生物芯片在临床疾病诊断的应用       1．遗传 性疾病的诊断     人体的遗传性状是由基因决定的。当基因有缺陷而影响其行使正常功能时，就会引起遗传病。有些疾病完全是基因变异直接决定的，如6 500多种单基因遗传病是基因变异的结果，这些基因称为致病基因；而有些基因并不直接致病，而是导致易于产生某种疾病的倾向性，即易感性(susceptibility)，这些基因称为易感基因。这些遗传因素也不是单一的，而是多基因微小效应叠加在一起相互作用所致，称之为多基因遗传病。     以往遗传病的诊断主要是通过对病史、症状、体征、家系分析以及对某些异常基因产物进行分析，这些方法是对疾病结果的分析，再由结果追溯原因，属于表型诊断。但是，遗传性疾病的特征就是遗传物质发生异常，所以分子诊断的方法更为直接、可靠。目前可以采用多种分子检测手段对其进行诊断，如核酸分子杂交、限制性内切酶酶谱分析、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、RFLP、PCR、测序等，每种方法均有各自的优点，但都有共同的缺点就是通量低。此类疾病是由众多位点中的一个或多个位点突变引起的，因此对多位点的同时检测就显得尤为重要，这就需要有与之对应的高通量的检测手段，基因芯片是遗传病的分子诊断的最佳手段，对疾病的早期诊断甚至产前诊断具有重要意义。下面通过举例加以说明。 珠蛋白生成障碍性贫血(地中海贫血症，thalassemia)和葡萄糖―6―磷酸脱氢酶缺乏症(GSPD，又称蚕豆病)是全球性的单基因遗传病。珠蛋白生成障碍性贫血是由于珠蛋白链。和p合成不平衡，造成多余的珠蛋白链沉积在细胞膜上，改变了细胞膜的通透性和硬度，导致溶血性贫血。目前至少已报道了120多种不同的。珠蛋白基因突变，其中华人群体中主要有5种β珠蛋白生成障碍性贫血是由于位于11号染色体的p珠蛋白基因发生突变，导致β链合成缺乏。目前至少已报道了320多种不同的p珠蛋白基因突变，其中华人群体中主要有29种。葡萄糖―6―磷酸脱氢酶缺乏症由于G6PD基因发生突变引起G6PD的合成量不足或酶活性大大下降，导致红细胞内硫辛酰胺脱氢酶(NADPH)的量减少，红细胞膜脆性加大而导致细胞性溶血，表现出新生儿黄疸、蚕豆病、药物性溶血等，是一种X染色体不完全显性遗传病。目前全世界已发现G6PD缺乏症的生化变化类型400多种，基因突变和缺失120多种，其中华人中主要有18种基因突变。     Gemignani等人用微阵列的方法同时检测了p珠蛋白生成障碍性贫血和G6PD突变。通过评价认为，基因芯片检测方法准确可靠。国内也有芯片公司将DNA芯片技术用于α、β珠蛋白基因的突变检测，并获得SDA药证。     多基因遗传病的产生是由遗传因素与环境因素综合作用的结果。现代医学证明，环境因素必须通过机体内因而起作用，而遗传因素是机体反应的主要基础。机体反应是指防御免疫功能、遗传因素、神经和内分泌系统的功能状态、营养状态、精神因素、年龄、性别等。在这些众多因素中，基因在生命活动中扮演了重要的角色。多种大面积危害人群健康的疾病(如肿瘤、心血管病、代谢性疾病、神经疾病、精神疾病、免疫性疾病)都属于多基因病，存在个体的易感性差异。如吸烟与肺癌的关系，个体易感性决定为什么有人吸烟后得肺癌，有人吸烟后不得。不仅如此，某些由细菌和病毒引起的传染病也存在遗传易感性。如流行病，为什么有些人能抵御病原体，而有些人却容易感染。     基因芯片用于某些疾病的诊断，其优点有以下几个方面：一是高度的灵敏性和准确性；二是快速简便；三是可同时检测多种疾病或多个检测位点。如在产前遗传性疾病检查中，只要抽取少许羊水，就能检测出胎儿是否患有遗传性疾病，同时鉴别的疾病可以达到数十种，甚至数百种。再如对具有高血压、糖尿病等疾病家族史的高危人群普查、接触毒化物质人群恶性肿瘤普查等等，如采用了基因芯片技术，在极短时间内就能得到可靠的结果。其他如,01~1管疾病、神经系统疾病、内分泌系统疾病、免疫性疾病、代谢性疾病等，如采用了基因芯片技术，其早期诊断率将大大提高，而误诊率会大大降低，同时有利于医生综合地了解各个系统的疾病状况。     2．多肿瘤标志物检测     在肿瘤的研究和临床实践中，早期发现、早期诊断、早期治疗是关键。目前，临床诊断肿瘤的方法有：物理学检查、组织细胞学检查及生物化学检查3种方法。常规的物理学检查无法满足早期诊断的目的。肿瘤标志物(tumor marker，TM)是病人血液中肿瘤细胞所表达的异常蛋白质，通过检测个体血液中肿瘤标志物的含量，可以实现肿瘤的早期诊断，同时在肿瘤普查、诊断、判断预后和转归、评价治疗疗效和高危人群随访观察等方面都具有较大的实用价值。蛋白质芯片技术能够达到早期检查病人血液中肿瘤异常蛋白质的目的。     上海的数康生物科技有限公司，开发出用于临床检测多种肿瘤的蛋白质芯片，可同时检测12种肿瘤标志物，可用于肝癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、食管癌、卵巢癌、子宫内膜癌、结(直)肠癌和乳腺癌等的早期检测。