生物芯片是指通過微加工技術(shù)和微電子技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建微型生化分析系統(tǒng)，將大量特定序列和核酸片斷或蛋白有序地固定在載體上，與標(biāo)記好地待檢核酸或蛋白分子進行反應(yīng)，通過檢測熒光信號的強弱而判斷樣本中的靶分子數(shù)量，從而實現(xiàn)對化合物、核酸、蛋白質(zhì)、細胞及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速和大信息量的篩檢。它具有高度平行性、多樣性、微型化和自動化的特性，以往常用的任何方法都難以與之相比較。 自1996年世界第一塊商品化的生物芯片問世以來，短短數(shù)年間即得到迅猛發(fā)展，目前常用的有生物芯片、蛋白質(zhì)芯片和芯片實驗室三大類，主要應(yīng)用于蛋白質(zhì)組分研究、藥物篩選、疾病診斷與預(yù)測、基因表達譜分析、新基因的發(fā)現(xiàn)、基因突變檢測及多態(tài)分析、基因組文庫作圖及基因測序等。這一技術(shù)在病毒性疾病的診斷及療效評價中也得到了廣泛的應(yīng)用，為臨床診斷、用藥、療效判定及疾病的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸提供可靠依據(jù)。由此可以更深入地認識病毒的分子致病基礎(chǔ)機制，發(fā)現(xiàn)更多的、更有效的阻斷病毒感染途徑和抗病毒作用靶標(biāo)，以便從分子水平制定實驗診斷與臨床治療方案。茲以肝炎病毒為例就近年的研究進展簡介如下:
用于病毒免疫標(biāo)志物的平行檢測與血清學(xué)分型。
目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種病毒可引起肝炎性損害，檢測其相應(yīng)的免疫標(biāo)志物在人體中的存在及含量，對病因診斷與治療意義重大。最新發(fā)展的蛋白質(zhì)芯片技術(shù)原理類似于常規(guī)的酶聯(lián)免疫反應(yīng)原理，即將特異性抗原或抗體固定于載體，待測樣本按比例稀釋后與其上的抗原或抗體進行反應(yīng)，在加上熒光標(biāo)記的抗原或抗體，用計算機軟件對熒光信號進行分析，即可獲得準(zhǔn)確的定性或定量結(jié)果。一張芯片上可分布上千甚至數(shù)萬個抗原或抗體，并能標(biāo)記多種載光素，使之能同時倍快速檢測，且可進行病毒的血清學(xué)分型。
用于肝炎病毒的分類、分型、變異和定量檢測
為遴選抗病毒藥物，評價臨床療效，除生化、免疫和病理指標(biāo)外，還應(yīng)明確病毒的核酸結(jié)構(gòu)和體液病毒核酸的含量，用DNA測序、PCR等法雖可達到目的，但技術(shù)難度和實驗成本限制了其應(yīng)用。基因芯片則可對所有的肝炎病毒的分型、變異、突變和病毒核酸含量進行高通量、平行檢測。它將待測病毒基因(DNA或是mRNA)經(jīng)體外轉(zhuǎn)錄、PCR、逆轉(zhuǎn)錄、末端標(biāo)記等處理成標(biāo)記有熒光分子的核酸分子，然后與芯片上的探針進行雜交，用計算機對雜交信號進行處理，依信號和強度即可得出核酸含量。這一方法簡便易行，實驗成本低，可為臨床的準(zhǔn)確診斷、合理用藥、判定預(yù)后提供切實可信的依據(jù)。
用于病毒的耐藥性突變檢測
目前在肝炎的抗病毒治療中產(chǎn)生的病毒耐藥突變，最典型者為拉米夫定(3TC)抗HBV治療中出現(xiàn)的YMDD變異。此變異發(fā)生于應(yīng)用3TC半年后，作用靶位為病毒的DNA聚合酶(DNAP)通過與底物競爭結(jié)合位點以抑制HBV底逆轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，同時易引起DNAP的多位點突變�；蛐酒母咄俊⑵叫袡z測技術(shù)針對引起YMDD變異的眾多基因突變位點設(shè)計探針，將之結(jié)合于同一張芯片或與上述分型基因芯片合并，從血清樣本中抽取病毒DNA，經(jīng)體外擴增后與芯片探針雜交，依據(jù)雜交信號判定HBV的YMDD變異，得出是否產(chǎn)生耐藥性的結(jié)論。
結(jié)合核酸類抗體配基篩選技術(shù)(SELEX)，實現(xiàn)基因芯片技術(shù)對肝炎免疫應(yīng)答中特異性標(biāo)志物及相關(guān)蛋白質(zhì)的分析
隨著DNA結(jié)合蛋白研究的深入，受組合化學(xué)、抗體庫和隨機噬菌體肽庫技術(shù)的啟發(fā)，人們構(gòu)建了隨機核酸庫并從中篩選出與靶蛋白特異結(jié)合的核酸配基，此技術(shù)稱為SELEX。與蛋白類抗體相比，此配基具有許多有點：作用的靶分子范圍更廣，配基與靶分子的結(jié)合能力與特異性更強，動力學(xué)參數(shù)可依體外診斷條件的要求而改變，不受抗原毒性和免疫原性的限制，特異性和親和力不受組織或樣本中非靶抗原的干擾，體外人工合成實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，合成時可隨意連接其他功能基因和分子等。目前已從核酸庫中篩選出各種與蛋白、核酸、小分子肽、氨基酸、有機物、金屬離子等特異性結(jié)合配基，并應(yīng)用于臨床治療和診斷。凡涉及抗體的診斷領(lǐng)域，幾乎均可用核酸配基替代。選擇針對肝炎免疫應(yīng)答過程中特異性標(biāo)志物及相關(guān)反應(yīng)蛋白篩選核酸配基，人工合成后結(jié)合于固相載體，制作基因芯片，即可實現(xiàn)芯片技術(shù)的病毒免疫標(biāo)記物及免疫應(yīng)答過程中的細胞因子、細胞周期、細胞凋亡等免疫學(xué)檢測。
基因芯片技術(shù)雖有諸多優(yōu)點，但要成為實驗室或臨床可以普遍采用的技術(shù)目前尚有一些關(guān)鍵問題亟待解決，如如何提高芯片的特異性，簡化樣本制備和標(biāo)記操作程序，增加信號檢測的靈敏度和高度集成化樣本的制備，基因擴增，核酸標(biāo)記及檢測儀器的研制和開發(fā)等，已成為當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點。
摘自：《中華基因網(wǎng)》
, http://www.www.srpcoatings.com百拇醫(yī)藥網(wǎng) http://www.www.srpcoatings.com/html/Dir/2003/04/03/9424.htm