分子与细胞遗传学实验室由海外留学归来及国内的分子生物学、医学遗传学、生殖医学专家、教授、博士组成的高素质的研究与检测队伍组成。实验室包括细胞遗传学实验室、基因分析实验室和分子生物学实验室，有国内的检测设备。人员
、仪器都具有国际水平，可准确地完成染色体数量和结构分析、全基因组谱序分析和对靶基因异常进一步鉴定。致力于建成竭诚为临床提供全面服务的疾病基因分析平台，为院内外临床和科研提供服务。

　　基因与遗传疾病严重危害人类健康

　　细胞核内和线粒体内的核苷酸序列是我们生命的基础。人类大约有2.3万个基因严格地排列在23对染色体上。体细胞基因异常可能诱发疾病,也可能不诱发疾病，但生殖细胞的基因或染色体数量和结构异常,则易导致可见的器官结构缺陷与不易被觉察的先代谢病、行为疾病、发育迟缓及学习障碍等。基因突变可以有不同的表型，如遗传的PTEN基因突变可能导致自闭症，而许多肿瘤发生与PTEN的获得性突变有关。胚胎形成后(获得性)发生的DNA序列和染色体结构异常，则常与癌症的发生、发展及愈后密切相关，如BRCA和RAS基因的突变，常见于乳腺癌和其它系统肿瘤。ERBB2基因的扩增则与癌症的预后判断和指导靶向治疗相关。此外，越来越多的研究表明，基因的改变除导致代谢疾病、癌症和发育异常外，还可以明确地影响外源性致病因素、心血管疾病、精神和心理性疾病的易感性。

　　所有生命现象的发生和改变，都受基因表达的控制。基因检测对遗传疾病的诊治有重要意义。首先，基因结构或表达异常，是影响人类健康重要的发病机制之一。目前，在OMIM数据库内已明确分子机制的表型(体征)超过5000个。有基因突变的表型约3000个。可查询数据超过22000条。美国有1200万个遗传相关疾病患者，推测中国遗传相关疾病患者的数量是美国的4倍。其次，营养和卫生条件的巨大改善，感染性疾病和营养不良性疾病所占门诊病人的比例，已经明显下降。在发达，基因和遗传相关疾病的比例与30年前相比大幅上升，英国的儿童医院该类患儿已由<10%上升至60%。后，现代医学、尤其是癌症诊治正朝向个性化发展，越来越多的靶向药物疗效，与疾病的基因是否改变有关。

　　基因与遗传疾病诊断，下一代医学的至高点

　　具有国际水平的分子与细胞遗传实验室，可以向公众提供全方位的基因和染色体异常相关分析手段，不仅为优生优育提供健康保证，也是不育症和复发性流产患者查找本质性原因的平台;全基因组高分辨微阵列比较杂交分析，是临床上早期发现儿童和成人先天性和获得性基因突变相关疾病(如自闭症、迟发性疾病和癌症等)的的、国际认可的检查方法。新一代基因排测序分析，为癌症患者提供了个性化治疗所需的高通量参考信息，正在改写传统的癌症分类治疗理念，突破器官组织分类法的束缚，根据基因检测结果，按照信号通路分类选择个性化治疗药物。

　　目前开展的临床检查项目包括染色体拷贝数、染色体结构和染色体动力学分析，全基因组1kb分辨率检测及疾病靶基因的鉴定， 不孕不育症和复发性流产相关134个生殖基因(排)测序分析， 475个癌基因(排)和19个融合基因的测序分析。这些新一代医学检测手段，可以以快、简单、全面的方式查找各种病因，为病人诊断治疗和预后判断提供依据、发现易感人群，是预防医学的极大进步。

　　重点发展的特色检查项目 是单个细胞基因分析技术，即对母体循环血液中的胚胎细胞进行全基因组或靶基因的深度分析，消除侵入式检查可能给孕妇和胎儿带来的伤害;为癌症病人血液中的少数游离癌细胞进行基因表达分析和基因组检查。作为研究方向，我们的中长期目标是利用的基因编辑技术，研发突变基因矫正治疗的药物和方法。

　　完整的基因和遗传诊断体系正在改变传统医学观念

　　经过百年的发展，基因疾病已经从表型描述诊断，发展到病因诊断，从染色体检查发展到单碱基测序和修饰，从单个基因的分析发展到全基因组检查。

　　基因检测是一个全新的诊断学科，除了完善遗传学分析之外，还广泛用于单基因甚至单个核苷酸的突变分析，基因谱序的筛查;结合其它形态学分析、基因产物分析、核苷酸序列分析和染色体分析技术鉴定，才能使基因诊断趋于全面和准确。 所以，与基因相关的病因诊断，是一个多学科的综合项目。明确的基因诊断，可为病人提供病因病情分析、预后判断和治疗参考。

　　分子细胞遗传实验室全面解决疾病的本质

　　分子与细胞遗传实验室致力于建成能够为临床提供全面服务的疾病基因分析平台，为院内外临床和科研提供服务。具体开展的项目包括：

　　1.常规染色体G带分析 引进莱卡全自动智能中期染色体捕获系统和Cytovision分析系统，用于分析染色体数目和大体结构如大片断缺失、插入和易位等改变。

　　2.FISH分析单基因异常和微缺失 用来做已知疾病基因诊断和确定aCGH检查的结果。广泛用于白血病、淋巴瘤的鉴别诊断。

　　3.aCGH分析用于全基因组检查 任何片段大小的遗传物质改变，都可以导致疾病的发生。染色体的分辨率>5 Mb,而aCGH已达到1 Kb的精度，甚至筛查基因单个外显子异常。

　　本实验室利用上述技术，可以对下列疾病相关基因排(Gene panel)突变分析。

　　不育症和自然流产基因排

　　癌症基因排

　　先天性心脏病基因排

　　白血病融合基因排

　　聋哑基因排

　　中国人常见遗传病基因排

　　视力障碍基因排

　　老年病基因排

　　骨骼肌类疾病基因排

　　自闭症基因排

　　血液病基因排

　　代谢性疾病基因排

　　精神疾病基因排

　　各项遗传学检查技术简介

　　染色体显带技术：传统的遗传学分析，主要基于上世纪60~80年代发明的各种染色体显带技术，可用来检查染色体拷贝数量和结构(大片段染色体的缺失、易位、重复等异常)。

　　荧光原位杂交技术(FISH)：荧光原位杂交技术的应用，极大的提高了细胞遗传学分析诊断的准确性，又可以识别染色体的完整性，还能进行逐个基因的染色体定位。用来检查较小片段染色体的缺失、易位、重复和扩增。采用合成寡核苷酸探针，分辨率已达到单基因水平。全染色体多色荧光原位杂交结合高分辨荧光显微镜(mFISH和mBAND)，利于观察染色体的微细结构异常。

　　基因组PCR Array：PCR array可以同时针对性地检查数十种疾病相关基因，但不适合对病因未明疾病的初始分析。Taqman qPCR技术结合了特异的PCR扩增技术和荧光标记探针杂交，减少了本底，增加了特异性。

　　全基因组微阵列杂交比较分析：aCGH芯片可以分析未知染色体微缺失和扩增，甚至单碱基多态性分析，适用于对已知和未知片断缺失和扩增的筛查。分辨率平均为数万碱基对。但不能用来检测基因融合、环状染色体、平衡易位和倒位等。

　　深度测序：有利于筛选疾病相关基因序列异常，由于信息量太大，目前只能选择有限的(几个至几百个基因分成基因排)目标基因进行深度测序，为临床提供服务，但不适合做染色体结构异常分析。

　　nCounter系统： 是一种双重探测技术，增加了特异性。利用核酸荧光条码技术大大增加了敏感性。该技术采用捕获探针和荧光显示探针定量靶DNA或RNA片断，没有扩增，只有浓缩，提高了特异性，排除了ADO假阴性。适合于融合基因和基因断点的检测。既可用于基因组检查，也可用于RNA表达水平的测定。适合于有限目标基因的检测(少于800个)。

　　dPCR系统：DanceDrop 和QuantStudio™ 3D Digital PCR 是第三代微流控PCR技术，敏感性超过普通PCR 1000倍。理论上从单拷贝起始扩增，结合实时定量，可以从几万至几百万个野生基因中检出一个突变基因。适合单细胞基因组分析。

　　单细胞基因组分析：单细胞单基因或数个基因的诊断首先应用于PGD，已有20多年的历史，主要采用PCR和荧光原位分子杂交技术。近年单细胞基因组测序分析的一系列相关技术，已成为PGD、母体血内循环胚胎细胞以及循环胚胎DNA产前诊断的热点。主要进展包括单细胞分离技术、高保真DNA和RNA扩增试剂和高通量检测技术。

　　分子与细胞遗传实验室人员概况:

　　李存玺(博士) 首席科学家

　　李能干(博士) 主 任

　　窦肇华(博导) 教 授

　　刘恒涛 实验员

　　郑 晗 实验员

　　于丽华 实验员

　　于剑飞 实验员

　　张晋瑒 实验员

　　刘 舒 实验员