Fluorescence in situ hybridization (FISH)
FISH (Fluorescence in situ hybridization) là một kỹ thuật sinh học phân tử phát hiện trình tự nucleotide trong tế bào, mô. Phương pháp này dựa trên sự liên kết bổ sung của một đầu dò (probe) với một trình tự cụ thể của DNA hoặc RNA. Hiện nay, FISH được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu, đặc biệt cho mục đích chuẩn đoán. Các ứng dụng phổ biến của FISH trong phân tích di truyền tế bào là lập bản đồ nhiễm sắc thể, xác định đặc điểm bất thường di truyền, xác định các bất thường di truyền liên quan đến bệnh di truyền hoặc rối loạn ác tính, và phát hiện bộ gen virus trong nhân hoặc nhiễm sắc thể chuyển đoạn.
Đầu dò của FISH được đánh dấu bằng fluorescein, biotin hoặc digoxigenin, sử dụng cho từng vùng gen và nhiễm sắc thể (NST). Đầu dò đặc hiệu cho locus cụ thể và thường được áp dụng để đánh giá sự tăng hay giảm số bản copy của locus đó. Trong khi đó, các đầu dò cho NST dùng để phát hiện sự bất thường về cấu trúc và số lượng của NST. Các tín hiệu từ quá trình lai hóa (các điểm huỳnh quang) được hiển thị bằng kính hiển vi huỳnh quang.
Hình 1: FISH xác định NST người thông qua nhuộm NST. Các đầu dò DNA cho các vùng của NST cụ thể được gắn với chất phát tín hiệu huỳnh quang và lai với NST. Sự kết hợp của các đầu dò lai với một NST cụ thể sẽ tạo ra hình ảnh đặc trưng cho mỗi nhiễm sắc thể. Điều này giúp dễ dàng phát hiện sự mất đoạn và chuyển đoạn giữa các nhiễm sắc thể.
Ưu – Nhược điểm
Ưu điểm
Nhược điểm
– Ngưỡng phát hiện cao (~ 106 tế bào/mL). – Không yêu cầu nuôi cấy tế bào hoặc quá trình khuếch đại gen (như PCR), tránh âm tính và dương tính giả. – FISH có thể nhắm mục tiêu đồng thời một số gen khác nhau. – FISH được ứng dụng trong nghiên cứu vi sinh vật đơn bào và các nghiên cứu tiếp theo, như giải trình tự gen. – Tận dụng được tối đa lượng mẫu thu được, đặc biệt là những mẫu có số lượng ít và khó lấy.
– Các đầu dò và quy trình FISH không có sẵn cho nhiều loại sinh vật. Ngoài ra, các quy trình chuẩn để thu thập và lưu trữ mẫu trước khi phân tích FISH vẫn chưa được phát triển. – Phương pháp FISH không được thương mại hóa rộng rãi trên thị trường. – Khó áp dụng được cho các bệnh phẩm sinh thiết lỏng (từ máu, dịch não tuỷ, nước tiểu và các dịch cơ thể)
Ứng dụng trong chuẩn đoán ung thư
Hiện nay, kỹ thuật FISH đã được nghiên cứu và ứng dụng trong hỗ trợ chẩn đoán nhiều loại ung thư: ung thư vú, ung thư bàng quang, ung thư phổi, bạch cầu dòng tủy mãn tính.
Xét nghiệm gen HER2 bằng FISH và/hoặc CISH đã trở thành một phần không thể thiếu trong chẩn đoán và điều trị ung thư vú. Bên cạnh đó, CISH/FISH được sử dụng phân tích các oncogene (HER2, EGFR, MYC, CCND1, FGFR1) và các gen ức chế khối u (BRCA1, BRCA2).
Đối với ung thư bàng quang, FISH được ứng dụng để phát hiện thể dị bội của các nhiễm sắc thể 3, 7, 17, và mất đoạn NST 9p21 trong các tế bào trong nước tiểu của bệnh nhân bị ung thư.
Các bệnh nhân ung thư phổi có sự thay đổi trên các gen ALK hoặc ROS1. FISH là phương pháp chính xác để xác định sự thay đổi cấu trúc gen ALK, ROS1, giúp bệnh nhân được tiếp cận các phương pháp điều trị tối ưu và tránh các tác dụng phụ không cần thiết.
Ứng dụng FISH xác định đột biến chuyển đoạn ABL (9q34) sang BCR (22q11) là một công cụ hữu ích để chẩn đoán và theo dõi đáp ứng điều trị bệnh bạch cầu dòng tủy mạn tính.
Tài liệu tham khảo
Jensen, E. (2014), Technical Review: In Situ Hybridization. Anat. Rec., 297: 1349-1353. doi: 10.1002/ar.22944
Shakoori AR. Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) and Its Applications. Chromosome Structure and Aberrations. 2017;343-367. Published 2017 Feb 10. doi:10.1007/978-81-322-3673-3_16
Maryou B.K. Lambros, Rachael Natrajan, Jorge S. Reis-Filho, Chromogenic and fluorescent in situ hybridization in breast cancer, Human Pathology, Volume 38, Issue 8, 2007, Pages 1105-1122, ISSN 0046-8177, doi:10.1016/j.humpath.2007.04.011.
Sarosdy, M. F., Schellhammer, P., Bokinsky, G., Kahn, P., Chao, R., Yore, L., … Flom, K. (2002). Clinical Evaluation of a Multi-target Fluorescent in Situ Hybridization Assay for Detection of Bladder Cancer. The Journal of Urology, 168(5), 1950–1954. doi:10.1016/s0022-5347(05)64270-x
Luk, P. P., Selinger, C. I., Mahar, A., & Cooper, W. A. (2018). Biomarkers for ALK and ROS1 in Lung Cancer: Immunohistochemistry and Fluorescent In Situ Hybridization. Archives of Pathology & Laboratory Medicine, 142(8), 922–928. doi:10.5858/arpa.2017-0502-ra
Borazanci E, Millis SZ, Kimbrough J, Doll N, Von Hoff D, Ramanathan RK. Potential actionable targets in appendiceal cancer detected by immunohistochemistry, fluorescent in situ hybridization, and mutational analysis. J Gastrointest Oncol. 2017;8(1):164-172. doi:10.21037/jgo.2017.01.14 Landstrom, A. P., & Tefferi, A. (2006). Fluorescentin situhybridization in the diagnosis, prognosis, and treatment monitoring of chronic myeloid leukemia. Leukemia & Lymphoma, 47(3), 397–402. doi:10.1080/10428190500353133
