分子诊断原理与临床应用

《分子诊断原理与临床应用》（Principles and Applications of Molecular Diagnostics）精选自2018年出版的Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics， 6th Edition， 在原著主编和中文版主译共同持之以恒的努力下，在出版方爱思唯尔和上海科学技术出版社双方友好合作的支持下，历经两年，终于面世。
Tietz Textbook ofClinical Chemistry and Molecular Diagnostics第一版由国际著名的临床生物化学家 Norbert W.Tietz 博士于1986年领衔编著。其宗旨为填补检验医学和临床医学之间的鸿沟，指导、选择和开发、评估已建或新建检验方法的有效性。几十年来其宗旨一直未变，内容不断更新。自2006年出版的第四版加入了分子诊断学内容开始，该书从最初的临床生物化学经典教科书，发展为全球临床检验医学实验室广泛使用的重量级参考书。该书第六版主编Nader Rifai博士，是美国哈佛医学院波士顿儿童医院的临床生物化学科主任和美国临床化学协会（AACC）官方杂志《临床化学》主编，他致力于进一步扩展分子诊断的内容，首次将第六版中的临床分子诊断学（包括遗传病和肿瘤/癌症）、临床质谱和临床微生物学等发展迅速领域中的重要篇章分别集结成单行本，以英文版和中文版同时发行，以惠及更多同行。
感谢原著主编Nader Rifai 教授邀请我担任《分子诊断原理与临床应用》主译。近30年我们都在哈佛医学院波士顿儿童医院的临床医学部从事检验医学的临床、科研和教学工作，一起推动和建立了较完整的临床分子诊断体系，包括大分子（核酸和蛋白质）诊断体系和小分子（肽链、氨基酸、代谢物等）诊断体系。我们都深信，一个不断发展、进步且日趋完善的临床分子诊断体系，对疾病的早期诊断、早期治疗、早期防控是至关重要的。20多年前，我开始在国内呼吁和推动分子诊断，并见证了国内临床分子诊断（含基因/基因组检测、分子生物学检测、分子病理等）领域的崛起和发展；尤其见证了近百个独立临床检测实验室在短短几年内的快速兴起，这将给相应的监管带来严峻的挑战。此时此刻，我更愿见证越来越多的实验室向规范化方向健康发展，且能提供日趋成熟的分子诊断报告（即聚焦精准检测和正确解读），这将真正有助于临床对疾病的早诊、早治和早防。希望本书的出版能对此有所帮助。
2015年精准医学（源于基因组医学概念）的提出，使得越来越多的同行甚至大众都认识到，全方位的基因/基因组检测和宏基因组检测及其他泛组学（omics）的分子诊断将是推动和发展精准医学的开路先锋。于是，精准医学时代广义的分子诊断，涵盖了基因组学、蛋白质组学、转录子组学、代谢组学、宏基因组学、微生物组学，以及其他泛组学所涉及的大分子、小分子和微分子的精准检测。这些先进的分子诊断技术的原理和应用，以及临床检测实验室的规范运作和监管措施等，都在本书中得以清晰地展现。
本书的翻译团队成员，除了几位海外资深临床实验室主任，绝大部分是活跃在国内临床检验工作一线的中青年专家，他们都具有从事临床分子生物学、分子病理学或临床遗传学和基因组医学等分子诊断工作的医师资质（如医学遗传医师、临床检验医师或病理医师）。他们结合自身多年的临床实践经验，尽可能将英文版的语意和语境按照中文的表达习惯准确阐述，力争“信、达、雅”。
最后，感谢本书翻译团队的辛劳付出，感谢汤一苇教授对第5章的友情审校，感谢同行专家谷为岳、费嘉对本书翻译的支持，感谢邵红、何一旻、张仪、胥雨菲对本书主译和副主译工作的协助；感谢上海科学技术出版社精心组织。各方的通力合作使得《分子诊断原理与临床应用》《临床微生物学诊断方法与应用》《临床质谱原理与应用∶小分子、多肽和病原体检测》系列图书顺利出版。

吴柏林（Bai-Lin Wu）M.Med.,Ph.D.,FACMG,DABMG
2022年4月25日于哈佛医学院波士顿儿童医院

本书精选自国际临床检验领域经典著作Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics, 6th Edition，系统介绍了分子诊断学基本原理、技术和方法及其临床应用，体现国际新进展和未来发展方向。本书的英文版主编和中文版主译，都是国际知名的临床分子诊断领域的先行者。
本书共14章，在简要介绍分子生物学基本原理与技术理论和人类基因组及其变异研究进展的基础上，着重阐述了各种分子诊断技术及其在感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤等方面的临床应用，检测内容主要涉及核酸（DNA和RNA）和蛋白质（氨基酸和肽），也包括了国际前沿热门的检测技术—循环肿瘤细胞和循环肿瘤DNA（即液态活检技术）、产前诊断中的循环核酸，以及肿瘤基因组学、药物遗传学和DNA身份识别鉴定等实用性检测。涵盖了基因/基因组学和蛋白质组学、人类微生物组学与宏基因组学，以及衍生的其他组学等精准医学领域。
本书内容严谨、专业，全面而不失前沿。

Nader Rifai教授（美国）：美国哈佛医学院波士顿儿童医院临床生物化学科主任，美国临床化学协会（AACC）官方杂志《临床化学》主编

主译吴柏林教授：哈佛医学院波士顿儿童医院基因诊断研究室创始人和临床分子诊断专科医学主任，也是复旦大学附属儿科医院分子诊断中心联合创始人兼任外方主任。其持有美国医学遗传学和基因组学专科执业文凭(DABMGG)，也是美国医学遗传和基因组学院专家委员 (FACMGG)，在美国和中国的分子诊断和基因/基因组检测领域从事科研、教学和临床工作30多年，有着丰富的实践经验。他的团队及其合作者在发现和鉴定与基因突变和基因组失衡相关的出生缺陷的遗传病因方面，以及在转化医学研究和基因诊断开发应用临床级基因芯片（CMA）和二代测序（NGS）等新技术平台等方面走在世界前沿。副主译关明：博士、博士生导师、研究员，复旦大学附属华山医院分子与转化医学研究所副所长、复旦大学附属华山医院中心实验室主任、华山医院北院检验科（执行）主任、华山医院检验医学科副主任。现任中华医学会检验医学分会副秘书长、上海医学会检验分会副主任委员。副主译王剑：博士、博士生导师、研究员，上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心遗传分子诊断科主任。

 第1章·分子生物学的原理 001
遗传学和分子生物学的发展 001
分子生物学要素 002
核酸的结构和功能 004
分子生物学的中心法则 006
表观遗传学 012
理解我们的基因组 014
 第2章·基因组及其变异 016
人类基因组 016
特定人群的基因变异 019
非人类基因组 020
编码 RNA 但不产生蛋白质的 DNA 023
人类基因组变异 023
术语 027
数据库 029
信息学 031
 第3章·核酸分离 033
核酸制备工具的发展 033
核酸制备中的步骤 034
样本类型对核酸制备的影响 038
处理通量 039
具体应用 040
核酸的品质和量 041
用于衡量核酸品质和量的方法 042
方法选择 043
总结 044
 第4章·核酸技术 045
概述 045
核酸制备 048
扩增技术 049
检测技术 058
鉴别技术 059
 第5章·分子微生物学 082
病毒综合征 083
性传播感染 098
呼吸道感染 104
血流感染 108
中枢神经系统 111
胃肠炎 113
抗菌药物耐药性 115
人类微生物组学与宏基因组学 117
未来发展方向 118
 第6章·遗传学 119
孟德尔遗传疾病 119
线粒体 DNA 疾病 160
遗传印记 163
扩展性携带者筛查 165
大规模并行测序技术 167
全外显子组测序 168
细胞基因组学 169
检测结果的报告 172
实验室规章制度 173
 第7章·实体肿瘤基因组学 174
实体肿瘤基因组检测需考虑的问题 174
实体肿瘤的基因组分析 176
实体肿瘤样本的大规模并行测序 178
在临床上解释体细胞突变 182
总结 184
 第8章·造血系统恶性肿瘤的遗传学 185
重现性易位与染色体结构异常 185
造血系统恶性肿瘤的基因突变 197
造血系统恶性肿瘤遗传学调控机制的功能 209
造血系统恶性肿瘤克隆性检测 210
总结 215
 第9章·循环肿瘤细胞和循环肿瘤 DNA 216
循环肿瘤细胞 218
循环肿瘤 DNA 240
联合讨论 CTC 和 ctDNA 248
总结 250
第10章·产前诊断中的循环核酸 251
产前遗传诊断的早期进展 251
降低侵入性产前诊断风险的策略 251
无创胎儿 DNA 检测 252
孕妇血浆中游离胎儿核酸的生物学研究 252
循环胎儿游离 DNA 的诊断应用 254
无创胎儿组学 258
研究方法 258
总结 261
第11章·药物遗传学 262
药物遗传学原理 262
药物基因关联的具体实例 270
未来趋势 288
第12章·身份识别鉴定 289
短串联重复序列及釉原蛋白 290
分析过程 291
 Y — 短串联重复序列 294
线粒体基因组 295
接触样品和 DNA 混合物 296
单核苷酸多态性 296
质量保证 297
统计解释 297
快速 DNA 检测 299
大规模并行测序 299
法律问题 300
亲子鉴定 300
 DNA 鉴定的其他临床应用标记 302
第13 章·氨基酸、肽和蛋白质 304
氨基酸 305
肽 310
蛋白质 314
第14章·蛋白质组学 337
历史回顾 337
生物标志物开发流程 340
自下而上靶向蛋白质组学 344
自上而下的蛋白质组学 351
分析前和其他技术考虑 352
结论 354

Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics是享誉国际检验医学领域的专业高级教材，由国际著名临床生物化学家 Norbert W. Tietz博士于1986年领衔编著。自出版以来，广受欢迎，不断为各类医学名著所引用，已成为国际临床检验行业的经典著作。该书第六版由美国哈佛医学院波士顿儿童医院临床生物化学科主任及美国《临床化学》杂志主编Nader Rifai 博士担任主编。他致力于进一步扩展该书的内容，首次增加了血液学、临床质谱、分子诊断及临床微生物学等篇章，并高瞻远瞩地和另两位编辑A. Rita Horvath、Carl T. Wittwer 合作，将分子诊断方面的14章内容单独出版成书，书名Principles and applications of molecular diagnostics（《分子诊断原理与临床应用》）。本书着重阐述了各种分子诊断技术及其在感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤等方面的临床应用，检测内容主要涉及核酸（DNA和RNA）和蛋白质（氨基酸和肽），也包括了国际前沿热门的检测技术—循环肿瘤细胞和循环肿瘤DNA（即液态活检技术）、产前诊断中的循环核酸，以及肿瘤基因组学、药物遗传学和DNA身份识别鉴定等实用性检测。涵盖了基因/基因组学和蛋白质组学、人类微生物组学与宏基因组学，以及衍生的其他组学等精准医学领域。本书内容严谨、专业，全面而不失前沿，跨多种学科集成分子诊断新领域。