分子醫學與前沿
分子診斷(molecular diagnostics)
生病時,過去查明原因的辦法是「看」——看你的皮膚、你的X光片、顯微鏡下染色的細胞切片。分子診斷問的是更精確的問題:實際的分子說了什麼?它直接讀取你的DNA、RNA或蛋白質,尋找某種疾病或微生物特有的分子簽名。
大多數分子檢測靠辨識與擴增來工作——找到一段極小的目標序列,再把它複製到看得見為止。比如檢測病毒,會用設計成與病毒基因組某段獨特序列匹配的短DNA引子;若那段序列存在,一種叫PCR的反應就把它複製幾十億次,訊號隨之亮起。同樣的邏輯可以檢測患者基因中的致病突變、鑑定是哪種細菌引起感染(以及它對哪些抗生素抗藥),或找出孕前攜帶者篩查所用的遺傳標記。由於檢測讀的是序列,它可以極其專一:能把無害變異和危險變異區分開,能把一種流感毒株和另一種區分開。
分子診斷如今是現代檢測的支柱——全世界大多數人做過的新冠PCR檢測就是一種分子診斷。它最大的長處靈敏度也是它最大的危險:由於PCR會複製任何匹配的DNA,一個混入的汙染分子就可能造成假陽性,這正是這類檢測要求一絲不苟的實驗室紀律和恰當對照的原因。而且陽性結果只告訴你某段序列存在,未必說明它就是致病原因——查到一種病毒的基因組,並不等於證明它就是患者生病的緣由。
一份報告「陽性」的鼻拭子新冠檢測並沒有看見病毒——它檢測到了病毒RNA中一段獨特的短序列,透過逆轉錄PCR將其複製到螢光訊號越過閾值,從而推斷病毒存在。
檢測讀取序列並放大它——它從不真正「看見」病原體。
PCR會擴增任何匹配的DNA,包括汙染,因此陽性可能是誤報——而且檢測到某序列不等於證明它致病。
又稱
另見