生物芯片開(kāi)辟個(gè)性化診治前景

    盲區一：不知道乙肝病毒的局部點(diǎn)突變。臨床上同樣是乙肝，卻可以有不同的病毒點(diǎn)突變，找到不同的突變從而選擇不同的治療是生物芯片——乙肝病毒基因突變檢測體系的優(yōu)勢所在。乙肝病毒DNA有四個(gè)開(kāi)放讀碼框，分別稱(chēng)為S區、C區、X區和P區，不同區域的突變直接影響著(zhù)治療方式的選擇。比如，若患者S區基因發(fā)生突變，表明機體產(chǎn)生免疫逃避株，病人使用疫苗療效差或無(wú)效，這對患有乙型肝炎的孕婦來(lái)講至關(guān)重要。因為這類(lèi)孕婦所分娩的嬰兒在接受乙肝疫苗免疫后很可能不產(chǎn)生保護性作用，可能在數年后仍會(huì )在接受乙肝疫苗免疫的情況下不知不覺(jué)地患上乙型肝炎，而且他們的預后一般不好。同樣，若患者P區基因發(fā)生突變，表明已經(jīng)出現拉米夫定耐藥，且病情易復發(fā)，應及時(shí)調整治療方案；若C區突變，表明人體通過(guò)干擾T細胞功能而影響干擾素應答作用，病毒不易被清除；若患者X區基因突變，表明患者有可能是暴發(fā)性肝炎、進(jìn)展性肝炎、慢性肝炎、肝硬化以及原發(fā)性肝癌等，應當引起高度的重視。乙肝病毒基因突變檢測體系，可以準確地檢測出患者體內乙型肝炎病毒的基因所發(fā)生的變化，從而幫助醫生針對不同的病人確定不同的用藥方案，而且可以讓醫生更好預測疾病的發(fā)展趨勢?！　?/p>

    盲區二：非“陰”即“陽(yáng)”的化驗單，讓醫患看不到病毒清除效果，生物芯片則可以更加細化、直觀(guān)地顯示治療過(guò)程中病毒變化情況，從而增加醫患信心，避免中途放棄。“陽(yáng)轉陰”是很多患者zui希望看到的，然而這個(gè)轉化過(guò)程往往需要幾個(gè)月甚至更久地堅持，面對一成不變的“陽(yáng)性”結果患者很容易喪失了耐心，這一現象在病人自己用藥治療時(shí)更常見(jiàn)。其結果不但是可能已產(chǎn)生的療效由于檢驗方法的缺憾而終止，更為嚴重的是造成病毒的變異和病毒對機體產(chǎn)生耐受?！　?/p>

     生物芯片技術(shù)可以針對乙肝病毒主要標志物進(jìn)行系統分析，并轉化為更加直觀(guān)的化驗結果。例如，將檢測結果表現為從10個(gè)加號到0 個(gè)加號的不同狀態(tài)，這樣當藥物治療有效時(shí)，盡管都是“陽(yáng)性”，患者卻可以看到加號在逐步減少，當然也就會(huì )繼續堅持下去?！　∶^三：傳統的方法只能檢測個(gè)別基因片段或指標，面對復雜的生物體，難免以偏概全。生物芯片對臨床醫學(xué)zui大的好處是可以對病原微生物進(jìn)行多指標平行分析。傳統方法主要是對病原微生物進(jìn)行單指標分析，如定量PCR是針對乙肝病毒的某個(gè)基因片段進(jìn)行分析，乙肝兩對半則需進(jìn)行5次試驗完成5個(gè)相互獨立的指標。乙肝病毒雖小，但所產(chǎn)生的生物信息卻非常巨大，較少的指標難免會(huì )產(chǎn)生以偏代全的錯覺(jué)。就好像人們常常用成語(yǔ)井底之蛙來(lái)表示某個(gè)人的見(jiàn)識少，同樣，如果我們用較少的指標來(lái)描述我們所要研究的對象，則也會(huì )像井底之蛙一樣只知道天黑或天明；如果我們用含大量信息的生物芯片來(lái)研究乙肝病毒，我們就是跳出深井的青蛙，除了會(huì )知道天黑或天明之外，我們還會(huì )發(fā)現天上有彩云、有星星、有閃電等豐富的景象。因此用生物芯片技術(shù)來(lái)評價(jià)乙肝病毒的清除情況，要比用傳統方法真實(shí)、可靠、安全和科學(xué)得多?！　?/p>

    揪出結核耐藥真兇　　

    結核分枝桿菌耐藥性的產(chǎn)生，給結核病的治療和預防控制帶來(lái)了巨大的困難，而結核分枝桿菌基因突變是引起耐藥性的主要方式。能夠同步分析4種基因突變的高通量靶向性基因分析技術(shù)，可以指導人們查找具體的耐藥品種。系統篩查分析我國結核分枝桿菌耐藥相關(guān)基因突變類(lèi)型及分布特點(diǎn)，可揭示耐藥性結核病的發(fā)生機理；向臨床方向擴展，可為結核病耐藥性基因診斷提供理論依據。研究表明，結核分枝桿菌katG、rpoB、embB和rpsL基因的點(diǎn)突變分別與結核分枝桿菌耐受異煙肼、利福平、乙氨丁醇和鏈霉素密切相關(guān)?！　?/p>

    生物芯片技術(shù)，較之目前臨床常用的藥敏檢測方法，具有操作簡(jiǎn)單、快速，成本較低，檢測結果準確性高等優(yōu)勢，在結核病患者耐藥性臨床診斷及臨床指導用藥中具有很大的應用前景?！　?/p>

    早期預警富貴病　　

    1973年發(fā)現的ApoE是脂類(lèi)代謝、心血管疾病及老年性癡呆等的重要決定因子。通過(guò)生物芯片分析ApoE基因多態(tài)性，對于協(xié)助臨床疾病的診斷和風(fēng)險預測有重要的應用價(jià)值?！　poE基因具有多態(tài)性，形成三種主要的異構體ApoE2、ApoE3、Ap oE4，進(jìn)而呈現出不同的生理功能。研究發(fā)現ApoEε4基因是遲發(fā)性和散發(fā)性老年癡呆的危險因子，二者呈正相關(guān)，且ε4使患者發(fā)病年齡下降，而ε2則具有保護作用。由于老年癡呆患者中大部分均為散發(fā)或遲發(fā)家族性，因此ApoEε4基因與老年癡呆的關(guān)聯(lián)就顯得很有意義?！　?/p>

    另外，ApoE在動(dòng)脈粥樣硬化中也發(fā)揮重要的作用。ApoE多態(tài)性與不同的高脂血癥（HLP）、冠心病發(fā)生危險性及家族傾向有關(guān)。一般認為ApoE4是脂代謝紊亂和冠心病的重要遺傳標記，可能是高膽固醇血癥和冠心病的主要遺傳易感因子。而ε2等位基因具有降低膽固醇作用，對冠狀動(dòng)脈硬化有防護作用。此外，ApoE還與缺血性腦血管病、傳染病、腎病綜合征、糖尿病等發(fā)病危險性相關(guān)?！　?/p>

    讓宮頸癌真正能預防　　

    人乳頭瘤病毒（HPV）是zui重要、明確的致癌病毒之一，zui近炒得火熱的“宮頸癌疫苗”其實(shí)就是HPV疫苗，原因是99％以上的宮頸癌患者都存在HPV感染，可見(jiàn)HPV在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著(zhù)決定性的作用，而針對HPV研制的TDI－FP基因檢測技術(shù)則可以快速檢測到 HPV，幫助人們預防宮頸癌。與其他癌癥不同，宮頸癌可以通過(guò)控制H PV的感染加以預防。近年國內外普遍應用脫落細胞防癌篩查，但查到細胞學(xué)改變的患者50％～80％已存在浸潤性宮頸癌。高危HPV感染及相關(guān)病變分子標志的監測，對細胞學(xué)檢查正?；蚝水愖兤诎┌Y的預警、早期診斷、指導預防及治療、判斷預后極為關(guān)鍵?！　囊话愕膶m頸癌前病變發(fā)展成宮頸癌約需10年的過(guò)程，以定期進(jìn)行HPV分型檢測補充取代傳統的細胞學(xué)普查，對細胞學(xué)正常及高危人群，對預警宮頸細胞癌變傾向，及時(shí)發(fā)現和預防、治療早期宮頸癌極為關(guān)鍵?！　?/p>

    采用TDI－FP基因檢測技術(shù)，對HPV常見(jiàn)型進(jìn)行全面、高通量檢測，檢測結果較單純雜交準確性更高；一次擴增反應能完成8個(gè)常見(jiàn)高、低危HPV型檢測，計算機控制程序閱讀微孔板，一次檢測可完成384個(gè)樣品，適于大規模臨床篩選、檢測應用，也為改進(jìn)該類(lèi)病毒感染相關(guān)疾病的診斷、預后判斷、防治措施的滯后和盲目性引進(jìn)了新的技術(shù)手段?！　?/p>

    擴展篇　　

    體細胞治療技術(shù)（俗稱(chēng)細胞導彈），是目前*的應用前景的治療技術(shù)，尤其是對病毒性感染疾病、腫瘤、免疫缺陷等均表現出良好的治療效果?！　?/p>

    在診療中，閻小君和研究小組用經(jīng)過(guò)尖銳濕疣疣體提取抗原來(lái)沖擊病人的樹(shù)突細胞，治療1000余例的尖銳濕疣病人，僅有不到10人復發(fā)。盡管如此，仍有一些疣體比較小的患者由于難以獲得足夠量的抗原，而不得不等到疣體長(cháng)大才能治療。為了解決這一難題，研究小組又設計出具有病毒特征的多肽分子氨基酸組成序。經(jīng)過(guò)模擬試驗計算出特征更明顯的多肽序列后，用人工體外合成的方法將預定的多肽進(jìn)行合成。經(jīng)過(guò)一系列復雜的動(dòng)物和人體試驗，終于成功地篩選出一些具有HPV抗原活性的多肽。這樣，即便是疣體非常小的早期患者也可以接受治療了?！　?/p>

    在嘗試用細胞療法治療HPV獲得成功的基礎上，研究小組又在國內創(chuàng )建了針對乙肝病毒耐藥和機體易感性分析的一套技術(shù)方法和技術(shù)平臺。2003年，在中國高等學(xué)校蛋白質(zhì)組學(xué)研究院的幫助下，終于找到了一批價(jià)值的多價(jià)位優(yōu)勢抗原表位肽（靶向肽）。這種多價(jià)位優(yōu)勢抗原表位肽和細胞因子的樹(shù)突狀細胞結合能在短時(shí)間內“克隆”大量的淋巴細胞。“細胞導彈”療法，就是根據這一原理，從患者體內采集出單核細胞，進(jìn)行體外特殊培養，使其發(fā)育成樹(shù)突細胞并大量擴增后與效應肽或靶向肽結合，然后再回輸體內，成為專(zhuān)門(mén)攻擊殺傷乙肝病毒的“細胞導彈”。這種特殊的“導彈”能“瞄準” 乙肝病毒進(jìn)行定向、定點(diǎn)殺傷，卻不會(huì )傷及“無(wú)辜”。實(shí)驗證明，這種細胞治療的關(guān)鍵物不僅能給細胞導彈提供準確的靶點(diǎn)，而且在清除乙肝病毒過(guò)程中有特定性、靶向性、主動(dòng)式細胞免疫和細胞殺傷功能，可*殺滅血液中和肝細胞中的HBV病毒。在此基礎上形成了一套完整的治療性細胞制備技術(shù)和方法，組成了從設備和制劑的制造，采購質(zhì)控、評價(jià)體系和技術(shù)推廣的儲備?！　?/p>

    生物芯片技術(shù)向人們展示了一幅基因診斷和治療的美好前景，但其缺陷也是相當明顯的。首先是成本的問(wèn)題，由于芯片制作的工藝復雜，信號檢測也需專(zhuān)門(mén)的儀器設備，一般實(shí)驗室難以承擔其高昂的費用。其次在生物芯片實(shí)驗技術(shù)上還有多個(gè)環(huán)節尚待提高，如在探針合成方面，如何進(jìn)一步提高合成效率及芯片的集成程度，樣品制備的簡(jiǎn)單化與標準化等。盡管芯片技術(shù)還存在這樣或那樣的問(wèn)題，但隨著(zhù)研究的不斷深入和技術(shù)的更加完善，生物基因芯片一定會(huì )在生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?！　?/p>

    特色篇　　

    實(shí)驗室里，比大拇指蓋稍大的生物芯片就是將影響和改變人類(lèi)未來(lái)生活的神奇之物。將幾個(gè)生物芯片放在檢測器上，與之相聯(lián)的電腦屏幕上立刻就會(huì )出現縱橫交錯的紅綠熒光點(diǎn)。每一個(gè)熒光點(diǎn)就是一個(gè)基因片斷的點(diǎn)陣。只要取病人的一滴血放在芯片檢測卡上，經(jīng)過(guò)分子雜交后，電腦就會(huì )顯示基因的變化情況。再通過(guò)計算機把基因語(yǔ)言翻譯成醫生能讀懂的信息，便可對疾病做出準確的診斷。這種生物芯片的誕生，標志著(zhù)疾病的診斷將由細胞和組織水平推進(jìn)到基因水平?！　?/p>

    20世紀80年代末，生物學(xué)家發(fā)現人類(lèi)的許多疾病是由人體基因排列順序的變異所致。1993年，美國埃菲公司的科研人員受電腦芯片的啟發(fā)，把已知排列順序的基因片段像晶體管一樣集成到硅片表面，通過(guò)特殊的觀(guān)察手段，終于在短時(shí)間內辨認出了基因的變化。由此引發(fā)了繼工業(yè)革命、信息技術(shù)革命后的第三次基因組革命?！　?/p>

    診斷——方便快捷 質(zhì)優(yōu)價(jià)廉　　

    生物芯片作為一種先進(jìn)的大規模、高通量檢測技術(shù)，在感染性疾病、遺傳性疾病和腫瘤的臨床診斷方面具有*的優(yōu)勢。它可以在一張芯片同時(shí)對多個(gè)病人進(jìn)行多種疾病的檢測，盡管單張芯片的價(jià)格并不便宜，但可以同時(shí)檢測多個(gè)基因，因此整體診斷價(jià)格比傳統診斷方法要低一些。對于患者來(lái)說(shuō)，僅僅需要一點(diǎn)血液就可以一次檢測多個(gè)基因，方便程度不言而喻。對于醫生來(lái)說(shuō)，生物芯片能檢測病原微生物的耐藥性，病原微生物的亞型，且具有*的靈敏性和可靠性，自動(dòng)化程度高，是他們工作中理想的助手。zui后，通過(guò)生物芯片診斷，無(wú)需機體免疫應答反應，診斷速度比一些傳統方法快了許多?！　≈委?mdash;—處方 療效直觀(guān)　　生物芯片催生了處方，實(shí)現了個(gè)性化用藥。個(gè)性化醫療zui激動(dòng)人心之處在于基因與醫療的交叉。針對不同的病人和同一個(gè)病人的不同患病時(shí)期，能夠制訂zui恰當的治療方案?！　?/p>

    在療效評價(jià)方面。與傳統方法相比，生物芯片可以對病原微生物進(jìn)行多指標平行分析?，F行的病毒分析方法使醫生在給病人某一種藥物的治療方案時(shí)，常常由于無(wú)法快速見(jiàn)到變化或起伏不定的結果而前功盡棄?！　?/p>

    此外，在藥物篩選和新藥開(kāi)發(fā)方面。生物芯片技術(shù)具有高通量、大規模、平行性地分析基因表達或蛋白質(zhì)狀況（蛋白質(zhì)芯片）的能力。用芯片作大規模的篩選研究可以省略大量的動(dòng)物實(shí)驗甚至臨床實(shí)驗，縮短藥物篩選所用時(shí)間?！　?/p>

    在基因功能研究方面。生物芯片在基因組學(xué)、后基因組學(xué)和藥物基因組學(xué)研究中起著(zhù)重要的作用。它可以開(kāi)展包括DNA測序、基因表達檢測、尋找新基因、雜交測序、基因突變和單核苷酸多態(tài)性分析以及基因文庫作圖等研究。黑色素瘤生長(cháng)刺激因子就是通過(guò)生物芯片技術(shù)發(fā)現的?！　?/p>

    在健康查體方面。它能同時(shí)對多個(gè)遺傳突變進(jìn)行搜尋、加快功能基因組的研究進(jìn)程。例如，體檢者在醫院用傳統方法檢測肝炎病毒，大約要等兩天才能拿到結果，而利用生物芯片技術(shù)不到五分鐘就可以拿到結論。