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(wú)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(gè)性化等方面的重大進(jìn)展起到了推動(dòng)作用,給整個(gè)人類社會(huì)帶來(lái)深刻廣泛的變革,。
體外診斷
正在日趨個(gè)體化
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,,計(jì)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(píng)估的體外實(shí)驗(yàn)(IVT)轉(zhuǎn)變,;信息技術(shù)的快速發(fā)展使單通道檢測(cè)儀器向多通道,、全自動(dòng)、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(yàn)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(shí),,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(guò)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(gè)體化診斷時(shí)期已到來(lái)的今天,,大診斷,、自動(dòng)化、高通量,、簡(jiǎn)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(yàn)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(shí)代逐步過(guò)渡到遺傳學(xué)診斷時(shí)代,、生化診斷時(shí)代、免疫學(xué)診斷時(shí)代,、分子(基因)診斷時(shí)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(gè)體診治提供可能
隨著人類基因組計(jì)劃的完成,,后基因組時(shí)代,,即組學(xué)時(shí)代宣告來(lái)臨。人類對(duì)于自身和疾病的認(rèn)識(shí)也產(chǎn)生了深刻變化,?;蚪M學(xué)的發(fā)展使人們對(duì)疾病易感性和藥物應(yīng)答產(chǎn)生了更多新的認(rèn)識(shí);轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展使人們對(duì)疾病的診斷,、分型,、療效,、預(yù)警有了理論上的支持和驗(yàn)證的基礎(chǔ);代謝組學(xué)的發(fā)展使人們對(duì)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(gè)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(jì)算機(jī)科學(xué)融合為一體,,是一項(xiàng)高度交叉的新技術(shù),具有重大的基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值和明顯的產(chǎn)業(yè)化前景,,是上世紀(jì)90年代中期以來(lái)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(shí)固定于支持物上,因此可以實(shí)現(xiàn)一次對(duì)大量生物分子進(jìn)行的檢測(cè)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(dòng)化程度低,、檢測(cè)目的分子數(shù)量少,、低通量等不足。很快成為“后基因組計(jì)劃”時(shí)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(dòng)了新基因的發(fā)現(xiàn)、基因診斷,、藥物篩選,、給藥個(gè)性化等方面的重大進(jìn)展,給整個(gè)人類社會(huì)帶來(lái)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的科研設(shè)想成為了可能。
我國(guó)生物芯片技術(shù)也呈現(xiàn)了極其迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì),,目前的生物芯片產(chǎn)品有500多種,,已經(jīng)在國(guó)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(cè)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??担?;睡眠障礙康復(fù)芯片;HD-2001A生物芯片檢測(cè)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(píng)估,、藥物應(yīng)答預(yù)測(cè)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(shí)日
盡管生物芯片技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)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(hào)的獲取與分析上,,目前大多使用熒光法進(jìn)行檢測(cè)和分析,重復(fù)性較好,,但靈敏度不高,;另外,對(duì)如此大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取與分析也是一個(gè)艱巨的技術(shù)問(wèn)題,,要想廣泛應(yīng)用到臨床疾病的診斷還需要一定的時(shí)間,。但是我們相信,在不久的將來(lái),,隨著生物芯片技術(shù)的不斷完善,,它一定會(huì)為醫(yī)學(xué)事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。