许多不同类型的癌症都与已知的基因异常有关，而癌症的激发往往是细胞中的基因突变累积到一定程度造成的。这样的“故障”有时来自遗传，有时是由烟草、甲醛等外部因素，但无论起源如何，了解癌细胞的基因组成有助于癌症诊断，并最终为患者提供更合适的治疗方式和更好的护理手段。
荧光原位杂交（Fluorescence in situ Hybridization, FISH）通过可视化遗传物质的特定片段来帮助构建癌症诊断的全貌。原位杂交技术（ISH）最初由Joseph Gall和Mary Lou Pardue在1969年开发，使用放射性探针确定杂交核酸的染色体位置。不久之后，荧光探针基于其更高的安全性、稳定性和易于检测性，迅速替代了放射性探针，并从上世纪80年代开始进入高速发展阶段。FISH主要应用DNA的碱基互补配对原理，使变性成单链的DNA探针与细胞中变性后的同源序列特异性退火（杂交），在荧光显微镜暗场下观察并记录结果。
在临床，FISH目前最常用于乳腺癌、淋巴瘤、肉瘤、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合征（MDS）和部分白血病的诊断。
以慢性粒细胞白血病（CML）中常见的费城染色体为例，其是9号染色体和22号染色体长臂异位，使原癌基因ABL和BCR重新组合成融合基因的结果。当我们分别用红色和绿色标记ABL和BCR基因，在荧光显微镜下观察正常染色体时，应该只能看到这两种颜色；但当基因融合发生时，我们将可以观测到两种颜色融合而成的黄色。
除了以费城染色体为例的染色体易位，FISH还可以显示异常复制/扩增、倒位和删除。复制/扩增指染色体、部分染色体或基因的额外拷贝；倒位指染色体的一部分断裂并重新插入，但顺序相反；删除指染色体或部分染色体的缺失。
那么FISH结果在癌症的诊断治疗中发挥着什么作用呢？
一、用于诊断
随着FISH的普及，许多癌症的基因/染色体错误已被追踪，让我们定义了特定的癌症诊断。例如，一种称为急性早幼粒细胞白血病的急性髓系白血病亚型是由15号和17号染色体之间的易位定义的。
二、用于预后
癌细胞的生长速度及其扩散能力部分取决于其遗传信息。利用FISH的结果，我们可以更好地预测肿瘤的行为方式。例如，两名同样确诊为骨髓增生异常综合征的患者，一位显示7号染色体的缺失，通常病程进展很快；另一位显示20号染色体的缺失，则通常疾病进程更慢。
三、预测对治疗的反应
使用FISH，我们可以识别与肿瘤对治疗反应程度相关的遗传变化，从而预测肿瘤是否对某种药物敏感或耐药。例如，17号染色体的额外拷贝突变又被称作HER2，这可能反应携带这种突变的肿瘤更容易受药物曲妥珠单抗的影响。
四、用于监测
如果治疗成功，患者的染色体应该恢复正常。但如果治疗后在另一轮FISH检测中发现异常，则意味着患者有残留突变点，癌症复发的风险很高。
FISH给我们提供的最美妙的功能是让在原位直接可视化单个细胞内部成为可能。在过去40年中，通过应用一系列基于FISH的技术，肿瘤材料的细胞遗传学分析得到了极大的加强。在临床应用中，FISH检测主要受限于对昂贵的设备需求与复杂的技术操作和数据解释，但对部分研究成熟的癌种，如非小细胞肺癌，FISH检测依然是无可置疑的金标准。