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(gè)性化等方面的重大進(jìn)展起到了推動(dòng)作用,給整個(gè)人類社會帶來深刻廣泛的變革。
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)期已到來的今天,大診斷、自動(dòng)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(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zui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)代宣告來臨。人類對于自身和疾病的認(rèn)識也產(chǎn)生了深刻變化。基因組學(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(yàn)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(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)研究價(jià)值和明顯的產(chǎn)業(yè)化前景,是上世紀(jì)90年代中期以來影響zui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(dòng)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(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??担?;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(shí)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(gè)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(shí)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)。
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