容是“遗传学产前诊断流程的规范和标准”。首先,她详细讲解了自2003年5月1日起实施的《产前诊断技术管理办法》以及7项相关配套文件。

第二部分内容中,王彦林主任讲解了介入性产前诊断的三大技术,包括羊水穿刺、绒毛穿刺以及脐血穿刺;比较了这几种技术的操作时间、危险性以及操作难度。此外,她还总结了最常见的产前诊断适应症,如孕妇年龄大于35岁、血清筛查阳性、遗传病家族史、不良产史等。

随后,王彦林主任讲解了几种染色体病的检测技术,包括常见核型分析、芯片及比较基因组杂交;解析了一些具体的临床问题,如细胞遗传实验室对嵌合体的评估。她强调,“做到全面详细的遗传咨询,告诉孕妇胎儿各种可能的预后”非常重要。最后,她还分享了胎儿宫内诊治的经验思考。

在演讲中,笔者印象最深刻的是,王彦林主任在讲到她自身经历的一些临床案例时几度哽咽,可以深刻的感受到她在成功挽救了小生命的感动和欣喜。她说,我们要尊重生命,不能轻易的下“流产”的结论;我们不能过分自信,要经常看文献,跟进世界上最新的技术;我们还要与家属之间形成良好的沟通。

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