生物芯片怎么样指导肿瘤个体化治疗？

我国生物芯片产业发展迅速，已有近400种生物芯片产品问世。摄影/杨林静 科技部、国家质检总局日前在北京联合主办生物芯片在医学和食品安检中的应用大会，与会学者认为，生物芯片在实现肿瘤个体化研究方面有着广阔的应用前景。 肿瘤研究中的概念性问题 恶性肿瘤正在成为危害人类健康的第一杀手。目前，人类对肿瘤的认识水平和采用的常规治疗手段尚不能有效地治疗恶性肿瘤，因此，阐明恶性肿瘤发生发展的关键机制，建立肿瘤预测预警和早期诊断技术方法，建立特异的靶向治疗和个体化治疗措施，对于临床上有效治疗肿瘤、降低恶性肿瘤的死亡率、提高生存率和患者的生存质量有着十分重要的意义。 在题为《肿瘤与生物芯片检测的概念性问题》的主题报告中指出：目前肿瘤治疗中遇到的主要问题有，一是治疗后由于癌细胞的突变等原因，导致肿瘤细胞产生抗药性；二是癌细胞的转移是多数癌症患者死亡的原因，目前相关的很多科学难题尚未解决。 当前我们在肿瘤发生、发展和演进的研究中，存在一些重要的概念问题必须澄清。一是肿瘤并不是一堆癌细胞，而是有严密结构的组织。二是肿瘤细胞的异质性，即在众多的肿瘤细胞中，似干细胞的肿瘤细胞应该是癌症治疗的首要靶标。三是癌细胞的散布和转移是两个相关而又不同时的事件。在多数癌症中，癌细胞的散布可能是一个早期事件，唤醒已散布的癌细胞的生长潜能，使其发展成为转移病灶的机制，这将是探索癌症新疗法的关键所在。四是癌症可能是一种表现为局部细胞生长异常的系统性疾病。 在大会报告中认为，基因组的复杂性通过基因表达调控的多样性表现出来。肿瘤发生发展过程中基因的变异呈现时空分布的差异，既复杂又多变，目前，人类对基因变异、细胞癌变和肿瘤发生发展过程中的临床生物学特征的关系还不明确。利用十分有限的肿瘤知识，要解决极其复杂的临床问题，特别是基因和蛋白表达水平的变化，由于受技术发展水平和知识的限制，还需要做大量的研究工作。 个体化治疗是方向 肿瘤是在环境、遗传、饮食习惯等众多因素相互作用下产生的，由于病因不清、发病机制复杂、临床表现多变，治疗效果往往存在明显的个体差异。肿瘤的个体化治疗就是根据患者的具体情况，通过临床检测手段，筛选确定针对这一患者个体特点的相对最佳的治疗方案。在《基因芯片技术是现代肿瘤研究和临床诊疗中的重要支撑》的报告中说，乳腺癌是严重危害女性健康的常见恶性肿瘤之一，化疗和内分泌治疗是现在治疗乳腺癌的主要手段，可以降低约1/3患者复发、转移风险。但与此同时，也有部分患者对化疗和内分泌治疗不敏感，导致了对乳腺癌患者的过度治疗，增加了病人的痛苦和经济负担。个体化治疗可在保证疗效的同时降低治疗总体费用，建立规范的个体化治疗是优化乳腺癌系统性治疗的发展方向。 在谈到我国肿瘤临床诊疗现状时，目前肿瘤大的分期、分型标准30年未变，主要是依据症状、体征、影像检查、组织细胞病理进行诊断和指导临床治疗。现有的肿瘤预后因子，如肿瘤大小、淋巴结转移等，对肿瘤的预后判断准确性差、效率低。在食管癌治疗中，赫捷等研究发现，不同患者对治疗后的反应存在明显的个体差异，如果对放疗、化疗无效者还继续进行放疗和化疗，不仅无益反而有害。21世纪肿瘤研究的目标是实现个体化治疗。 为个体化治疗指路 生物芯片是20世纪80年代末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术，在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、高通量的检测，其效率是传统检测手段的成百上千倍。生物芯片在临床治疗领域的应用前景将是巨大的。过去，传统的治疗方法没有针对性，并且忽视了病人之间的个体差异，往往给治疗带来了不便，增加了病人的痛苦。由于生物芯片是一种先进的大规模高通量检测技术，它可同时检测多个基因的变化情况，针对不同病人或同一病人的不同患病时期，指导医生来制定最恰当的治疗方案，从而实现个体化治疗。 目前肿瘤预后中用得最多的是表达谱芯片、microRNA芯片和SNP芯片，另外还有转录子芯片、细胞芯片和组织芯片等，这些都为探索乳腺癌的个体化治疗提供了必要的技术手段。生物芯片可以帮助医生从众多的影响乳腺癌疗效的因素中，找出与治疗敏感性相关的因素。例如，通过基因表达谱芯片来区分对化疗敏感和不敏感的病人，然后开展针对性治疗，寻找出最佳治疗药物和方案，最终达到提高疗效的目的。 基因表达谱及标准化诊断体系建立是实现肿瘤个体化防治的基础。随着生物芯片这种高通量基因和蛋白分析技术的逐步成熟，大样本、高通量和多因素分析方法的应用将促进系统肿瘤生物学的发展，并将推动肿瘤预防、早期诊断及治疗水平的提高。 与临床应用实现有效对接 ，最新的发展趋势显示，生物芯片正在与现有的部分分子分型和影像技术相结合，同时针对患者的个体化治疗提供全新的分子分型检测技术和分析方法，以便让临床医生拥有可精确打击癌症病灶的利器。 利用博奥生物公司的22K Human Genome Array生物芯片，研究了乳腺癌治疗敏感与不敏感组的差异基因表达，得到了285个差异表达基因。通过对这285个基因进行分子功能注释，得到了初步的分子表达谱，这些结果将为指导临床乳腺癌的个体化治疗提供理论依据。赫捷等已经完成的食管癌miRNA表达谱的研究，发现了与不同组织类型、不同分化程度以及淋巴结转移相关的miRNA分子，研究成果不仅为食管癌的分子分型提供了分子标志物，而且还可指导临床进行更加准确的临床分期，实现个体化治疗。与会专家认为，个体化治疗可有效改善目前我国肿瘤治疗治愈率低和治疗不足或治疗过度的问题，真正为患者带来实惠和希望。生物芯片技术是一种前沿的、先导的、全面的和普遍适用的技术，和其他所有前沿技术一样，迅速有效地实现产业化是关键，因此必须找到切实可行的对接机制，而生物芯片产业化的关键是与临床实际工作的有效对接。生物芯片研发与临床应用要形成互动，要联合政府相关职能机构、高校、科研院所和生物技术公司，搭建对接平台，各方共同推动包括生物芯片技术在内的前沿生物医药技术的产业化，在最短的时间内创造尽可能大的社会效益。