Nicholls P J, Malcolm A D
Department of Biochemistry, Charing Cross and Westminster Medical School, London, England.
J Clin Lab Anal. 1989;3(2):122-35. doi: 10.1002/jcla.1860030210.
One of the most significant achievements of the biochemist during the past two decades is the use to which immunologically based assays have been put in clinical diagnosis (Hood et al.: Immunology, 1984). The problem faced and surmounted by immunologists in effecting the transition from research tool to routine clinical assay bears a remarkable similarity to that confronting the molecular biologist today; i.e., how can nucleic acid hybridization, a technique of obvious potential (Meinkoth and Wahl: Anal Biochem 138:267-284, 1984; Syvanen: Med Biol 64:313-324, 1986; Matthews and Kricka: Anal Biochem 169:1-25, 1988), be modified in order to fulfill all necessary parameters of a routine diagnostic assay? There are several such requirements, and the importance placed on each depends on the objectives of the assay: the technique must be sensitive, specific, and reproducible. Other advantages would be cost-effectiveness, ease of manipulation, and amenability to automation. Ideally, the signal detection should be based on a non-radioactive system, because of the instability of probes labelled with isotopes like 32p, and the potential hazards involved in their handling and disposal. The sandwich hybridization for the analysis of nucleic acid sequences was first used in 1977 (Dunn and Hassell: Cell 12:23-36, 1977), but its potential as a diagnostic assay was not realized until 1983, when it was applied to the detection of adenovirus DNA in nasopharyngeal aspirates from children with acute respiratory infection (Ranki et al: Gene 21:77-85, 1983). It has since been modified and used not only for the detection of microbial infection (Virtanen et al.: Lancet i:381-383, 1983; Ranki et al.: Cur Top Microbiol Immunol 104:307-318, 1983; Lehtomaki et al.: J Clin Microbiol 24:108-111, 1986; Virtanen et al.: J Clin Microbiol 20:1083-1088, 1984; Palva and Ranki: Clin Lab Med 5:475-490, 1985; Polsky-Cynkin et al.: Clin Chem 31:1438-1443, 1985; Parkkinen et al.: J Med Virol 20:279-288, 1986; Palva: FEMS Microbiol Lett 28:85-91, 1985; Palva et al: FEMS Microbiol Lett 23:83-89, 1984; Zolg et al.: Mol Biochem Parasitol 22:145-151, 1987; Palva: J Clin Microbiol 18:92-100, 1983), but also for the analysis of nucleotide sequence variations (Langdale and Malcolm: Gene 36:201-210, 1985). We will discuss the development of the sandwich technique and the advantages it conveys over the more conventional nucleic acid hybridization formats, together with new developments which will ensure that it earns a place alongside immunoassay in the diagnostic laboratory.
生物化学家在过去二十年中取得的最重要成就之一，是基于免疫学的检测方法在临床诊断中的应用（胡德等人：《免疫学》，1984年）。免疫学家在将研究工具转变为常规临床检测方法时所面临并克服的问题，与当今分子生物学家所面临的问题有着显著的相似之处；也就是说，核酸杂交作为一种具有明显潜力的技术（梅因科思和瓦尔：《分析生物化学》138:267 - 284，1984年；西瓦宁：《医学与生物学》64:313 - 324，1986年；马修斯和克里卡：《分析生物化学》169:1 - 25，1988年），如何进行改进以满足常规诊断检测的所有必要参数？有几个这样的要求，每个要求的重要性取决于检测的目标：该技术必须灵敏、特异且可重复。其他优点还包括成本效益、易于操作以及适合自动化。理想情况下，信号检测应基于非放射性系统，因为用诸如32P等同位素标记的探针不稳定，且在处理和处置过程中存在潜在危害。用于分析核酸序列的夹心杂交技术于1977年首次使用（邓恩和哈塞尔：《细胞》12:23 - 36，1977年），但其作为诊断检测方法的潜力直到1983年才得以实现，当时它被应用于检测急性呼吸道感染儿童鼻咽抽吸物中的腺病毒DNA（兰基等人：《基因》21:77 - 85，1983年）。此后它经过改进，不仅用于检测微生物感染（维尔塔宁等人：《柳叶刀》i:381 - 383，1983年；兰基等人：《当代微生物学与免疫学前沿》104:307 - 318，1983年；莱托马基等人：《临床微生物学杂志》24:108 - 111，1986年；维尔塔宁等人：《临床微生物学杂志》20:1083 - 1088，1984年；帕尔瓦和兰基：《临床实验室医学》5:475 - 490，1985年；波尔斯基 - 辛金等人：《临床化学》31:1438 - 1443，1985年；帕尔基宁等人：《医学病毒学杂志》20:279 - 288，1986年；帕尔瓦：《欧洲分子生物学组织微生物学快报》28:85 - 91，1985年；帕尔瓦等人：《欧洲分子生物学组织微生物学快报》23:83 - 89，1984年；佐尔格等人：《分子生物化学寄生虫学》22:145 - 151，1987年；帕尔瓦：《临床微生物学杂志》18:92 - 100，1983年），还用于分析核苷酸序列变异（兰代尔和马尔科姆：《基因》36:201 - 210，1985年）。我们将讨论夹心技术的发展及其相对于更传统核酸杂交形式的优势，以及新的发展情况，这些将确保它在诊断实验室中与免疫测定并驾齐驱。
