不久的未來(lái),對(duì)個(gè)人進(jìn)行生物芯片檢測(cè)將成為診斷疾病的常規(guī)手段之一。
邰麗華在《千手觀音》中的精彩表演給觀眾留下了難忘的印象,人們?yōu)檫@位美麗的舞者是聾啞人而感到惋惜。兩歲時(shí),邰麗華因高燒注射鏈霉素而失去了聽力。科技發(fā)展到今天,有了生物芯片檢測(cè)技術(shù),像她這樣的“一針致聾”的情況是完全可以避免的。
“假如邰麗華在剛剛出生時(shí)做過基因芯片檢測(cè),得知自己是藥物性耳聾基因的攜帶者,只要在今后不使用氨基糖甙類藥物,就可以避免藥物性耳聾的發(fā)生?!痹谄恋谋本┲嘘P(guān)村(8.38,-0.10,-1.18%)生命科學(xué)園里,47歲的中國(guó)工程院院士程京博士告訴本刊記者。程院士是生物芯片北京國(guó)家工程研究中心暨博奧生物有限公司(以下簡(jiǎn)稱“博奧生物”)中心主任兼技術(shù)總監(jiān),同時(shí)也是清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授。
遺傳性耳聾基因檢測(cè)芯片是生物芯片的一種。簡(jiǎn)單說,生物芯片是在一塊指甲大小的玻片、硅片、尼龍膜等材料上放上生物探針,它首先與待檢測(cè)樣品進(jìn)行反應(yīng),然后對(duì)與反應(yīng)結(jié)果相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行收集,最后再用計(jì)算機(jī)或其他方法分析數(shù)據(jù)結(jié)果。早在1997年,《財(cái)富》雜志就報(bào)道說,“在20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)算機(jī)和許多家電的‘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?!?/P>
程院士說,生物芯片的作用是幫助實(shí)現(xiàn)疾病的預(yù)警、預(yù)防和個(gè)體化治療。它是一種檢測(cè)工具,非常像傳感器,外表則像計(jì)算機(jī)芯片,固定住不同的生物材料或生物分子,借助這些生物分子,可以對(duì)相應(yīng)生物樣品(血液、尿液、痰液等)中的靶標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。通過用正常樣品的數(shù)據(jù)與檢測(cè)樣品的數(shù)據(jù)比較,分析是否存在差異,醫(yī)生就可以根據(jù)差異的情況判斷被檢測(cè)者的身體是否患有疾病。生物芯片就如同偵察兵,事先偵探病因,在一定程度上做到知己知彼。素有“DNA之父”美譽(yù)的美籍諾貝爾獎(jiǎng)得主詹姆斯?沃森(James Watson)預(yù)言:在今后十年內(nèi),對(duì)個(gè)人進(jìn)行基因檢測(cè)將成為診斷疾病的常規(guī)手段之一。醫(yī)生們可以通過研究個(gè)人的基因序列,向攜帶了不良基因的人士提出醫(yī)療建議,從而更有效地治療精神疾病、癌癥、糖尿病等復(fù)雜疾病。
生物芯片可以用于遺傳性疾病診斷。在中國(guó),遺傳病種類較多,僅單基因遺傳病就有4,000多種。這些病的預(yù)防和早期干預(yù)很重要,但以前缺乏有效的手段進(jìn)行早期診斷。遺傳性疾病發(fā)生的根本原因,是由于正常的基因序列發(fā)生改變,而通過基因芯片(生物芯片的一種)可以準(zhǔn)確測(cè)定基因序列改變的位置和改變的類型。生物芯片還可以在感染性疾病診斷和耐藥檢測(cè)、器官移植、藥物篩選、指導(dǎo)個(gè)體化用藥、衛(wèi)生檢疫、司法鑒定等多個(gè)方面發(fā)揮作用。
在生物芯片的諸多用途中,人們最關(guān)心的是它對(duì)人體疾病的預(yù)防和診斷作用。程院士說,目前,生物芯片已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用,開始造福千家萬(wàn)戶。像邰麗華的耳聾屬于母系遺傳因素導(dǎo)致,而據(jù)估算,中國(guó)每年新增聾兒近4萬(wàn)人,其中半數(shù)以上為遺傳性耳聾。人們發(fā)現(xiàn),多種基因突變參與了該病的發(fā)病機(jī)制,與聾病相關(guān)的基因很多,需要檢測(cè)的位點(diǎn)更多,傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)如測(cè)序往往價(jià)格昂貴,操作復(fù)雜。生物芯片具有集成化、高通量、快速簡(jiǎn)便等特點(diǎn),能夠幫助臨床醫(yī)生很好地解決這個(gè)問題。
博奧生物與解放軍總醫(yī)院、清華大學(xué)、中南大學(xué)等單位合作,已研制出遺傳性耳聾基因檢測(cè)芯片。這種芯片除了可以檢出神經(jīng)性耳聾和大前庭水管綜合征的患者,還可以檢測(cè)人們是否是藥物性耳聾基因的攜帶者。中國(guó)先天性耳聾患者中攜帶線粒體突變的約占5%,而線粒體突變與氨基糖甙類藥物引起的藥物性耳聾有著密切關(guān)系。所有被診斷為藥物性耳聾基因突變的攜帶者,都需要終身禁用諸如鏈霉素、慶大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素等所有的氨基糖甙類藥物,否則就可能會(huì)導(dǎo)致“一針致聾”。
據(jù)程院士介紹,生物芯片用于普通消費(fèi)者的價(jià)格正越來(lái)越低,做一次生物芯片檢測(cè)的費(fèi)用僅需幾百元。博奧生物現(xiàn)在有四款生物芯片類產(chǎn)品獲得了中國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的醫(yī)療器械注冊(cè)證書,開始進(jìn)入醫(yī)院。隨著批量需求增加,價(jià)格還會(huì)更便宜,將來(lái)普通老百姓都能消費(fèi)得起。
程院士說,以前人們看病貴,跟技術(shù)檢測(cè)手段沒有跟上有關(guān)。譬如,一個(gè)得了感染性疾病的患者去醫(yī)院就診,醫(yī)生會(huì)說,先吃某種抗生素看一看效果再說,不行再換,而現(xiàn)在,如果一上來(lái)就用生物芯片檢測(cè),就會(huì)很清楚病人患的是什么、感染源是什么病菌、患者對(duì)哪些藥物有耐藥性,然后就可以有針對(duì)性地用藥,這樣就會(huì)極大地減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),同時(shí)達(dá)到快速有效治病的目的。
除了檢查疾病外,生物芯片最重要的作用是預(yù)防。中國(guó)人普遍富裕以后,對(duì)健康的關(guān)注不再局限于有病治病,而是對(duì)健康的投資,早預(yù)防,早檢測(cè)。越早發(fā)現(xiàn)潛在病癥,越早防范和治療,效果就越好,也越省錢。如果患了病再治療,費(fèi)用可能會(huì)有天壤之別,患者也會(huì)遭受較大痛苦。最要命的是,有些疾病一旦爆發(fā),就可能是不治之癥。以耳聾患者為例,一旦聽力殘疾,需要植入人工耳蝸,最便宜的也要10萬(wàn)元,而在生育之前花費(fèi)數(shù)百元做一次孕前篩查,就可以避免悲劇的發(fā)生。通過生物芯片的孕前檢測(cè),夫妻可以了解未來(lái)的孩子患某些先天疾病的風(fēng)險(xiǎn)大小,做出選擇,防患于未然。
博奧生物有一款生物芯片,是專門用來(lái)做預(yù)警的,可以對(duì)人體常見的9大類、68種疾病進(jìn)行個(gè)體遺傳檢測(cè)(愛身譜個(gè)體遺傳檢測(cè)服務(wù):愛身譜是一項(xiàng)在基因、蛋白等多個(gè)層次上提供個(gè)體遺傳檢測(cè)的系列生物芯片服務(wù)項(xiàng)目,涉及近1,500個(gè)基因,共3,000個(gè)與疾病相關(guān)的遺傳位點(diǎn))。一項(xiàng)檢測(cè)費(fèi)用需要數(shù)百元錢,全部做下來(lái),需要一兩萬(wàn)元,但一輩子就做一次。當(dāng)然,現(xiàn)在的生物芯片檢測(cè)技術(shù)并不能檢測(cè)人體存在的所有風(fēng)險(xiǎn),預(yù)警也不是診斷,只是通過對(duì)人的基因特征進(jìn)行檢測(cè)分析,跟60多種疾病相關(guān)基因變異進(jìn)行比對(duì),判斷由疾病相關(guān)遺傳因素帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。不過,有風(fēng)險(xiǎn)并不意味著一定會(huì)發(fā)病,因?yàn)楹筇斓沫h(huán)境因素起的作用更大,占到發(fā)病權(quán)重的70%~80%。
通過生物芯片檢測(cè)技術(shù)做預(yù)警的意義在于,人們一旦知道存在患有某種疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn),就可以提前預(yù)防,阻斷誘發(fā)疾病的條件,包括飲食習(xí)慣、運(yùn)動(dòng)方式、心理調(diào)節(jié)等,最大限度地避免其發(fā)生。程院士說,有些人雖然抽了一輩子煙,卻沒有得肺病,這跟基因有一定的關(guān)系;而有些人屬于抽煙致病的敏感人群,他們就需要特別注意不要吸煙,也盡量不要吸入二手煙。有些人如果查出容易得高脂血癥,在日常生活中就要特別注意調(diào)整飲食和鍛煉。
生物芯片技術(shù)是上世紀(jì)90年代末發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù),效率是傳統(tǒng)檢測(cè)手段的成百上千倍,因而發(fā)展迅猛。博奧生物成立于2000年9月,至今已整整十個(gè)年頭。正如美國(guó)《時(shí)代》周刊所說,它已經(jīng)成為“一個(gè)具有自主研發(fā)能力,并能夠研制生產(chǎn)出兼具創(chuàng)新性和高性價(jià)比產(chǎn)品的公司”。如今,博奧生物自主研發(fā)了遺傳性耳聾檢測(cè)基因芯片系統(tǒng)、分枝桿菌菌種鑒定基因芯片系統(tǒng)、結(jié)核分枝桿菌耐藥檢測(cè)基因芯片系統(tǒng)、自身免疫性疾病檢測(cè)蛋白芯
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