基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术，是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息进行检测，分析所具有的基因突变等信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险。

肿瘤患者通过基因检测检出特定驱动基因突变，可以选择针对该突变的靶向药物，如肺癌的EGFR、ALK、ROS1等基因突变均有对应的药物进行治疗。

免疫治疗也需要首先检测相关的生物标志物，如TMB，PD-L1，MSI，MMR等，才可以进一步考虑是否可以应用免疫治疗药物。

此外，肿瘤遗传基因检测，可以帮助患者家属明确患癌风险，提早预防。

基因检测可以为临床医生提供更多、更精准的诊断和治疗的信息，有助于患者的个体化治疗，提高疗效的同时，降低因此产生的毒副作用。

不同的临床检测需求，需要选择不同的基因检测技术，以下为不同基因检测技术的检测分辨率图示。

染色体核型分析

染色体核型分析是以分裂中期染色体为研究对象，根据染色体的长度、着丝点位置、长短臂比例、随体的有无等特征，并借助显带技术对染色体进行分析、比较、排序和编号，根据染色体结构和数目的变异情况来进行诊断。该技术可以检测到染色体结构变异、多倍体。分辨率小于5-10MB。

FISH

荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH），是利用荧光标记的特异核酸探针与细胞内相应的靶DNA分子或RNA分子杂交，通过在荧光显微镜或共聚焦激光扫描仪下观察荧光信号，来确定与特异探针杂交后被染色的细胞或细胞器的形态和分布，或者是结合了荧光探针的DNA区域或RNA分子在染色体或其他细胞器中的定位。

与传统的放射性标记原位杂交相比，荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点，目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学（基因扩增、融合等）、基因组进化研究、环境菌样分析等许多领域。

染色体微阵列分析技术

染色体微阵列技术（Chromosomal Microarray Analysis，CMA）是一种高分辨率、全基因组范围的检测技术，不仅可以检测传统染色体分析技术可以检测的绝大多数染色体不平衡，而且能检出亚显微水平的拷贝数变异（CNV），即通常所说的染色体微小片段缺失或重复等。CNV普遍存在于基因组中，在人类遗传性疾病中发挥重要作用。

PCR

qPCR（荧光定量PCR）是指在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。

在PCR反应体系中，加入过量SYBR荧光染料，SYBR荧光染料特异性地掺入DNA双链后，发射荧光信号，而不掺入链中的SYBR染料分子不会发射任何荧光信号，从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；PCR扩增时，Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而荧光监测系统可接收到荧光信号，即每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与PCR产物的形成完全同步。

利用指数期Cq值与起始模板量对数值间的线性相关性，对DNA进行定量。

ddPCR（数字微滴PCR）

数字PCR 是将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中并发生扩增反应，并根据泊松分布和阳性微滴比例来实现核酸分子的绝对定量。ddPCR可用于低频突变检测，比如MRD监测等。

目前有两种主流形式：油包水的ddPCR（用油把PCR反应液分隔成等体积的小液滴，再进行PCR反应）；芯片微孔的ddPCR（在芯片上预制了2万个小孔，把PCR反应液，物理地注入到芯片上的小孔中，密封后，进行PCR反应）。

一代测序

一代测序技术又称为Sanger法测序或双脱氧末端终止法测序，1975年由Sanger提出，并于1977发表第一个完整的生物体基因组序列，至今仍是DNA测序技术的金标准。

二代测序

二代测序（NGS）又称大规模平行测序，能够同时对上百万甚至数十亿个DNA分子进行测序，实现了大规模、高通量测序的目标，是继 Sanger 测序之后的革命性进步。近年来，NGS技术发展迅速，其应用已进展至临床检测，如无创产前、遗传性疾病，肿瘤（实体/血液）等。

NGS实验过程

临床新一代测序（NGS）类型（PMID: 30628428）。全外显子组、全基因组和Panel NGS检测具有不同的基因组覆盖特征。NGS基因组检测涵盖了一组由临床诊断实验室定义的基因。

Panel通常将涵盖与一系列相关疾病、肿瘤靶向用药或预后等相关的基因(如遗传性癫痫、特定癌种等)。外显子组测序涵盖了大多数已知基因，包括尚未与人类疾病相关的基因。基因组测序涵盖了大部分基因和基因间区域。

基因组检测策略和临床异质性（PMID: 29398702）

三代测序

包括Oxford纳米孔技术(ONT)和PacBio单分子实时测序技术（SMRT）。第三代测序技术是指单分子实时测序技术，也叫从头测序技术。与前两代测序技术相比，其最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，实现了对每一条DNA分子的单独测序。单分子测序可以更准确地检测串联重复扩增等。

Nanopore测序过程（PMID: 34208844）

单细胞测序

单细胞测序技术是在单个细胞水平上，对基因组、转录组及表观基因组水平进行测序分析的技术。传统测序是在多细胞基础上进行的，实际上得到的是一堆细胞中信号的均值，丢失了细胞异质性（细胞之间的差异）的信息。而单细胞测序技术能够揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态，反映细胞间的异质性，在肿瘤、发育生物学、微生物学、神经科学等领域发挥重要作用，正成为生命科学研究的焦点。

单细胞分析的多模态和综合方法（PMID: 30696980）