醫學分子檢驗

王美嘉
• 現職
林口長庚醫院檢驗醫學科分子檢驗組醫檢組長
• 學歷
臺灣大學醫學院微生物所碩士

王聖帆
• 現職
高雄醫學大學醫學檢驗生物技術學系副教授
• 學歷
陽明大學醫學生物技術暨檢驗學系博士

朱大成
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系副教授
• 學歷
美國阿拉巴馬州立大學伯明罕分校醫學遺傳博士

江倪全
• 現職
長庚大學微生物暨免疫學科副教授
• 學歷
成功大學基礎醫學研究所博士

何國鼎
• 現職
陽明交通大學博士後研究員
• 學歷
中興大學生命科學系博士

何鴻耀
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
國防醫學院生命科學研究所博士

吳芳姿
• 現職
疾病管制局研究檢驗中心副研究員
• 學歷
陽明大學醫學生物技術暨檢驗學系博士

吳俊忠
• 現職
亞洲大學醫學暨健康學院院長
• 學歷
美國賓州費城天普大學微生物暨免疫研究所博士

吳韋訥
• 現職
陽明交通大學醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
美國麻薩諸塞大學微生物學博士

李宏謨
• 現職
臺北醫學大學醫學檢驗暨生物技術學系榮譽教授
• 學歷
美國田納西大學生化學博士

李建宏
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系兼任講師
林口長庚紀念醫院檢驗醫學科教學醫檢師
• 學歷
臺灣大學毒理學研究所碩士

林文昌
• 現職
中央研究院生物醫學科學研究所研究員
• 學歷
美國凱斯西儲大學分子生物學及微生物學博士

林佳霓
• 現職
林口長庚紀念醫院檢驗醫學科研發主任
• 學歷
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系博士

林亮音
• 現職
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系教授
• 學歷
臺灣大學醫學院生物化學研究所博士

林淑容
• 現職
中原大學生物科技系副教授
• 學歷
臺灣大學分子醫學研究所博士

林淑華
• 現職
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系教授
• 學歷
美國北卡羅萊納大學教堂山分校博士

林景堉
• 現職
臺北醫學大學醫學檢驗暨生物技術學系教授
• 學歷
臺灣大學農業化學研究所生化博士

邱全芊
• 現職
長庚大學醫學院醫學生物科技產業碩博士學位學程教授
• 學歷
清華大學生命科學系分子與細胞生物博士

施浤彰
• 經歷
中國醫藥大學附設醫院檢驗醫學部分子醫學科醫檢師
• 學歷
中興大學獸醫學系獸醫學博士

胡忠怡
• 現職
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系助理教授
• 學歷
臺灣大學微生物學研究所博士

孫光蕙
• 現職
陽明交通大學醫學生物技術暨檢驗學系特聘教授
• 學歷
陽明大學微生物暨免疫學研究所博士

孫建峰
• 現職
長庚大學病理學科教授
• 學歷
臺灣大學醫學院醫學系學士

張長泉
• 現職
成功大學醫學院醫學檢驗生物技術學系退休教授
• 學歷
臺灣大學農業化學系生化組博士

張建國
• 現職
亞洲大學生物資訊與醫學工程學系 講座教授
• 學歷
高雄醫學院醫學系學士

張懿欣
• 現職
陽明交通大學醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
陽明大學微生物暨免疫學研究所博士

許蕙玲
• 現職
國防醫學院助理研究員
• 學歷
陽明大學醫學生物技術暨檢驗學研究所博士

郭保麟
• 現職
成功大學醫學系教授兼附設醫院婦產部主治醫師
• 學歷
臺灣大學醫學系學士

陳佑誠
• 現職
凌越生醫股份有限公司總經理
昕穎生醫科技股份有限公司研發顧問
• 學歷
臺灣大學農業化學所微生物組博士

陳定平
• 現職
長庚大學生物技術暨檢驗學系兼任教授
林口長庚紀念醫院檢驗醫學科教學醫檢師
• 學歷
長庚大學生物醫學研究所博士

陳怡伶
• 現職
成功大學附設醫院病理部分子診斷醫檢師兼組長
成功大學醫學檢驗生物技術學系兼任助理教授
• 學歷
成功大學分子醫學研究所碩士

陳盈汝
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系博士後研究員
• 學歷
長庚大學生物醫學研究所博士

陳桂添
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系博士後研究員
• 學歷
交通大學生物科技研究所博士

陳泰龍
• 現職
衛生福利部食品藥物管理署醫粧組審查員
• 學歷
長庚大學醫學院生物醫學研究所生物技術組博士

陳錫秉
• 現職
佛教慈濟醫院慈濟骨髓幹細胞中心博士後研究員
• 學歷
佛教慈濟大學醫學研究所博士

曾慶平
• 現職
長庚大學醫學院醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
美國威斯康辛大學麥迪城分校人類腫瘤生物學博士

游雅言
• 現職
行政院衛生署彰化醫院檢驗科主任
• 學歷
中山醫學大學醫學研究所博士班進修中

黃家群
• 現職
中國醫藥大學附設醫院檢驗部醫檢師
• 學歷
長庚大學醫學院醫學生物技術暨檢驗學系碩士

黃智生
• 現職
陽明交通大學醫學生物技術暨檢驗學系副教授兼系主任
• 學歷
美國德州大學蓋維斯頓醫學分校實驗病理學博士

黃溫雅
• 現職
成功大學醫學檢驗生物技術系教授
成功大學附設醫院病理部分子診斷組顧問
• 學歷
美國韋恩州立大學細胞及分子生物學博士
國立成功大學分子醫學研究所碩士

楊正芬
• 現職
疾病管制署研究檢驗及疫苗研製中心副研究員
• 學歷
陽明大學醫學生物技術暨檢驗學系博士

楊國梁
• 現職
佛教慈濟醫院慈濟骨髓幹細胞中心暨骨髓資料庫主任
佛教慈濟大學副教授
• 學歷
美國奧克拉荷馬大學碩士
加拿大渥太華大學碩士

楊雅倩
• 現職
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系教授
• 學歷
臺灣大學醫學院微生物學研究所博士

楊境評
• 現職
仁德醫護管理專科學校醫事檢驗科助理教授
• 學歷
陽明大學公共衛生研究所預防醫學組博士

詹爾昌
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
美國普度大學生物技術博士

趙崇義
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系退休教授及研發長
• 學歷
美國加州大學戴維斯分校生化學博士

鄧麗珍
• 現職
臺灣大學醫學院醫學檢驗暨生物技術學系名譽教授
• 學歷
臺灣大學微生物學研究所碩士

鄭如茜
• 現職
中國醫藥大學醫學檢驗生物技術學系教授
• 學歷
臺灣大學醫學院微生物學研究所博士

鄭恩加
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系教授
• 學歷
美國德州大學安德生癌症中心腫瘤生物學博士

蔡蕙如
• 現職
長庚大學醫學院醫學生物技術暨檢驗學系博士後研究員
• 學歷
長庚大學醫學院生物醫學所生物技術組博士

蕭明裕
• 現職
弘光科技大學醫護學院護理系（所）副教授兼基礎醫學組總召集人
• 學歷
中山醫學大學醫學研究所博士

駱紀東
• 現職
洛克菲勒大學生物資訊資源中心資深生物資訊分析師
• 學歷
長庚大學醫學院生物醫學研究所生物技術組博士

鍾明怡
• 現職
陽明交通大學生命科學系暨基因體科學研究所副教授
• 學歷
美國明尼蘇達大學病理生物博士（人類遺傳）

顏靜慈
• 現職
臺北榮民總醫院兒童醫學部醫事檢驗師
• 學歷
臺灣大學醫學檢驗暨生物技術學系博士

羅時燕
• 現職
慈濟大學醫學檢驗生物技術學系教授
• 學歷
美國南加州大學分子微生物免疫研究所博士

羅梅真
• 現職
雙和醫院小兒部助理研究員
• 學歷
臺北醫學大學醫學科學研究所博士

蘇怡寧
• 現職
禾馨婦產科暨慧智臨床基因醫學實驗室執行長
• 學歷
臺灣大學醫學院臨床醫學研究所博士

主編簡介

吳俊忠
• 現職
亞洲大學醫學暨健康學院院長
亞洲大學醫學檢驗暨生物技術學系講座教授
• 學歷
美國賓州費城天普大學微生物暨免疫研究所博士

李宏謨
• 現職
臺北醫學大學醫學檢驗暨生物技術學系榮譽教授
• 學歷
美國田納西大學生化學博士

孫光蕙
• 現職
陽明大學醫學生物技術暨檢驗學系特聘教授
• 學歷
陽明大學微生物暨免疫學研究所博士

趙崇義
• 現職
長庚大學醫學生物技術暨檢驗學系退休教授
• 學歷
美國加州大學戴維斯分校生化學博士

七版序

《醫學分子檢驗》自2009年發行以來，承蒙各界的支持，十幾年來六次改版，以符合時代需求。本書匯集五十多位各領域專家學者共同執筆，以中文撰寫，淺顯易懂文字，是國內醫學、生命科學及農學相關科系學生學習醫學分子檢驗重要之入門書籍，也是臨床醫師、醫事檢驗師及生技界一本相當重要的參考書籍。

「醫學分子檢驗」的領域相當寬廣，近幾年生醫領域的進展特別快，不僅在檢驗技術的更新，許多新觀念在診斷及治療上也屢見創新。我國衛生福利部更在110年2月9日修正通過《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法》，此項立法，不僅讓「醫學分子檢驗」的檢查可以在醫療檢驗單位操作外，也可以在通過認證的生技公司，對病患的醫療照護進一步提升。為了讓讀者獲得新知，本書再次進行改版，許多章節已做大幅度更新以符合現狀。

再次感謝五南圖書公司不惜資金重新改版，以及王俐文主編的鼎力支持。本書雖經校正，仍難免有疏漏之處，期待各位先進隨時予以指教。

第一單元 分子檢驗技術
第一章 分子檢驗基本技術
第二章 微衛星標記分析與應用
第三章 單一核酸多型性檢測技術之原理與應用
第四章 高通量定序技術於分子檢驗之應用
第五章 生物資訊在分子檢驗之應用
第六章 生物晶片與蛋白質晶片

第二單元 基因疾病之分子檢驗
第七章 海洋性貧血分子檢驗
第八章 血友病分子檢驗
第九章 唐氏症的產前篩檢及診斷
第十章 不能吃蠶豆的人—葡萄糖六磷酸去氫

第三單元 腫瘤標誌之分子檢驗
第十一章 血液中的腫瘤標誌
第十二章 致癌基因與抑癌基因
第十三章 組織的腫瘤標誌
第十四章 蛋白質體學及腫瘤標誌蛋白的研發
第十五章 骨髓系血液腫瘤之分子檢驗
第十六章 淋巴系腫瘤之醫學分子檢驗

第四單元 感染性疾病之分子檢驗
第十七章 細菌及真菌之分子診斷
第十八章 病毒感染之分子鑑定
第十九章 細菌抗藥基因檢測
第二十章 細菌分子分型檢驗法

第五單元 其他
第二十一章 人類白血球抗原等位基因之分子檢驗
第二十二章 去氧核糖核酸親子鑑定
第二十三章 血型系統之分子檢驗
第二十四章 藥物基因體學之分子診斷
第二十五章 分子檢測與癌症標靶藥物療效評估
第二十六章 醫學分子檢驗的品質保證
索引

第一章分子檢驗基本技術

等位基因特異性寡核 酸雜交（ASO）

等位基因特異性寡核酸雜交（Allele-specific Oligonucleotide Hybridization; ASO）

在分子生物技術發展逐漸成熟及基因體解碼後發現，在不同個體間基因序列不近完全相同，會有些微的核酸差異，而這些基因上的些微差異，可能造成個體後天表現型的不同。因此，早在 1979 年，科學家發展出單一核酸多型性（single nucleotide polymorphisms; SNPs）鑑定技術，利用 ASO 的方法來偵測單一核酸點突變所引起的鐮刀型貧血（sickle cell anemia）及抗胰蛋白酵素缺乏症（antitrypsin deficiency）疾病1, 2。但是該檢測方法的靈敏度，常受限於檢測染色體只有單套的基因位點，後來利用聚合連鎖反應可以擴增放大檢測基因倍數，再搭配 ASO 進行後續的研究，衍生的方法稱之為 PCR-ASO3。

ASO 雜交反應的探針設計，長度約 15～20 個核酸序列，稱為序列特異的寡核酸探針（sequence specific oligonucleotide probe; SSOP），序列與原始基因序列間只有單一核酸差異，此差異位點通常設計在探針序列的中間點。以檢測鐮刀型貧血之 β-globin 基因為例（圖 1-1），健康個人的 β-globin 基因雙套染色體為同型正常對偶基因，在隱性不發病鐮刀型貧血者的 β-globin 基因雙套染色體為異型對偶基因，而顯性發病鐮刀型貧血者的 β-globin 基因雙套染色體為同型突變對偶基因。利用 ASO 方法檢測時，設計兩條探針，一條與正常 β-globin 基因序列完全互補，另一條與突變後的 β-globin 基因序列互補，兩條序列間僅有單一核酸差異。利用雜交原理將合成的螢光探針與偵測的樣本 DNA 進行互補結合反應，反應後將未雜合上去的探針洗掉，觀察其標定狀況即可知道此樣本 DNA 是屬於何種對偶基因型（圖 1-1）。

目前，等位基因特異性寡核酸雜交反應已廣泛應用於癌症、疾病與親子鑑定等檢=測及研究上，各種常見的 SNP 基因鑑定方法大多已整合雜交與聚合連鎖反應（polymerase chain reaction; PCR）。

原位螢光雜交法（Fluorescence in situ Hybridization; FISH）

原位螢光雜交法（FISH）是利用螢光探針與細胞內染色體中 DNA 的序列接合，在螢光顯微鏡下觀察偵測細胞內核酸的技術，可辨認特定 DNA 序列是否存在染色體中。此技術應用在遺傳性基因檢測、藥物篩檢、種別判定，也用於檢測特殊 mRNA 存在組織中的位置，及確定基因在細胞及組織中表現的狀態。

在進行原位螢光雜交前，先進行染色體製備，此技術需在分裂中的細胞上操作，在細胞進行有絲分裂進行到中期（metaphase）時，染色體會整齊排列在赤道板上，這時的染色體最為清楚，再輔以特殊的染劑，可以清楚的分辨出染色體的數目、大小及形狀，並可依各染色體的特徵排出正確的染色體圖。首先，取出細胞後先以適當的營養液培養，並加入藥物秋水仙素，使細胞在進行有絲分裂時會停留在中期，再加入低張溶液處理使細胞脹大，可使核內的染色體分得更開，再以酒精和醋酸的混合液將細胞固定在玻片上。加入特定設計的 FISH 螢光探針進行雜交反應，在螢光顯微鏡下即可觀察染色體標定情形（圖 1-2）。FISH 的解析度最小可達 10 kbp 的長度，因為有許多的遺傳缺陷無法單靠條紋染色技術就能確定，FISH 可以針對已知遺傳缺陷的染色體構造異常做定位工作4。

一：探針（probe）的設計：首先選定檢測基因序列，設計單股 DNA 序列探針，在探針上標記螢光物質，探針長度需足以顯現出目標基因在染色體中的位置。各種不同的 FISH 技術原理相似，差別在於探針設計與偵測目標物的位置，目前應用於細胞遺傳學檢測的探針可分為三類，茲利用不同的探針設計說明如下：

1. 基因座專一性探針（locus specific probes）：在研究特定區段基因時，可以設計此種探針，並了解此特定基因分布於哪一條染色體上。

2. 著絲點探針（centromeric repeat probes）：利用染色體中間重複序列設計產生。此種探針可以了解染色體的正確數目，同時可以確定是否遺失哪一段遺傳物質。

3. 全染色體探針（whole chromosome probes）：設計多條完整的染色體探針組合，分別以不同螢光標記，應用於 23 條全染色體的標記檢測，稱為染色體光譜（spectral karyotype; SKY），可以檢測染色體異常，如染色體轉位（translocation）、缺失（deletion）、重複（duplication）、擴增（amplification）及微小標記的鑑別診斷。

二、原位螢光雜交在醫療上應用簡單歸納如下：

1. 懷孕婦女評估是否會產出染色體異常的胎兒，例如：22q13 染色體缺失、慢性骨髓性淋巴瘤、唐氏症等。

2. 癌症基因檢測：多數視網膜腫瘤（retinoblastoma）病人缺少抑癌基因 RB1，RB1 基因位於第 13 對染色體 13q14 的位置，因此可以設計 RB1 基因序列探針，進行檢測。

3. 感染病原體檢測：疑似病原感染的病患，可以取病患組織或體液等相關檢體，由於有些致病原並不容易培養，故可利用 FISH 設計特殊病原探針，直接檢測檢體中的病原5。

脈衝式電泳分析（Pulse-Field Gel Electrophoresis; PFGE）

DNA 電泳分析是分子生物學檢測的基本方法，利用 DNA 帶負電性及分子大小的特性，可在一般單向性正負電極的電泳槽中分析，操作相當簡單，但分子大小超過 15～20 kb 的 DNA 分子，在電泳過程中就很難分開。因此，常看見電泳圖中呈現暈開極粗的 DNA 分子條紋。早在 1984 年，美國哥倫比亞大學 Schwartz 和 Cantor 建立脈衝式電泳分析方法（PFGE）6，利用多組電極分析大分子 DNA，成功地應用於釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）染色體 DNA 的分離。

脈衝式電泳儀器設計
依電極設計角度，大致可以分為四種主要類型電泳槽，目前最常應用的電泳槽屬於 CHEF（contour-clamped homologous electric field）7，除了傳統電泳槽的雙電極外，另外多加入兩組 120 度角的電極，以及改變電壓大小方向的定時裝置。

在萃取大分子 DNA 核酸時，大分子相對的黏稠度較高，在吸取過程中容易斷裂，同時在使用限制切割時，常因分子捲成一團使得切割反應不完整，而影響後續的電泳分析結果。因此，PFGE 時檢測樣本前處理需先將待檢測樣本包埋在低電滲透性（electroendosmosis; EEO）電泳膠中8, 9 製備成一個拴子（plug），將拴子以酵素去除細胞壁及蛋白質使 DNA 裸露，再利用限制切割 DNA 分子，最後將此切割完成後的拴子移到電泳膠的樣品槽（loading well）內開始電泳反應（圖 1-3）。