第7章 基因芯片
基因芯片(genechip)是生物芯片(biochip)的一种,又称DNA芯片,DNA微列阵(DNA microarray)、寡核苷酸阵列(oligonucleotide array),是近几年才发展兴起的高新技术。基因芯片指的是在固相载体(如硅片、玻片、聚丙烯或尼龙膜等)上按照预先设计的排列方式,固定上大量已知序列的DNA/RNA 片段,形成DNA/RNA微矩阵,将样品基因组DNA/RNA进行体外扩增并掺入标记分子后,与位于微阵列上的已知DNA序列杂交,通过检测系统对芯片进行扫描,检测杂交信号强度,并用计算机软件进行数据的比较和综合分析后,获得样品中大量的基因序列特征或基因表达信息,从而达到判断靶核酸的有无或数量的目的。基因芯片技术融合了生命科学、化学、微电子学、计算机科学、统计学和生物信息学等诸多学科领域的成就,具有快速、**、大规模、高容量、高度并行性等特点。芯片技术产生的研究结果具有高度的特异性,敏感性和可重复性。该技术的出现为生命科学、医学、化学等领域的研究提供了一个强有力的工具,正在使生命科学的研究和应用发生一场革命。
**节 基因芯片的制备
【制备原理】基因芯片是在基因探针的基础上研制出的,所谓基因探针是一段人工合成的碱基序列,可以在探针上连接一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用基因探针识别混合物中特定的基因片段。一般将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。基因芯片通过应用平面微细加工技术和超分子自组装技术,把大量分子检测单元集成在一个微小的固体基片表面,可同时对大量的核酸分子实现**、快速、低成本的检测和分析。芯片种类较多,制备方法也不尽相同,常见的芯片可分为两大类:一类是原位合成;一类是直接点样。原位合成适用于寡核苷酸;直接点样多用于大片段DNA,有时也用于寡核苷酸,甚至mRNA。原位合成有两种途径。一是光蚀刻法;一是喷印法。光蚀刻法可以合成30nt左右,喷印法可以合成40~50nt,光蚀刻法每步缩合率较低,一般为95%左右,合成30nt产率仅20%;喷印法可达99%以上,合成30nt产率可达74%,从这个意义上说喷印法特异性应比光刻法高。此外,喷印法不需特殊的合成试剂。与原位合成法比较点样法较简单,只需将预先制备好的寡核苷酸或cDNA等样品通过自动点样装置点于经特殊处理的玻璃片或其他材料上即可。 尽管发达****的发病率已经以每年2%左右下降,而我国**的发病率仍在逐年上升。2007年,我国卫生部公布无论城乡居民恶性**为死亡原因之首位,严重威胁人民的健康和生命。可见医学工作者要践行战胜癌症、造福人类的重要使命,任重而道远。
随着基因组学、蛋白质组学、分子生物学技术的飞速发展,科学家从基因、蛋白质、细胞、器官等多个层面深入探究**发生、发展的机制,不断地开辟新思路、提供新方法,大大提高了**综合诊疗水平。但是,目前在恶性**临诊疗方面还存在着不少问题。例如,基础研究与临床实践的结合欠佳,大规模前瞻性高质量临床研究相对滞后,多学科间协作机制不完善,实施规范化、个体化诊疗方案还不够重视等,大大影响了诊疗质量和**。美国临床**学会(ASCO)评出的2007年重大进展中,恶性**的预防和靶向**受到广泛关注,并特别提出了增加研究投入和尽量开展临床试验的建议。
进入21世纪以来,循证医学、诊疗规范化和个体化已经成为医学领域公认的研究方向,在临床**领域尤其如此,因为临床**学是一门不断发展,十分活跃的研究领域,每天中外报刊都有关于**学的信息,以至很多同道都觉得**不读书便会落后。同时,我们正处在各种文化相互交流、融合、碰撞的时代,信息量十分巨大。因此,医师必须紧跟及时追踪医学信息,了解和掌握新的知识,才能不断的提高自己的认识水平,以便为患者提供更新、更好的服务。据统计,每年发表的医学论文超过100万~200万篇,中文期刊发表的约10万篇。在浩瀚的信息海洋中,如何查找有用的资料会给大家带来一定困扰。因此学会从中寻找有价值的参考资料就显得十分重要。
因为**学的信息量越来越大,很难通过个人的努力迅速全面地掌握有关的*新进展,所以迫切需要一类"进展型"读物将**学的*新信息介绍给大家,以便专业医师能够在短期内比较全面的了解、掌握和应用**学研究的*新成果。为此,南方医科大学南方医院的罗荣城教授和第二军医大学长征医院的韩焕兴教授主持编写了《**综合诊疗新进展》一书,第1、2版分别于2003、2006年问世。他们以快速介绍临床**学的进展、新文献、新信息为出发点,广泛收集了与**相关的基础研究成果和临床应用技术进展,及时介绍给广大读者,使广大读者能够将这些知识应用于临床,尽可能采取综合性、个体化、多学科、规范化的**诊疗理论与技能,使每一位患者受益,为患者带来*佳的诊**果。