一個(gè)五年前才剛剛在中國起步的世界新興產(chǎn)業(yè)──中國生物芯片產(chǎn)業(yè)──仿佛一夜之間在中國悄然崛起,近乎一個(gè)神話,。
不久前,,美國《財(cái)富》雜志載文指出,在二十世紀(jì)科技史上有兩件事影響深遠(yuǎn):一是微電子芯片,,它是計(jì)算器和眾多家電的心臟,,改變了我們的經(jīng)濟(jì)和文化生活,并已進(jìn)入每一個(gè)家庭,;另一件事就是生物芯片,,它將改變生命科學(xué)的研究方式,革新醫(yī)學(xué)診斷和治療,,極大地提高人口素質(zhì)和健康水平,。有人認(rèn)為,從某種意義上說,,如果二十世紀(jì)屬于微電子芯片時(shí)代的話,二十一世紀(jì)則是生物芯片的時(shí)代,。
圖:天津計(jì)生系統(tǒng)應(yīng)用「生物芯片診斷技術(shù)」檢測胎兒健康狀況,。僅需要零點(diǎn)一毫升血清,便可在十分鐘內(nèi)檢測出會(huì)發(fā)生弱智,、耳聾,、失明,、五官畸形、先天性心臟病等嚴(yán)重缺陷的胎兒(新華社)
生物芯片的出現(xiàn)是近年來高新技術(shù)領(lǐng)域中極具時(shí)代特征的重大進(jìn)展,,是物理學(xué),、微電子學(xué)與分子生物學(xué)綜合交叉形成的高新技術(shù)。生物芯片技術(shù)通過微加工工藝在厘米見方的芯片上集成有成千上萬個(gè)與生命相關(guān)的信息分子,,它可以對(duì)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)中的各種生物化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行集成,,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基因、配體,、抗原等生物活性物質(zhì)進(jìn)行高效快捷的測試和分析,。
主導(dǎo)廿一世紀(jì)發(fā)展
生物芯片技術(shù)的巨大理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,決定了其必然成為二十一世紀(jì)世界各國優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)對(duì)象,。據(jù)統(tǒng)計(jì),,目前全球生物芯片市場增長勢頭迅猛,生物芯片工業(yè)產(chǎn)值為十億美元左右,,生物芯片的市場銷售額達(dá)二百億美元以上,。
一九九八年,美國正式宣布激活生物芯片計(jì)劃,,由衛(wèi)生部,、能源部、商業(yè)部,、司法部,、國防部、中央情報(bào)局及斯坦福大學(xué),、麻省理工學(xué)院和部分國家實(shí)驗(yàn)室共同參與,。幾年來,以生物芯片為核心的相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅猛崛起,,僅用于基因組研究的芯片銷售額就達(dá)到五十億美元,。在納斯達(dá)克市場已有九家美國生物芯片公司上市,其股價(jià)以平均每年百分之七十五的速度上漲,。
二○○○年,,中國在有關(guān)專家的積極推動(dòng)下,由清華大學(xué),、華中科技大學(xué),、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院共同出資組建成立了北京博奧生物芯片有限責(zé)任公司暨生物芯片北京國家工程研究中心,專門致力于生物芯片的研究和開發(fā),。該國家級(jí)研究中心的建成,,標(biāo)志著中國生物芯片研究開始參與到國際競爭的行列中去。
中國生物芯片產(chǎn)業(yè)作為國家級(jí)研發(fā)機(jī)構(gòu),,北京博奧生物芯片有限責(zé)任公司從成立伊始便擔(dān)負(fù)起一種使命,。二○○二年底,,博奧公司將包括「超高通量藥物篩選芯片」在內(nèi)的八大專利技術(shù)以技術(shù)入股的方式轉(zhuǎn)讓到美國,與其它國際風(fēng)險(xiǎn)投資者共同投資創(chuàng)建了美國騰隆生物科技公司,?;谶@些專利的核心產(chǎn)品離子信道檢測技術(shù)的用戶包括了強(qiáng)生、輝瑞等大制藥企業(yè),,博奧因此成為第一個(gè)將生物芯片技術(shù)出口美國的中國企業(yè),,這也是中國第一次專利出口。
二○○四年,,博奧的芯片掃描儀開始出口美國和韓國,,實(shí)現(xiàn)了中國精密生物儀器產(chǎn)業(yè)原創(chuàng)性產(chǎn)品的首次出口創(chuàng)匯。同年,,博奧生物總資產(chǎn)超過十三億元,,全年累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入五億元。
二○○五年四月二十六日,,博奧生物芯片有限責(zé)任公司和全球第一家生物芯片企業(yè)美國昂飛公司(Affymetrix)正式宣布建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,,共同簽訂了《生物芯片相關(guān)產(chǎn)品的共同研發(fā)協(xié)議》和《DNA芯片服務(wù)平臺(tái)協(xié)議》兩個(gè)重要的全面合作協(xié)議。此次合作是內(nèi)地高科技企業(yè)與國際同行業(yè)巨頭全面,、對(duì)等,、原創(chuàng)性的合作,標(biāo)志著以博奧公司為代表的中國生物芯片企業(yè)已在全球競爭激烈的生物芯片產(chǎn)業(yè)中躋身領(lǐng)跑者地位,。
與博奧一樣,,中科院北京基因組研究所暨華大基因研究中心,也是內(nèi)地最早開展生物芯片研究的科研機(jī)構(gòu),。他們?cè)谕瓿芍袊?jí)雜交稻測序工作后,,以高性能數(shù)據(jù)處理能力為依托,率先設(shè)計(jì)制備了世界上第一張真正意義上的水稻全基因組基因芯片,。此外,,還建立了以大規(guī)模基因克隆,、高通量蛋白質(zhì)表達(dá)純化和高密度蛋白質(zhì)芯片技術(shù)為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)芯片平臺(tái),。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重道遠(yuǎn)
二○○三年底,華大再次加大投入,,充分發(fā)揮自身的體制和技術(shù)優(yōu)勢,,將DNA芯片、蛋白質(zhì)芯片以及cDNA文庫組整合形成新的生物芯片平臺(tái),,為中國的生物芯片研發(fā)及應(yīng)用做出極大貢獻(xiàn),。
短短五年時(shí)間,中國生物芯片公司持續(xù)自主創(chuàng)新的能力進(jìn)一步增強(qiáng),,顯示出中國生物芯片產(chǎn)業(yè)的大好前景,。
生物芯片的成熟和應(yīng)用一方面將為本世紀(jì)的疾病診斷和治療、新藥開發(fā),、分子生物學(xué),、航空航天、司法鑒定,、食品衛(wèi)生和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域帶來一場革命,;另一方面則為人類提供了能夠?qū)€(gè)體生物信息進(jìn)行高速、并行采集和分析的強(qiáng)有力的技術(shù)手段,,成為未來生物信息學(xué)研究中的重要信息采集和處理平臺(tái),。
生物芯片的重要性,在上世紀(jì)九十年代便初露端倪,。隨著對(duì)人類和其它物種研究的深入,,加上信息技術(shù)、新材料技術(shù)等交叉和滲透,,生物技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新的階段,。尤其是生物芯片技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用不僅豐富了生命科學(xué)的研究方式,而且能幫助醫(yī)學(xué)診斷和治療,、食品,、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等諸多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展開辟一條全新的道路,顯示出廣泛的應(yīng)用前景,。
正因如此,,世界各國出現(xiàn)了許多從事生物芯片研究的公司,每家公司的芯片技術(shù)都各具特色,,應(yīng)用目的也各不相同,。但是,綜合各種因素分析,,要使生物芯片研究成果順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化卻也并非一樁簡單的事情,。
首先,生物芯片技術(shù)研發(fā)難度大,,生產(chǎn)周期長,,成本高,因此難以形成規(guī)模,。據(jù)了解,,美國雖然已有多個(gè)生物芯片上市公司,產(chǎn)品也五花八門,,但至今沒有一家公司的產(chǎn)品獲得美國醫(yī)療衛(wèi)生部門的認(rèn)證,。而中國內(nèi)地雖然目前生物芯片企業(yè)不少于五十家,但獲得國家有關(guān)部門認(rèn)證的也只有極少數(shù),。而且,,百分之七十至八十的生物芯片還只是用在研發(fā)上,,離完全產(chǎn)業(yè)化還有一段不短的距離。
其次,,由于研發(fā)的成本高,,造成其產(chǎn)品價(jià)格偏高。即使目前在此領(lǐng)域最具實(shí)力的美國Affymetrix公司,,其產(chǎn)品單價(jià)也高達(dá)上千美元,,難以向市場推廣。
盡管生物芯片的未來發(fā)展之路不平坦,,但是有關(guān)專家在展望生物芯片的前景時(shí)說,,生物芯片在基因表達(dá)譜分析、基因診斷,、藥物篩選及序列分析等諸多領(lǐng)域已呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,。生物芯片技術(shù)發(fā)展到今天不過短短幾年時(shí)間,隨著研究的不斷深入和技術(shù)的更加完善,,它一定能夠在生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮出非凡的作用,。
專家指出,隨著重要物種基因組測序工作的相繼完成,,闡明基因的功能已經(jīng)成為生物學(xué)研究的重要任務(wù),,應(yīng)運(yùn)而生的生物芯片技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段。正如微電子芯片技術(shù)在近幾十年里極大地改變了人類的生活方式一樣,,生物芯片技術(shù)將是又一次具有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)技術(shù)革命,,它所帶來的重大戰(zhàn)略意義和蘊(yùn)藏的無限商機(jī),對(duì)人類生活必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,。