高通量实验技术在医学中的应用

CBCT技术在口腔医学中的应用

关键词：口腔医学 CBCT技术

简介：随着我国口腔医学的快速发展，现今锥形束计算机断层摄影（CBCT）技术已经得到了广泛的应用，下面来简述下有关该技术的知识。

在目前的口腔临床上，出现了一种新技术—锥形束计算机断层摄影，简称为CBCT，因为它的高科技成分，现已经在口腔医学中广泛应用。与普通CT扫描所不同的是，CBCT相对来说三维解刨结构要较为清晰，而且能够精确测量表面积和体积以及距离，同时放射量还低很多。尤其是要进行颌面整形手术的时候，该应用对于术前和术后的检测都是有着非常重要的地位。现在在牙体牙髓科和口腔颌面外科以及整形外科中应用十分普遍。

锥形束CT不同于普通CT的扫描方式，它所采用的X线摄影方式是类似于全口曲面断层机的低能量的旋转阳极管，并采用带有特殊影像增强器（非晶硅平板探测器）的椎体状X线束捕捉影像数据，是针对口腔颌面部较复杂的解剖结构而设计的计算机断层摄影仪器，主要有X线管、探测器和计算机组成。 所需电压电流条件均由计算机自动控制，在一定时间（20－40s）内围绕患者头部旋转一周即可获得全部数据，除一次性采集全口牙齿、颌面部的容积数据外，还可以有选择地采集研究兴趣点的局部数据。获得原始数据后，经计算机重新成像处理，可以对任意牙位进行正切、侧切、斜切等不同角度断层，同时还可经计算机重建成MPR、CPR和VR。（图1、2）而普通CT扫描时患者常采取仰卧位，并采用扇形的X线束成像记录在呈360°排列于患者周围的固态线性接受器上，其X线源是一种高输出的旋转阳极发生器，设备需要在持续的螺旋形运动中连续拍摄一系列的轴平面图像，然后运用计算机后处理软件，进行三维重建。

随着科学的不断进步，人们生活水平的不断提高，许多临床医生和患者也越来越关注放射线可能引起的问题，能否在放射剂量降低的同时又不改变图像质量成为人们关注的焦点。CBCT就具有这样的特点，其X线放射剂量可以降低至50mSV，约与全口系列根尖片的总放射剂量范围等同。但图像质量并没有明显下降，与普通CT图像相比，CBCT对小的骨结构细节显影分辨率更高。这是因为CBCT具有很高的各向同性空间分辨力和有限的暴露区，（图4）因此从放射剂量的角度来看，CBCT技术代替普通CT扫描技术应用于口腔医学受到了医生和患者的极大欢迎。

高通量筛选技术的原理及应用

高通量筛选技术是一种高效的药物发现方法，其主要原理是利用机器自动完成对化合物的筛选，以寻找新型药物候选分子。它已经被广泛应用于医药领域，对于促进新药的研发起到了重要的作用。

一、高通量筛选技术的原理

高通量筛选技术的核心在于建立化合物库和测试库。化合物库通常由数千至数百万种有机化合物组成，测试库则包含需要检测的分子生物活性。利用计算机技术，化合物库中的每一个化合物都可以和测试库中的每一个分子进行配对，并通过实验，测量它们之间相互作用的强度，从而得到每个化合物的活性值。

高通量筛选技术主要涉及与机器学习相关的数据分析。在整个过程中，通过对活性值的不断调整和比较，机器可以得出最优解，即活性值最大的化合物。因此，高通量筛选技术主要依赖于计算机技术的支持，其优势在于能够快速有效地分析化合物库以及检测库，并自动计算它们之间的化学物质作用关系，从而加速药物开发的过程。

二、高通量筛选技术的应用

1. 发现生物活性分子

高通量筛选技术可以快速筛选数百万个化合物，以寻找具有生物活性的药物候选分子，从而促进药物的研发。在药物设计过程中，科学家们会利用高通量筛选技术进行大规模的筛选实验，以从数百万个化合物中筛选出具有相对较强生物活性的化合物进行研究。

2. 建立化学数据库

其中一个重要应用是建立化学数据库。研究人员可以将已知的化合物活性值和化学结构存储在数据库内，使后续研究者能够在将来的药物研究中更好地利用这些信息。

3. 探索化学空间

在生物医药领域内，借助高通量筛选技术可以探索化学空间中的众多分子。高通量筛选技术可以帮助人们快速实现从数百万个化合物中精选出最有前途的样本，以便后续研究人员能够在其中挑选出相关的药物候选物。

4. 优化药物设计

高通量筛选技术可以较快地完成大规模的筛选策略，以发现具有生物活性的分子，从而帮助人们优化药物设计。通过不断筛选化合物库，在新型药物发现之前，可以轻松找出其最强的候选物，为药物设计提供了更好的技术支持。

2023高通量测序技术在分枝杆菌病诊断中的应用专家共识(完整版)

摘要

高通量测序技术在分枝杆菌病领域中的应用日益普及，而在实际应用过程中，临床医师对技术本身及如何合理应用检测结果仍存在很多疑问。本共识针对高通量测序技术临床应用中存在的突出问题，依据公开发表的研究数据和参与专家的应用经验，经众多专家讨论形成，为在分枝杆菌病诊断过程中合理使用高通量测序技术提供参考。

高通量测序(high-throughputsequencing)技术在感染性疾病病原学诊断及常见病原微生物的耐药诊断中优势明显，在分枝杆菌病领域也得到越来越广泛的应用，为疑难分枝杆菌病的诊断、鉴别诊断和耐药诊断提供了循证医学证据。

然而在实际应用过程中，临床医师存在诸多困惑。鉴于此，高通量测序共识专家组针对高通量测序技术临床使用过程中存在的突出问题，撰写了本共识，以期提高该技术的临床应用水平，去伪存真，使这项先进的检验技术得到科学合理的应用。

一、高通量测序技术概况

高通量测序技术泛指二代测序技术和第三代测序技术，目前已有多种用于临床感染性疾病的病原微生物鉴定，尤其是当缺乏诊断线索时，鉴定病原微生物具有显著优势。依据检测策略的不同，其主要分为靶向测序、宏基因组学测序（mNGS）和全基因组测序（WGS\

分枝杆菌靶向测序技术是先通过靶向捕获分枝杆菌特异基因后再进行高通量测序，主要适用于临床怀疑分枝杆菌感染的患者，既有助于诊断结核病/非结核分枝杆菌（NTM）病，又可以检测耐药基因突变,从而精准指导临床医师用药。

2018年，WHO发布的《应用高通量测序技术检测耐药结核病相关基因突变的技术指导原则》重点关注了靶向测序技术用于结核病耐药诊断的功能。mNGS技术则是直接对标本中所有的核酸进行无偏倚检测和序列分析，相比分枝杆菌靶向测序，mNGS可检测出种类繁多的微生物，但无法实现对结核分枝杆菌耐药基因的全面检测。

二、高通量测序技术的特点

二代测序技术近年来发展迅猛，具有通量高、速度快的优点，但存在读长较短，不利于后续生物信息学分析的缺点，且PCR扩增过程中DNA序列碱基的G-C偏好性会影响检测的准确性。

深入剖析医学专业中常见的实验技术和方法

一、医学实验技术的分类与应用

医学作为一门特殊的学科，其实验技术和方法在研究和治疗疾病中起着关键作用。这些实验技术涉及到不同的领域和方向，包括分子生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学等。本文将深入剖析医学专业中常见的实验技术和方法。

1. 分子生物学实验技术

分子生物学是一门研究生命体内发生的化学变化以及基因组结构和功能的科学，其核心是DNA的提取、PCR扩增以及基因克隆等。DNA提取可以通过多种方法进行，如酚-氯仿法、酵素法或者商业化试剂盒。而PCR扩增则以稳定可靠的方式复制特定的DNA片段，并常用于基因突变筛查、基因表达检测等。此外，在进行遗传工程方面，如构建重组蛋白表达载体或者基因敲除实验等，都需要运用到基因克隆技术。

2. 细胞生物学实验技术

细胞是构成我们身体各个组织和器官的基本单位，因此细胞实验技术对于研究细胞的结构和功能至关重要。在分离和培养细胞方面，可以采用组织块法、酶解法或者悬浮培养法。一旦成功获得了体外培养的细胞，研究人员就可以进行多种实验，如细胞增殖和凋亡检测、蛋白质表达定量以及各种信号传导途径的研究等。

3. 遗传学实验技术

遗传学是研究遗传物质如何在个体和种群间传播和改变的科学。在遗传学中最为常见的方法之一是杂交杂交分析。通过利用两株具有不同性状特征的个体进行配对杂交，并观察后代的性状并进行统计分析，可推断出某些基因是否与该性状相关联。此外，在现代遗传学中，还经常运用到多态分子标记技术（如RAPD、SSR等）以及基因编辑技术（如CRISPR-Cas9），这些技术可以帮助科学家识别关键基因位点、探索潜在突变信息或者进行基因组改造。

4. 免疫学实验技术

免疫学涉及到人体免疫系统如何与外界抗原相互作用以及产生相应的免疫反应。在免疫学实验技术中，酶联免疫吸附试验（ELISA）是一种被广泛采用的方法，能够定量测量特定抗原或抗体的浓度。此外，流式细胞术也是一项重要的实验技术，可对复杂混合细胞群体进行单细胞检测、荧光标记等高级分析。