生物芯片技術(shù)從出現(xiàn)、發(fā)展,,再到如今的成熟階段,,已逐步成為生命科學(xué)研究的重要手段,使之前一些無法實(shí)現(xiàn)的科研設(shè)想成為了可能,,為新基因的發(fā)現(xiàn),、基因診斷、藥物篩選,、給藥個性化等方面的重大進(jìn)展起到了推動作用,,給整個人類社會帶來深刻廣泛的變革。
體外診斷
正在日趨個體化
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,,計算機(jī)科學(xué),、系統(tǒng)生物信息學(xué)等相關(guān)學(xué)科正在不斷地滲透進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)當(dāng)中。體外診斷的需求在改變,,健康觀念的轉(zhuǎn)變使傳統(tǒng)的單純的體外診斷(IVD)向預(yù)防,、預(yù)警、健康評估的體外實(shí)驗(IVT)轉(zhuǎn)變,;信息技術(shù)的快速發(fā)展使單通道檢測儀器向多通道,、全自動、組合式儀器轉(zhuǎn)變,;交叉學(xué)科的迅猛發(fā)展使單學(xué)科向組合組學(xué)(跨學(xué)組)轉(zhuǎn)變,;疾病的多樣化、復(fù)雜化使實(shí)驗室醫(yī)學(xué)由單一標(biāo)志物向系統(tǒng)生物信息轉(zhuǎn)變,。
與此同時,,診斷系統(tǒng)也涉及到了更寬廣的學(xué)科領(lǐng)域,它正經(jīng)歷著多學(xué)科的沉淀與凝聚,,并且逐步過渡到以遺傳信息,、家族信息,、疾病診斷網(wǎng)絡(luò)信息模型、生物學(xué)信息,、系統(tǒng)生物信息網(wǎng)絡(luò)等以綜合疾病相關(guān)信息為主體的現(xiàn)代體外診斷。在個體化診斷時期已到來的今天,,大診斷,、自動化、高通量,、簡易化,、信息流、床邊化是現(xiàn)代體外診斷所具有的六大特征,。
臨床實(shí)驗室的功能出現(xiàn)了總體戰(zhàn)略前移,、重點(diǎn)下移的轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)為ADP(Assessment Diagnostic Precaution),。研究路線從微生物時代逐步過渡到遺傳學(xué)診斷時代,、生化診斷時代、免疫學(xué)診斷時代,、分子(基因)診斷時代,,即從病因到表象最終到本質(zhì)。
代謝組學(xué)的發(fā)展為個體診治提供可能
隨著人類基因組計劃的完成,,后基因組時代,,即組學(xué)時代宣告來臨。人類對于自身和疾病的認(rèn)識也產(chǎn)生了深刻變化,?;蚪M學(xué)的發(fā)展使人們對疾病易感性和藥物應(yīng)答產(chǎn)生了更多新的認(rèn)識;轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展使人們對疾病的診斷,、分型,、療效、預(yù)警有了理論上的支持和驗證的基礎(chǔ),;代謝組學(xué)的發(fā)展使人們對疾病的預(yù)警,、分型、診斷,、療效尤其是藥物毒性有了更深層次的理解,,從而為個體化診斷和治療提供了可能。
促進(jìn)醫(yī)學(xué)診斷學(xué)發(fā)展的有力工具
生物芯片技術(shù)作為1998年度世界十大科技進(jìn)展之一,,將微電子學(xué),、生物學(xué)、物理學(xué),、化學(xué),、計算機(jī)科學(xué)融合為一體,,是一項高度交叉的新技術(shù),具有重大的基礎(chǔ)研究價值和明顯的產(chǎn)業(yè)化前景,,是上世紀(jì)90年代中期以來影響最深遠(yuǎn)的重大科技進(jìn)展之一,。
生物芯片技術(shù)可以將極其大量的探針同時固定于支持物上,,因此可以實(shí)現(xiàn)一次對大量生物分子進(jìn)行的檢測分析,,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)核酸印跡雜交(Southern Blotting 和Northern Blotting)等技術(shù)復(fù)雜,、自動化程度低,、檢測目的分子數(shù)量少,、低通量等不足。很快成為“后基因組計劃”時期基因功能研究以及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué),、醫(yī)學(xué)診斷學(xué)發(fā)展的強(qiáng)有力的工具,,推動了新基因的發(fā)現(xiàn),、基因診斷,、藥物篩選、給藥個性化等方面的重大進(jìn)展,,給整個人類社會帶來深刻廣泛的變革,。
生物芯片技術(shù)從出現(xiàn),經(jīng)歷逐步發(fā)展,,再到現(xiàn)如今的成熟階段,,已逐步成為生命科學(xué)研究的重要手段。之前一些無法實(shí)現(xiàn)的科研設(shè)想成為了可能,。
我國生物芯片技術(shù)也呈現(xiàn)了極其迅猛的發(fā)展態(tài)勢,,目前的生物芯片產(chǎn)品有500多種,已經(jīng)在國家藥品食品監(jiān)督管理局,、各地方藥品食品監(jiān)督管理局注冊的產(chǎn)品達(dá)數(shù)十種,。產(chǎn)品主要包括:人乳頭瘤病毒分型基因芯片及閱讀儀;結(jié)核桿菌耐藥基因芯片及閱讀儀,;地中海貧血基因芯片及閱讀儀,;生物電芯片(商品名:乳福康),;睡眠障礙康復(fù)芯片;HD-2001A生物芯片檢測儀,;LE-01-B生物芯片閱讀系統(tǒng),;生物芯片影像讀取儀;EcoScan―100微陣列芯片掃描儀等,。適用范圍涵蓋了疾病病因篩查和診斷,、早期預(yù)警、健康評估,、藥物應(yīng)答預(yù)測與疾病診治方式的關(guān)系等領(lǐng)域,。
廣泛應(yīng)用到臨床診斷仍需時日
盡管生物芯片技術(shù)已經(jīng)取得了長足發(fā)展,但仍然存在著許多難題,。比如成本昂貴,;探針的合成與固定復(fù)雜,尤其是制作高密度的探針陣列更是如此,;在信號的獲取與分析上,,目前大多使用熒光法進(jìn)行檢測和分析,重復(fù)性較好,,但靈敏度不高,;另外,對如此大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取與分析也是一個艱巨的技術(shù)問題,,要想廣泛應(yīng)用到臨床疾病的診斷還需要一定的時間,。但是我們相信,在不久的將來,,隨著生物芯片技術(shù)的不斷完善,,它一定會為醫(yī)學(xué)事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。