【病理干货】荧光原位杂交（FISH）技术：精准医学的得力助手

奋斗的小鸟

技术简介
荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization, FISH）是20世纪80年代末在放射性原位杂交技术基础上发展起来的一种非放射性分子生物学和细胞遗传学结合的新技术。该技术以荧光标记取代同位素标记，通过荧光素标记的核酸探针与待测样本中的核酸序列进行杂交，从而实现对特定DNA序列的定性、定量及相对定位分析。FISH技术自问世以来，凭借其独特的优势在遗传病诊断、病毒感染分析、产前诊断、肿瘤遗传学及基因组研究等领域得到了广泛应用。

技术原理
FISH的基本原理是将已知的标记单链核酸作为探针，按照碱基互补配对的原则，与待检材料中未知的单链核酸进行杂交，形成可被检测的杂交双链核酸。这些探针通常采用荧光素直接或间接标记，使得杂交信号在荧光显微镜下清晰可见。通过FISH技术，研究人员可以直观地观察到DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的位置，从而实现对特定基因的精确定位和分析。

技术优势

• 非放射性，安全高效：与传统的放射性原位杂交相比，FISH技术采用荧光素标记，无需放射性同位素，不仅避免了放射性污染的风险，还显著降低了实验成本，提高了实验的安全性和可操作性。
  
• 高灵敏度与特异性：FISH技术通过多重免疫化学反应，能够显著增强杂交信号，使得检测灵敏度大幅提升。同时，探针的特异性设计确保了检测结果的准确性，减少了假阳性和假阴性的发生。
  
• 多重染色，信息丰富：FISH支持多色荧光标记，允许在同一实验中同时检测多种DNA序列，极大地提高了检测效率。这种能力使得研究人员能够全面、深入地了解目标基因的复杂变化，为精准医学提供丰富的遗传学信息。
  
• 定位准确，直观可视：FISH技术能够在染色体或DNA纤维切片上精确定位特定基因，通过荧光显微镜直接观察杂交信号，实现了从分子水平到细胞水平的直观可视化。这种定位能力为基因作图、基因扩增及缺失检测等提供了强有力的支持。
  
• 快速便捷，周期短：FISH实验步骤简洁，操作相对容易掌握，且实验周期短，能够迅速得到实验结果。这对于需要快速诊断的遗传病、肿瘤等疾病患者来说尤为重要。
  

技术应用
肿瘤检测与诊断

• 肿瘤辅助诊断：FISH技术主要用于肺癌、乳腺癌、肾癌等肿瘤的辅助诊断。通过检测肿瘤细胞的特定基因变化，如基因扩增、缺失或重排等，为肿瘤的诊断提供重要依据。
  
• 预后评估：在肿瘤预后评估方面，FISH技术能够检测与肿瘤预后相关的特定基因变化，如脑胶质瘤中的1p和19q缺失情况，以及神经母细胞瘤中的NMYC表达等，从而提供对肿瘤发展和患者预后的精准信息。
  
• 靶向药物指导：FISH技术还可以指导靶向药物的应用。例如，在乳腺癌中检测HER2基因的扩增情况，以判断患者是否适合接受赫赛汀（HER2靶向药物）治疗；在肺癌中检测ALK、ROS1或CMET基因的融合情况，以指导克唑替尼等靶向药物的使用。
  

产前诊断与遗传病筛查

• 胎儿染色体异常检测：FISH技术是产前诊断胎儿染色体异常的重要手段，主要针对21三体综合征（唐氏综合征）、18三体综合征和13三体综合征等染色体非整倍体异常。通过检测胎儿细胞的染色体数目或结构异常，为孕妇提供及时的产前筛查和诊断服务。
  
• 遗传病筛查：FISH技术还可以用于其他遗传病的筛查，如通过检测特定基因的突变或缺失情况，来评估个体患某种遗传病的风险。
  

基因定位与图谱绘制
FISH技术在基因定位及基因图谱绘制方面也具有重要作用。通过使用已知的荧光标记单链核酸作为探针，与待检材料中的未知单链核酸进行杂交，形成可检测的杂交双链核酸。由于DNA分子在染色体上呈线性排列，这使得探针能够直接与染色体发生杂交，从而实现特定基因在染色体上的精确定位。这对于基因图谱的绘制和基因功能的研究具有重要意义。
其他应用

• 病毒感染检测：FISH技术还可用于检测病毒感染，如通过检测病毒核酸在宿主细胞内的定位情况，来判断病毒感染的状态和程度。
  
• 微小残留病变检测：在肿瘤治疗中，FISH技术可用于检测微小残留病变，通过定量分析残留肿瘤细胞的数量和特征，为评估治疗效果和制定后续治疗方案提供依据。
  

展望未来
随着分子生物学和细胞遗传学技术的不断发展，FISH技术也在不断进步和完善。多彩色荧光原位杂交（M-FISH）、DNA纤维荧光原位杂交技术（DNA fiber-FISH）等新技术不断涌现，进一步拓宽了FISH技术的应用领域和检测精度。未来，FISH技术有望在精准医学、遗传病防控及肿瘤个性化治疗等领域发挥更加重要的作用，为人类的健康事业贡献更多力量。

FISH检测示例图片



百普赛斯病理试验室ALK的FISH染色结果




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