若臨床懷疑病患罹患白血病融合基因相關的疾病,下列何種萃取物最適合實驗室進行反轉錄聚合酶連鎖反應?
詳細解析
本題觀念
本題承接前兩題central dogma的脈絡,將分子生物學基礎知識延伸應用到臨床分子檢驗場景:當懷疑病患罹患與白血病融合基因相關的疾病時,實驗室該萃取何種分子,才能以反轉錄聚合酶連鎖反應(RT-PCR)進行檢測。這是連結基礎理論與臨床檢驗實務的關鍵一題。
RT-PCR(reverse transcription polymerase chain reaction)結合了反轉錄酶與聚合酶連鎖反應兩個步驟:先以反轉錄酶將RNA反轉錄成互補DNA(complementary DNA, cDNA),再以聚合酶連鎖反應擴增特定的DNA片段。這項技術的起始模板必須是RNA,主要用途是測量特定RNA(例如mRNA)的表現量,而非單純偵測基因體DNA上是否存在某段序列。
選項分析
A:DNA是基因體層級的遺傳物質,可用於偵測染色體易位的斷點位置本身,但RT-PCR的定義即是先將RNA反轉錄為cDNA、再行擴增;若萃取物為DNA,便不需要反轉錄步驟,也無法反映融合基因是否被實際轉錄表現,故A不正確。
B:白血病常見的融合基因(例如BCR-ABL1)是染色體易位後產生的基因,臨床上監測此類融合基因的標準流程,是先萃取RNA,再以反轉錄酶生成cDNA,最後以RT-PCR擴增融合轉錄本,此流程能同時反映融合基因是否存在與其表現活性,是國際標準化的白血病分子監測方法,故B為本題正解。
C:蛋白質(protein)並非核酸,反轉錄酶與聚合酶皆無法以蛋白質為模板進行合成或擴增;融合基因所產生的異常蛋白質,需以西方墨點法或免疫染色等蛋白層級方法偵測,並非RT-PCR的適用範圍,故C不正確。
D:長鏈非編碼RNA(lncRNA)是不會被轉譯成蛋白質的非編碼RNA亞型,而白血病融合基因所產生的轉錄本,多屬於可轉譯生成異常融合蛋白的mRNA,臨床監測所需萃取的是總RNA(涵蓋mRNA),而非特別針對lncRNA這個次族群,此選項描述並不精確,故D不正確。
答案解析
本題答案為B。臨床上懷疑病患罹患白血病融合基因相關疾病時(例如慢性骨髓性白血病的BCR-ABL1融合基因),實驗室進行RT-PCR檢測的標準流程,是先自檢體萃取總RNA,再以反轉錄酶將其轉為cDNA,最後以巢式或即時定量聚合酶連鎖反應,擴增出特定的融合轉錄本序列。之所以選擇RNA而非DNA作為起始材料,是因為RT-PCR檢測的目的,不僅要確認融合基因是否存在,更要反映該基因是否被實際轉錄、表現量高低,這對疾病活性監測與治療反應追蹤具有重要的臨床意義,也是目前白血病微小殘餘病灶監測普遍採用的分子方法。
核心知識點
RT-PCR的起始模板必須是RNA,其原理是先以反轉錄酶將RNA轉為cDNA,再以聚合酶連鎖反應擴增目標序列;此技術特別適合用來偵測與定量特定基因的轉錄表現量。白血病相關融合基因(如BCR-ABL1)的臨床監測慣例,即是萃取RNA、反轉錄為cDNA後,進行RT-PCR偵測融合轉錄本,藉此同時掌握基因存在與表現活性兩項資訊。DNA適合偵測基因體層級的序列變異或斷點;蛋白質異常需以蛋白層級方法偵測;lncRNA則是不轉譯為蛋白質的RNA亞型,與白血病融合基因的mRNA轉錄本並非同一檢測標的。釐清這些萃取物與檢測方法的對應關係,是分子檢驗方法學的重要基礎。