基因芯片技術(shù)充分利用生物科學(xué)、信息學(xué)等前沿學(xué)科的先進(jìn)成果，以其快速、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)科研的各個(gè)領(lǐng)域，為后基因組時(shí)代的生命科學(xué)研究提供了一種強(qiáng)有力的工具。北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門(mén)醫(yī)院裴曉華博士指出，將基因芯片技術(shù)運(yùn)用于中醫(yī)外科前景廣闊。他主要介紹了基因芯片技術(shù)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用。



　　外科感染



　　隨著越來(lái)越多的病毒、支原體、衣原體和細(xì)菌的整個(gè)基因組測(cè)序的完成，就可以大量制備含有病原體基因的芯片，用于病原體的快速診斷，而且送檢標(biāo)本無(wú)需進(jìn)行培養(yǎng)。常見(jiàn)的外科感染中，有的細(xì)菌極難培養(yǎng)，有的細(xì)菌分離培養(yǎng)所需時(shí)間太長(zhǎng)，給臨床細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)帶來(lái)困難，使用基因芯片可以解決面臨的難題。標(biāo)本經(jīng)處理后，利用通用的核酸擴(kuò)增技術(shù)將樣品核酸進(jìn)行熒光標(biāo)記，然后與基因芯片上已知的細(xì)菌探針陣列進(jìn)行雜交；經(jīng)掃描后就可以判斷出是哪一種細(xì)菌的感染。由于基因芯片可以包含的信息非常多，可以集中多達(dá)幾千種探針信息，而臨床常見(jiàn)的細(xì)菌感染也不過(guò)幾十種，所以基因芯片能夠輕松應(yīng)付這種任務(wù)。



　　膿毒癥是外科面臨的棘手問(wèn)題，與中醫(yī)外科的“內(nèi)陷”、“走黃”類(lèi)似。盡管已有強(qiáng)有力的抗生素的應(yīng)用，但膿毒癥仍是呼吸衰竭、多臟器功能障礙以及危重病人死亡的主要原因。實(shí)驗(yàn)和臨床表明，細(xì)胞因子的產(chǎn)生和全身性釋放在膿毒癥炎性反應(yīng)中起著重要的作用。因此，阻斷細(xì)胞因子的激活及其生物學(xué)效應(yīng)一直是研究的熱點(diǎn)。證據(jù)表明，膿毒癥反應(yīng)機(jī)制是以特定的方式，按照基因表達(dá)順序，程序化地受基因控制。膿毒癥休克是由多基因控制的一種疾病，基因芯片技術(shù)可對(duì)膿毒癥達(dá)到更深刻、更全面的了解。中醫(yī)通里攻下法及清熱解毒法對(duì)膿毒癥進(jìn)行防治已取得肯定的療效，對(duì)于中藥的作用機(jī)制，包括腸屏障保護(hù)作用、對(duì)內(nèi)毒素及細(xì)胞因子的影響、對(duì)自由基的清除作用已初步闡明，還有待于從蛋白質(zhì)與基因水平進(jìn)行更高層次的研究。



　　腫瘤



　　通過(guò)基因芯片對(duì)腫瘤細(xì)胞系、動(dòng)物模型、病理組織標(biāo)本的檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)腫瘤形成、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移相關(guān)的新基因。例如，通過(guò)前列腺腫瘤相關(guān)芯片檢測(cè)，可以根據(jù)基因表達(dá)不同情況區(qū)分正常和惡性上皮、雄激素依賴(lài)和非依賴(lài)的前列腺腫瘤、藥物敏感和耐藥的腫瘤。癌基因的低表達(dá)或者抑癌基因的高表達(dá)可作為藥物治療有效與否的標(biāo)志，為藥物治療及基因治療提供新的靶點(diǎn)，可以減少抗腫瘤藥物的研究開(kāi)發(fā)周期。采用基因芯片技術(shù)對(duì)有良好抗癌作用的中藥進(jìn)行篩選，并進(jìn)行作用機(jī)理的研究，可以探索中藥對(duì)腫瘤抑癌基因的表達(dá)與調(diào)控方式。目前國(guó)內(nèi)對(duì)單味藥、單靶點(diǎn)的基因調(diào)控研究已有初步成果，而對(duì)多因素、多靶點(diǎn)的基因調(diào)控與功能修飾研究尚屬起步階段。



　　泌尿外科



　　腎移植受者術(shù)后淋巴細(xì)胞受異體抗原刺激，發(fā)生激活和分化，往往同時(shí)伴隨著上百種免疫相關(guān)基因的改變，而基因芯片這種高通量的檢測(cè)技術(shù)不僅一次可以檢測(cè)成千上萬(wàn)免疫分子mRNA表達(dá)水平的改變情況，還可以滿(mǎn)足腎移植術(shù)后免疫監(jiān)測(cè)的要求，而且基因芯片的另一優(yōu)點(diǎn)就是它除了可以檢測(cè)免疫細(xì)胞表面的免疫分子基因表達(dá)情況，還可以檢測(cè)核內(nèi)免疫調(diào)控基因的基因轉(zhuǎn)錄水平變化，基因芯片將在腎移植免疫研究中發(fā)揮重要的作用。



　　此外，將基因芯片技術(shù)應(yīng)用到移植免疫耐受研究中可以發(fā)現(xiàn)大量新的與免疫耐受相關(guān)基因，為人工誘導(dǎo)耐受提供新的靶點(diǎn)，而且通過(guò)對(duì)免疫抑制藥物使用后基因表達(dá)差異的研究，不僅可以更為全面、深入地了解免疫抑制劑的分子機(jī)理，有利于更好地使用已有免疫抑制藥，還可開(kāi)發(fā)中藥免疫抑制藥。



　　基因芯片技術(shù)也可以應(yīng)用在組織配型方面，使用現(xiàn)在已知基因序列的HLA分子(包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi))基因芯片對(duì)移植供者、受者進(jìn)行檢測(cè)，以全面了解供者、受者HLA基因型，而且寡核苷酸芯片技術(shù)還可以對(duì)HLA分子的多態(tài)性進(jìn)行研究。



　　中醫(yī)藥治療前列腺增生具有確切的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。如對(duì)血漿性激素水平的調(diào)節(jié)，降低前列腺指數(shù)、調(diào)節(jié)前列腺組織中性激素水平和降低5α-還原酶活性、抑制前列腺細(xì)胞DNA的合成及有絲分裂、降低增生前列腺組織中的PCNA指數(shù)和bFGF的表達(dá)、拮抗α1-AR等。還可從前列腺細(xì)胞的增殖和凋亡水平，對(duì)直接刺激細(xì)胞生長(zhǎng)的各種生長(zhǎng)因子、調(diào)控和執(zhí)行細(xì)胞凋亡的相關(guān)基因及蛋白進(jìn)行研究，以期能更深入和全面地揭示中醫(yī)藥治療前列腺增生的作用機(jī)理。采用基因芯片技術(shù)使從靶基因組的角度研究中醫(yī)藥治療前列腺增生的作用機(jī)理成為可能。



　　裴曉華博士總結(jié)說(shuō)，目前基因芯片還處在研究階段，用于臨床還有一些問(wèn)題亟待解決。例如，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，判定標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，配套工具軟件的開(kāi)發(fā)等，但基因芯片能為中醫(yī)外科的發(fā)展提供強(qiáng)有力的手段，基因芯片技術(shù)將在中醫(yī)外科研究上得到進(jìn)一步的應(yīng)用。