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研究者利用醋酸纤维素薄膜电泳，通过自动扫描系统分析确定HbA2的含量，可筛查可疑α地贫或可疑β地贫。而Triton-X100/尿酸/聚丙烯酰胺凝胶电泳（TAU PAGE）结合醋纤膜电泳可提高血红蛋白病的检出率，对检出α地贫1基因携带者和潜在性血红蛋白具有较高特异性，并能检出血红蛋白病的双重杂合体和三重杂合体。近来，有报道采用单细胞扩增前引物延伸（PEP）全基因组扩增，后续巢式PCR同步检测B地中海贫血突变基因CD17等10个基因位点，具有较高的扩增成功率和很低的假阳性率和假阴性率。另外，DNA斑点杂交、RFLP连锁分析、基因体外扩增等手段均已应用于产前诊断α及β地中海贫血。
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2．杜氏肌营养不良症
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杜氏肌营养不良症（Duchenne muscular dystrophy, DMD）是常见的性连锁隐性遗传病，主要特征为进行性肌肉萎缩和腓肠肌假性肥大，多数在5岁发病，在20岁左右由于心脏和呼吸衰竭而死亡。其发病率为活产男婴的1/3500。DMD是X染色体Xp21.21－21.3区抗肌萎缩蛋白基因的不同突变形式所致。由于DNA片段的突变或缺失，可以造成基因读码框架的移码，在多数情况下，移码突变将导致DMD。最近文献又报道DMD病人的抗肌萎缩蛋白基因内发现了少数碱基替代性突变。用从Xp21区不同部分分离到的多种DNA探针，如P84，XJ1.1，P87，Jbir, P20等，直接进行相应的内切酶酶谱分析；或者cDNA探针法、多重PCR、荧光定量PCR检测热点区DNA片段，可以简便快速地检测到约90％的具有基因缺失的患者；而对于非缺失型DMD的基因分析则可采用基因内及其旁侧的探针进行RFLP连锁分析，或采用CA重复序列的多态分析法。
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3．苯丙酮尿症
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苯丙酮尿症（phenylketonuria, PKU）是一种常见的常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病。经典型PKU患者由于肝脏内的苯丙氨酸羟化酶缺乏，苯丙氨酸不能转化为酪氨酸而在体内积累，并导致血和尿液中苯丙氨酸及其衍生物排出增多。患儿在出生后若不及时获得低苯丙氨酸饮食治疗，便出现不可逆的大脑损害和严重的智力发育障碍。PKU是由于约11种不同的苯丙氨酸羟化酶基因点突变，导致苯丙氨酸羟化酶的活力减弱甚至完全丧失。用DNA分析技术，如PCR/ASO探针法和PCR/RFLP连锁分析法可鉴定导致PKU的点突变。或通过聚合酶链反应—短串联重复序列（PCR-STR）连锁分析苯丙氨酸羟化酶（PAH）基因内（TC-TA）多态性。另外，多重等位基因特异性聚合酶链反应（MAS-PCR)、聚合酶链反应—单链构象多态性（PCR-SSCP）分析、聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE)、基因芯片等可直接检测已知基因的点突变，通过分析羊水细胞、绒毛细胞的基因或孕妇外周血分离的胎儿DNA, 可对胎儿进行该病分子水平的产前诊断或进行新生儿筛查。
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（二）外源基因的检测
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病原体，如病毒、细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体以及寄生虫感染均可引起机体病变，及时诊断何种病原体对于指导治疗具有十分重要的现实意义。分子生物学的发展使迅速而准确地检测病原体成为可能。下面几个例子可以说明分子生物学在病原体检测中的重要作用。
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1．人乳头瘤病毒（HPV）的检测
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HPV是双链DNA病毒，依据核酸相关性分型已发现70余型。该病毒可以感染人的皮肤和黏膜上皮细胞，诱发细胞增生，产生乳头瘤样病变。不同型别的HPV引起的感染具有不同的临床表现，6和11型与尖锐湿疣、喉头鳞状上皮乳头状瘤发生有关；HPV16和18型与宫颈癌发生有关，在前列腺癌、食道癌、肛管癌、大肠癌中也检测到HPV16、18DNA, 但与这些肿瘤发生的确切关系还不清楚。迄今，HPV难于用传统的病毒培养及血清学技术检测，只能采用分子生物学技术来诊断，早期的主要检测方法有核酸杂交，PCR或两者结合。Manas等从HPV L1区中选择保守序列设计了一对引物，该引物可扩增HPV6，11，16，18及33型等病毒序列，然后再合成一系列型特异性探针。与上述引物的扩增产物进行杂交，达到检测和分型的目的，该法灵敏度很高，能检出10个拷贝的HPV DNA, 故可用血清和脱落细胞进行检查。荧光定量PCR技术集快速、可靠、敏感、特异及操作简便于一体，从而更适用于大规模临床筛选及在临床广泛推广应用。但利用该法进行HPV分型需要将HPV常见基因型逐个筛选才能最后确定感染的HPV型别。原位杂交由于在杂交时的稳定性不高，使杂交率降低，影响HPV的检出率。第二代杂交捕获法（HC2）的灵敏度和特异性均较好，但存在交叉污染、费用昂贵等缺点。此外，基因芯片（反向斑点杂交）具有快捷、灵敏度高、特异性强、稳定性和重复性好的优点，能在一个反应中同时检测不同HPV亚型，但敏感性不高，且只能提供半定量结果。
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液相芯片是近年才发展起来的新方法，是基于Luminex xMAP system的一个多功能生物芯片分析平台，整合了编码微球、激光技术、应用流体学、高速数字信号处理器和计算机运算法则，具有高通量、灵敏度高、速度快等特点。笔者采用液相芯片技术可同时达到对几十种HPV亚型的检测，发现该技术比反向点杂交的多重感染阳性检出率明显要高。由于检测成本和费用也相对便宜，不仅可以进行临床筛查，还对大范围的流行病学调查及HPV疫苗的研究提供可靠资料。
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2．肝炎病毒的检测
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应用核酸杂交和PCR检测急性甲肝和急性戊肝患者粪便中的HAV或HEV已有较多报道。乙型肝炎病毒（HBV）感染的诊断，主要采用免疫测定法检测血清标本中的HBsAg, HBeAg, 抗－HBs, 抗HBc及抗HBe的存在，免疫测定法简单易行，重复性好，具有重要的临床价值，但其测定的是病毒的蛋白成分和机体产生的相应抗体。基因诊断可直接测定该病毒核酸，其中PCR法可测到1/100000pg的HBV DNA。此外，在一些特定的情况下，PCR技术已显示其独特的优越性，如：①当病毒基因组发生变异时，免疫测定可为阴性而PCR仍可检出；②应用PCR可对患者血中HBV浓度进行粗略定量而对临床治疗及预后判断具有重要意义；③适用于病毒滴度很低的临床标本检测；④用于考核抗病毒治疗效果及检测基因耐药性突变；⑤明确HBV复制状态及传染性；⑥在HBV与原发性肝癌关系的研究等。时间分辨荧光免疫技术（TRFIA）定量测定乙肝五项指标的相对特异性、灵敏度及符合率较ELISA法要高。另外，基于PCR扩增HBV逆转录酶的编码基因后进行直接测序分析的检测方法，较限制性片段长度分析（restriction fragment length polymorphism, RFLP)，具有准确度高、特异性和重复性好等特点。而近期，有学者报道采用微流控基因芯片来检测HBeAg（—）感染者血清前C区及BCP热点变异。
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基因诊断在丙型肝炎病毒（HCV）的研究中同样具有特别重要的意义，HCV是近年才发现的一种单链正肽RNA病毒，丙肝多因输血或血制品而引起，临床预后较差，死亡率较高。发达国家的输血后肝炎的90％～95％属于这一类。在输血者中还存在无症状的HCV携带者。自1989年克隆和序列分析HCV成功后，应用重组抗原和人工多肽抗原为基础的抗HCV检测技术得以发展并不断完善。但由于血清转化需要较长的迟滞期，并有相当部分病人由于机体免疫或病毒变异等各种原因，始终测不出抗HCV。此外，由于所检测的IgG抗体在机体内存在时间较久，故无法区分患者是现症感染还是既往感染。由于HCV在血液中的含量很低，难以用核酸杂交等方法直接检出，而PCR检测具有极高的敏感性和特异性，可从极低病毒含量的肝脏和血标本中检测出HCV特异序列。荧光定量聚合酶链反应（FQ-PCR）则是目前检测HCV RNA的最佳手段，其采用实时检测技术连续不断地检测PCR过程中反应体系对荧光信号的变化，利用荧光信号达到某一阈值时的循环次数与起始模板DNA量的对数值之间的严格线性关系，进行起始模板定量，可真实反映HCV的复制情况。因此，在HCV感染的预防、诊断及疗效判断等方面，无疑起着重要的作用。
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3．HIV的检测
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艾滋病是严重威胁人类生命的疾病之一，由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起。由于HIV-DNA序列可整合到宿主基因组中，因此在相当长的时期内HIV处于潜伏状态。整合的HIV-DNA以很低的拷贝数存在，故需要用非常敏感而又特异的方法进行检测和研究。目前用于HIV的检测方法很多，包括病毒体外培养法、逆转录酶法、外周血中抗原直接测定等。这些方法费时、费力、稳定性较差。原位杂交可直接检测有逆转录活性的细胞内病毒核酸；Southern印迹法可同时对淋巴细胞中的HIV-DNA进行分析；PCR技术敏感、特异，为AIDS病的诊断及研究提供了有力的手段。这些基因诊断技术可用于追踪HIV的自然感染史，可在其他血清学和病毒学标志出现前检出HIV序列。因此可用于判定无症状且血清学检测阴性患者潜在的HIV传播的可能性，并可用于监测长潜伏期（4～7年）的患者。在婴儿出生后最初的6～9个月期间，由于存在母体抗体的干扰，基因诊断可判定婴儿是否真正被HIV感染。采用抗体检测法在普通门诊监测艾滋病病毒感染，虽然快速方便，但存在较长的窗口期，容易漏诊。而制备Au纳米颗粒HIV cDNA基因探针，通过液相杂交技术检测HIV cDNA, 可以缩短检测窗口期，做到早期诊断和预防。此外，基因诊断在血制品的检测中也发挥重要作用。PCR-微流芯片法具有操作简便、快速、灵敏度高、特异性强、重复性好特点，可应用于血液HBV DNA/HCV/HIV RNA的筛查工作，以进一步提高输血的安全性。
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4．结核杆菌的检测
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以前主要依靠痰涂片镜检抗酸杆菌和结核杆菌的培养与鉴定。但痰涂片阳性率不高，且不能确诊，而抗酸杆菌培养又需要较长的时间。目前已建立了该菌的基因诊断方法，如Hance等先用PCR技术扩增出一383bp序列，再用探针杂交，敏感度达到可检出100个细菌的水平。Eisenach等利用结核杆菌染色体中一群特异性重复序列设计的引物用PCR扩增出123bp片段。如进行30个循环，敏感性可达到10fg。由于该保守的特异性重复序列在结核杆菌染色体内有多个拷贝，因此即便某些结核菌株发生变异，只要它保留一个重要序列拷贝就能保证扩增的准确性。而通过PCR-SSCP法检测结核分支杆菌L型rpsL耐药基因，发现其突变与结合杆菌耐受链霉素密切相关。近年，有报道将单侧延长臂分子信标探针设计自然运用到芯片技术上，具有良好的检出率、特异性与敏感性，可直接对结核分支杆菌核酸分子进行特异性检测。另外，蛋白芯片技术具有简便、快速、敏感性高、特异性强和检测成本较低的特点，是结核病辅助诊断的有效方法。
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5．淋球菌的检测
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由于淋病的临床表现缺乏特异性，其确诊主要依靠实验室检查。传统的临床标本涂片染色在中性粒细胞内寻找革兰氏阴性双球菌检查方法，简便易行，但敏感性不高，也不能确诊。淋球菌的分离培养对营养要求较高，生化鉴定复杂，需要较长时间，难以满足临床需要。基因诊断直接鉴定淋球菌，在时间上明显缩短，且更为敏感，故是一种快速、敏感且特异检测淋球菌的新方法。当然，该法尚需广泛的临床考核验证，从根本上取代传统的分离培养法还有待于进一步的研究。根据淋球菌的基因保守序列设计引物和探针，通过制备基因芯片，结合多重PCR技术可检测淋球菌及其对抗生素的耐药性。有文献报道芯片检测结果与目前的临床检查结果具有较好的一致性。
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6．幽门螺杆菌的检测
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大量的临床和流行病学资料均提示，幽门螺杆菌（HP）感染是慢性胃炎和消化性溃疡的主要病因，与胃癌的发生也有密切的关系。随着分子生物学技术的发展，其在HP感染研究中的应用越来越广泛。1988年，研究者最早采用斑点膜杂交法将幽门螺杆菌HP基因组探针用于HP检测。后来有学者报道，PCR可扩增仅一个靶拷贝的HP质粒DNA, 与寡核苷酸探针相比，其灵敏度至少高出100倍。而用套式PCR可合成与扩增产物内部序列互补的寡核苷酸探针与扩增产物进行杂交，可使灵敏度提高10倍，即使低至1个细菌的靶DNA也能检出。此外，用套式引物双扩增或同时在引物扩增序列内选择寡核苷酸作探针，对PCR扩增产物进行Southern blot检测，可使敏感性增加10～100倍，可检出难以培养的球形HP。因此，以前对某些用常规方法不能检出而实际还存在HP的病人，往往会被误认为HP已根除而放弃治疗，而在实际临床诊断过程中采用PCR等较高灵敏度的手段来进行检测分析就显得尤为重要。
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7．人类寄生虫的检测
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钩端螺旋体可引起危害野生动物、家禽和人类的传染性疾病。由于其临床症状多样且不够典型，故既往主要依靠实验室ELISA或显微镜凝集诊断试验为准，但一般要8～10d病人才出现抗体。钩体培养可确诊此病，但费时较长，实验上只能作为回顾性诊断。分子生物学方法，尤其是PCR技术是检测钩体的敏感而且快速特异的方法，有助于早期诊断。但通常某些螺旋体之间存在交叉反应，如不能区分腐生的双曲钩端螺旋体和致病的钩端螺旋体。鉴于临床标本中通常无双曲钩端螺旋体存在，故实际应用时影响不大。而对于梅毒螺旋体的检测，目前所用的标准方法是放射免疫感染试验（RIT)，但该法在临床常规应用并不现实。血清学诊断时确定感染及治疗很有意义，但缺乏早期诊断价值。并且母亲的IgG型抗体可传给胎儿，故对先天性及神经性梅毒的诊断也不够特异。应用PCR法可快速敏感地检测梅素螺旋体。另外，对于其他一些寄生虫，通常采用血涂片或光学显微镜及免疫学方法可获得比较满意的结果。但是，光镜检查费时费力，难以胜任现场大量标本检测的要求，有时也可能发生漏检。用免疫学方法检查抗体虽较灵敏，但不能鉴别以往感染还是现行感染，这对于决定治疗方案及预后极为不利。因此近年来，寻找更加灵敏、特异和简便的检测抗原的方法受到普遍重视，DNA诊断技术从这些传统的检测方法中脱颖而出并逐步显示出其强大的优势，现正被推广应用。
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三、基因治疗的研究进展
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所谓基因治疗，就是用正常或野生型基因置换致病基因以纠正基因结构和功能异常的一种治疗疾病的方法。狭义的基因治疗是指目的基因导入靶细胞后与宿主细胞内的基因发生整合，成为宿主基因组的一部分，目的基因的表达产物起治疗疾病的作用。而广义的基因治疗则包括通过基因转移技术或反义核酸技术、核酶技术等，使目的基因得到表达，或封闭、剪切致病基因的mRNA, 而达到治疗疾病的目的。
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