不久前,美国《财富》杂志载文指出,二十世纪科技史上有两件事影响深远:一是微电子芯片,它是计算机和众多家电的心脏,改变了我们的经济和文化生活,并已进入每一个家庭;另一件事就是生物芯片,它将改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗,极大地提高人口素质和健康水平。如果说二十世纪是属于微电子芯片时代的话,那么二十一世纪则是生物芯片的时代。
生物芯片(Biochip):主要包括基因芯片(Genechip)肽芯片(Peptide chip)。是将大量不同种类的探针分子高密度地排布于支持物上,然后与标记分子进行杂交,通过检测标记分子杂交信号的强度及分布,对靶分子的序列和数量进行分析,从而达到一次实验检测多项指标的目的。生物芯片是近年来高新技术领域中极具时代特征的重大进展,它可以对基因、配体、抗原等生物活性物质进行高通量快速的检测和分析,不仅在基因测序、突变检测、病原诊断等方面有巨大的应用价值,而且在保健、药物研究、优生、法医、检疫等领域都展现出极大的应用潜力。
10年后宫颈是否会癌变?生物芯片诊断技术今天就能给答案!
——让宫颈癌真正能预防
人乳头瘤病毒(HPV)是重要、明确的致癌病毒之一,最近炒得火热的“宫颈癌疫苗”其实是HPV疫苗,原因是99%以上的宫颈癌患者都存在HPV感染,可见HPV在宫颈癌发生、发展过程中起着决定性的作用,而针对HPV研制的TDI-FP基因检测技术则可以快速检测到HPV,帮助人们预防宫颈癌。与其他癌症不同,宫颈癌可以通过控制HPV的感染加以预防。今年国内外普遍应用脱落细胞防癌筛查,但查到细胞学改变的患者50%-80%已存在浸润性宫颈癌。高危HPV感染及相关病变分子标志的监测,对细胞学检查正常或核异变期癌症的预警、早期诊断、指导预防及治疗、判断预后极为关键。
从一般的宫颈癌前病变发展成为宫颈癌约需要10年的过程,以定期进行HPV分型检测补充取代传统的细胞学普查,对细胞学正常及高危人群,对预警宫颈细胞癌变倾向,及时发现和预防、治疗早期宫颈癌极为关键。
TDI-FP基因检测技术,采用计算机控制程序阅读微孔板,一次检测可完成384个样品,适于大规模临床筛选、检测应用,也为改进该类病毒感染相关疾病的诊断、预后诊断、防治措施的滞后和盲目性引进了新的技术手段
生物芯片诊断技术特色优势
实验室里,比大拇指盖稍大的生物芯片就是将影响和改变人类未来生活的神奇之物。将几个生物芯片放在检测器上,与之相联的电脑屏幕上立刻就会出现纵横交错的红绿荧光点。每一荧光点就是一个基因片断的点阵。只要取病人的一滴血放在芯片检测卡上,经过分子杂交后,电脑就会显示基因的变化情况。再通过计算机把基因语言翻译成医生能读懂的信息,便可对疾病做出准确的诊断。这种生物芯片的诞生,标志着疾病的诊断将由细胞和组织水平推进到基因水平。
20世纪80年代末,生物学家发现人类的许多疾病是由人体基因排列顺序的变异所致。1993年,美国埃菲公司的科研人员受电脑芯片的启发,把已知排列顺序的基因片段像晶体管一集成到硅片表面,通过特殊的观察手段,终于在短时间内辨认出了基因的变化。由此引发了继工业革命、信息技术革命后的第三次基因组革命。
诊断——方便快捷? 质优价廉
生物芯片作为一种先进的大规模、高通量检测技术,在感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤的临床诊断方面具有独特的优势。它可以在一张芯片同时对多个病人进行多种疾病的检测,尽管单张芯片的价格并不便宜,便可以同时检测多个基因,因此整体诊断价格比传统诊断方法要低一些。对于患者来说,仅仅需要一点血液就可以一次检测多个基因,方便程度不言而喻。对于医生来说,生物芯片能检测病原微生的耐药性,病原微生物的亚型,且具有极高的灵敏性和可靠性,自动化程度高,是他们工作中理想的助手。最后,通过生物芯片诊断,无需机体免疫应答反应,诊断速度比一些传统方法快了许多。
治疗——处方精确? 疗效直观
生物芯片催生了精确处方,实现了个性化用药。个性化医疗最激动人心之外在于基因与医疗的交叉。针对不同的病人和同一个病人的不同患病时期,能够制订最恰当的治疗方案。
在疗效评价方面。与传统方法相比,生物芯片可以对病原微生物进行多指标平行分析。现行的病毒分析方法使医生在给病人某一种药物的治疗方案时,常常由于无法快速见到变化或起伏不定的结果而前功尽弃。
此外,在药物筛选和新药开发方面。生物芯片技术具有高通量、大规模、平行性地分析基因表达或蛋白质状况(蛋白质芯片)的能力。用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物实验甚至临床实验,缩短药物筛选所用时间。
在基因功能研究方面。生物芯片在基因组学、后基因组学和药物基因组学研究中起着重要的作用。它可以开展包括DNA测序、基因表达检测、寻找新基因、杂交测序、基因突变和单核苷酸多态性分析以及基因文库作图研究。黑色素瘤生长刺激因子就是通过生物芯片技术发现的。
在健康查体方面。它能同时对多个遗传突变进行搜寻、加快功能基因组的研究进程。例如,体检者在医院用传统方法检测肝炎病毒,大约要等两天才能拿到
结果,而利用生物芯片技术不到五分钟就可以拿到结论。
生物芯片技术是随着“人类基因组计划”的进展而发展起来的分子生物学里又一项里程碑式的重大技术革新,在感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤的临床诊断
方面具有独特的优势。尤其对于宫颈HPV(人乳头瘤病毒,宫颈癌重要致病因素之一)感染的早期诊断方面,可将宫颈癌的诊断时间提早十年。
据悉,由于许多宫颈疾病没有得到及早发现、及时有效的治疗而导致宫颈癌的发生,宫颈疾病已经成为威胁女性健康的重要杀手,全世界每年大约有20万省内首套生物芯片诊断技术落户河北新时代妇科医院
日前,河北省首套拥有世界尖端技术水准的高科技项目———生物芯片(Biochip)诊断技术正式落户河北新时代妇科医院,将用于女性宫颈癌早期筛查等妇科疾病的临床诊疗当中。生物芯片诊断技术的首次应用,将大大提高我省妇科疾病的临床诊断水平,填补了省内妇科疾病基因学诊断的一项空白。妇女死于宫颈癌;作为我国宫颈疾病高发区之一的华北地区,众多女性正遭受着宫颈疾病的困扰。而此次生物芯片诊断技术的引进,无疑将大大提高我省女性宫颈疾病的早期监测与预防水平,使我省妇科疾病诊疗水平迈上了一个新的台阶。