生物芯片技术及临床应用和检查方案

1、生物芯片技术及临床应用和检查方案生物芯片的技术背景与发展前景12生物芯片技术在临床中的应用21生物芯片的技术背景与发展前景11生物芯片的技术背景与发展前景12 一、生物芯片的技术背景与发展前景生物芯片技术是当代生物技术的重大变革 ！ 生物芯片技术始于20世纪80年代后期 其概念源于计算机芯片 其成熟标志为全球掀起的生物芯片产业化热潮！生物芯片技术的应用领域生物芯片疾病诊断疾病防治食品卫生药物筛选司法鉴定国家安全农业产质环境检测随着后基因组计划和生物信息论的发展，确定了人体功能是许多大分子蛋白、小分子细胞因子、及信号转导因子相互作用、相互调节的结果，疾病也是如此。原有的测定方法已不能满足快速处理

2、如此大量的疾病相关信息的需要，因此人们致力于发展简便、快速、小型、廉价的生物检测技术。低密度的蛋白芯片的出现就是针对这种需求而来的。蛋白芯片 目前临床上首先开发的是中低密度蛋白芯片。蛋白芯片严格的说仍属于血清学方法，但由于生物芯片技术本身具有的突出优点，使此技术呈现出广阔的科学前景和良好的临床需求。 蛋白芯片微矩阵根据需要设计为不同的样品，体现芯片的高通量特性。 层析动力学反应 芯片 VS ELISA 的优势多项联检单人份操作操作简单工作量少时间短自带标准曲线反射光，可减掉背景噪音自动化读数无污染一次检测一项多人份操作稀释样本操作步骤多，耗时多操作干扰大自定标准值透射光，需要质控品对照人工转化

3、结果数据生物芯片的种类 生物芯片：是一种高度集成的平行化处理生物信息的指甲盖大小的薄片。 依据芯片上固定的探针不同，可分为三类。核酸芯片 蛋白芯片组织芯片蛋白芯片与传统检验方法比较 与传统方法比较具有以下优点： 取样方便、操作简单、灵活性高、特异性强、 多指标、高通量、时间短以及立等可取！传统检验方法的颠覆和突破！ 准确：镜检、细胞培养、PCR、生化荧光、 ELISA、滴金法 早期 快速简便 经济： 性价比 二、生物芯片技术在临床中的应用 蛋白芯片临床应用： 幽门螺杆菌抗体谱检测芯片 呼吸道病毒感染抗体谱检测芯片 幽门螺杆菌HP抗体谱检测芯片尿素酶（Ure）IgG细胞毒素相关蛋白A（CagA）

4、IgG细胞空泡毒素A蛋白（VacA）IgG热休克蛋白60（Hsp60）IgG硝基还原酶(RdxA) IgG幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，HP)寄居在胃幽门附近胃窦黏膜上的革兰氏阴性杆菌。HP能分泌的尿素酶，分解尿素生成氨和CO2。氨在HP周围形成“氨云”中和胃酸，对HP起保护作用不被胃酸杀灭，HP还能产生热休克蛋白以保护自身蛋白不被胃酸破坏。HP产生的各种保护性酶或蛋白对胃黏膜造成损害，HP的DNA可整合入宿主DNA引起转化，导致胃黏膜的癌变。 2005年的诺贝尔生理学或医学奖授予了澳大利亚科学家沃伦和马歇尔。因为他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌幽门螺旋杆菌。 该研究使人

5、们认识到胃溃疡是一种细菌感染性疾病。而在1982年发现这种细菌之前，胃溃疡的主要引发原因一直被认为是生活压力和生活习惯。事实上，90%的十二指肠溃疡和80%的胃溃疡都是由幽门螺旋杆菌引起的。HP的生物学特性HP 菌株毒力不同。可释放空泡毒素（VacA）和细胞毒素相关蛋白A（CagA）的菌株，这种HP被称为产毒型HP。致病力更强!HP与疾病的关系幽门螺杆菌是慢性活动性胃炎的主要原因，是慢性萎缩性胃炎和胃溃疡的重要元凶，与胃癌发生关系密切，已被世界卫生组织（WHO）列为胃癌的第一类致癌因子。近年研究表明，幽门螺杆菌还是心血管疾病、糖尿病等疾病的致病因子。 HP流行病学调查表明，世界上一半以上成年人

6、的胃内有此菌，发展中国家高于发达国家，我国HP感染率高达80%。儿童期感染危险性很大。10岁龄感染率40-60%。HP感染越早，患胃癌的可能性越大，凡是儿童HP感染率高的地区成人胃癌发病率也高。 据流行病学调查，浙江地区幽门螺杆菌感染率为74%。近年来，儿科门诊发现不少儿童患慢性胃炎的病例，往往由于被妈妈认为肚里有寄生虫而耽误了治疗。儿童患慢性胃炎有逐年增多的趋势，尤其是36岁的学龄前儿童。针对儿童及家庭预防和根治幽门螺杆菌感染不仅对胃部疾病而且对胃部以外的疾病的预防和治疗有非常重要的意义。医学专家认为对幽门螺杆菌感染的早期发现和及时治疗是防治慢性萎缩性胃炎、胃癌的关键环节！第三次全国幽门螺杆

7、菌感染若干问题共识报告(2007.8庐山会议)Hp感染的诊断方法侵入性方法，依赖于胃镜活检。 快速尿素酶试验(RUT)、直接涂片染色镜检、组织切片染色镜检、细菌培养、基因检测方法(如PCR、寡核苷酸探针杂交等)、免疫检测尿素酶 (IRUT)。 内镜与活检钳消毒不严格可造成医源感染。非侵入性检测方法，不依赖内镜检查。 13C或14C尿素呼气试验(UBT)、15尿氨排泄试验、粪便HP抗原检测、血清及分泌物抗体检测以及基因芯片和蛋白芯片检测等。病人依从性较好。第三次全国幽门螺杆菌感染若干问题共识报告(2007.8庐山会议)HP感染的诊断标准以下方法检查结果阳性者可诊断HP现症感染： 胃黏膜组织RUT

8、、组织切片染色、HP培养三项中任一项阳性； 13C-或14C-UBT阳性； HPSA检测(单克隆法)阳性； 血清HP抗体检测阳性提示曾经感染(HP根除后，抗体滴度在5至6个月后降至正常)，从未治疗者可视为现症感染，须进行治疗，因HP不会自然消失。 组织细胞学：光镜法、电镜法 微生物学：快速尿素酶试验、分离培养 同位素跟踪：呼气试验（碳13、碳14 ） 血清学：抗体检测 分子生物学：PCR 生物芯片技术：蛋白芯片HP诊断方法生物芯片技术：蛋白芯片 优点：低创伤、适应群体广范 特异性、灵敏性好 高通量、多指标 微型化和自动化。 缺点：除菌治疗后，阳性结果会持续一段时间。 建议复查时结合其他检测手段

9、! HP诊断新方法-蛋白芯片幽门螺杆菌抗体谱芯片检测 200ul血清、同时检测5项指标检测项目临 床 意 义CagA-IgG阳性提示感染HP CagA+毒力株，致病力较强，需治疗。VacA-IgG阳性提示感染HP VacA+毒力株，致病力较强，需治疗。Ure-IgG阳性提示感染HP。Hsp60-IgG阳性与胃炎的严重程度及胃癌发生关系密切，需治疗。RdxA-IgG阳性提示HP对甲硝唑类药物敏感。流行病学调查显示，约40%的感染者体内HP并不致病，无需治疗。现有检测方法如培养、快速尿素酶试验、呼气试验、PCR等只能查有无HP感染，而是否致病无法判断，临床意义不大。Hp的耐药性是HP根除治疗失败的

10、主要原因。据报道，经典治疗药物的耐药率平均达50%以上，建议通过耐药检测才能确保治疗效果。研究发现胃癌患者中Hsp60抗体阳性率超过70%，提示Hsp60与癌症胃癌密切相关。HP芯片检测临床意义HP芯片检测临床意义1、有利于对于门诊常规检测(UBT或RUT)阳性病人进行分流，并非HP毒力株、且临床症状不明显者无需治疗；2、判断是否使用甲硝唑类药物进行HP根除治疗，使用何种治疗方案；3、判断胃部病变的严重程度和预后；4、流行病学调查首选方法。HP感染后治疗 最常用的根除HP三联疗法兰索拉唑+克拉霉素+甲硝唑兰索拉唑+克拉霉素+阿莫西林呼吸道病毒感染抗体谱检测芯片 肺炎支原体（MP）IgM 肺炎衣

11、原体（CP）IgM 合胞病毒（RSV）IgM 腺病毒（ADV）IgM 流行性感冒病毒（IV）IgM 副流感病毒（PIV）IgM呼吸系统疾病为临床常见病，人群普遍易感，冬、春季为多发季节。婴幼儿、老年人及免疫力低下者容易感染并具更大危险性。急性呼吸道感染，是小儿时期最常见的疾病之一，发病率高。据统计，急性呼吸道感染约占儿科门诊患儿60%以上，肺炎占住院患儿1/3以上，且病情严重，死亡率高。我国12省市小儿死亡原因的回顾调查表明：5岁以内死亡原因中以肺炎占首位，严重威胁小儿生命及健康成长。呼吸系统疾病肺炎和流感导致的死亡美国CDC统计的肺炎和流感导致的死亡比例近几年国内流行性报道武汉大学中南医院报

12、道，2008年5月至2009年4月间因呼吸道疾病住院的儿童中感染率最高的为甲型流感病毒、乙型流感病毒、腺病毒和肺炎支原体 （Peng D. et al. Vorol J 2009; 6: 155)广东CDC报道，2006至2009年感染呼吸道的病毒依次为呼吸道合胞病毒、鼻病毒、甲型流感病毒、偏肺病毒、乙型流感病毒、副流感病毒和腺病毒（Zou LR等，中华预防医学杂志 2011；45:825-829）“感染”是呼吸道系统疾病最常见的病因。病原体包括病毒、细菌、真菌、支原体等。呼吸道病毒一词并非是病毒分类学上的名称，而是指主要以呼吸道为侵入门户，首先在呼吸道粘膜上皮细胞中增殖引起呼吸道以及全身感染

13、，造成呼吸道及其他器官损害的病原体的总称。临床上的急性呼吸道感染中有90-95%由以上病原体引起。 呼吸道感染的主要病原体 引起呼吸道感染的病原体很多，主要病原体依次为：呼吸道合胞病毒、腺病毒、流感病毒、副流感病毒、肺炎衣原体和肺炎支原体一般引起流感样症状：发热（体温高于37.8，舌下温度）咳嗽和/或喉咙肿痛重症者可发展为肺炎乃至死亡不同地区引起呼吸道感染的病原体可能不同，但目前缺乏不同地区之间的比较研究同一地区不同时间引起呼吸道感染的主要病原体也不相同，需要及时监测病原体的流行情况鉴于目前合理应用抗生素的要求以及CRP、PCT等项目的广泛，区别病毒感染和非病毒感染已经不再是难题，而进一步确定

14、病毒种类有助于临床对症治疗，因此需要对感染呼吸道的主要病毒进行一进步检测和鉴定关注呼吸道病毒呼吸道感染常用检查方法：类别呼吸道病原体常用检查方法病毒类呼吸道合胞病毒 1、分离与鉴定； 2、抗原检测：免疫荧光； 3、血清学检测特异性抗体腺病毒流感病毒副流感病毒衣原体类肺炎衣原体支原体类肺炎支原体呼吸道病毒感染抗体谱检测芯片（100ul血清，同时检测六项指标） 肺炎衣原体(CP) IgM 肺炎支原体(MP ) IgM 合胞病毒(RSV) IgM 腺病毒(ADV) IgM 流感病毒(IV) IgM 副流感病毒(PIV) IgM为什么要早期诊断？1、治疗针对性强诊断举例： 病毒感染：血常规正常，呼吸道

15、六联中支原体和衣原体全阴。抗病毒治疗。 细菌感染：血常规增高，呼吸道六联全阴。抗菌治疗。 支原体和衣原体感染：血常规一般正常，支原体或衣原体阳性。针对性治疗。2、治疗有时效性大部分呼吸道病毒越早治疗效果越好。比如，在出现流感症状的48小时内使用奥司他韦效果最好，过了这个时间段后疗效甚微。它主要通过干扰病毒从被感染的宿主细胞中释放，从而减少甲型或乙型流感病毒的传播。这在2011版流感诊疗指南中也有明确提到。3、避免抗生素的滥用准确的诊断能帮助医生确定是否使用抗生素来治疗病人。滥用抗生素危害很多，最主要的是细菌耐药性问题。世界上已出现多种“超级细菌”，它们对许多抗生素耐药。同时，滥用抗生素还会导致隐形伤亡，对肌体和体质造成长远损