Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

陳 奇，譚秋麟，廖儷雅 綜述，徐海燕△ 審校

(重慶市墊江縣人民醫(yī)院：1.消化內(nèi)科；2.檢驗(yàn)科 400060)

·綜述· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2017.25.046

Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

陳 奇1，譚秋麟2，廖儷雅2綜述，徐海燕1△審校

(重慶市墊江縣人民醫(yī)院：1.消化內(nèi)科；2.檢驗(yàn)科 400060)

Bio-Plex懸液芯片技術(shù)；核酸；蛋白質(zhì)；檢測(cè)；高通量；研究進(jìn)展

近年來(lái)，為了深入探索基因與蛋白,分子生物學(xué)技術(shù)也隨之得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，促進(jìn)了臨床醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展。由于患者及疾病的異質(zhì)性，單一因子檢測(cè)的臨床價(jià)值有限，比如對(duì)腫瘤檢測(cè)最有價(jià)值的血清學(xué)標(biāo)記物甲胎蛋白(AFP)，對(duì)肝癌診斷的靈敏度不到70%，因此聯(lián)合多種血清因子檢測(cè)對(duì)于提高臨床診斷價(jià)值尤為重要。在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了一種高通量血清檢測(cè)技術(shù)即懸液芯片技術(shù)。而在諸多懸液芯片中，尤其以美國(guó)伯樂公司(Biorad)生產(chǎn)的Bio-Plex懸液芯片最為常用。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、診斷。目前，其主要應(yīng)用于以下3個(gè)領(lǐng)域：基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)。

1 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

1.1Bio-Plex懸液芯片技術(shù)的原理 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)是一種新型分子檢測(cè)技術(shù)，集流式細(xì)胞術(shù)、激光、磁珠、數(shù)字信號(hào)處理及傳統(tǒng)化學(xué)等技術(shù)為一體。它由100種不同熒光標(biāo)記的一系列聚苯乙烯微球組成，微球內(nèi)部染上兩種不同的熒光染料，每個(gè)不同顏色的微球可耦聯(lián)一種對(duì)應(yīng)靶分子的特異探針。檢測(cè)樣品時(shí)，微球表面的探針分子與目標(biāo)分析物結(jié)合，而未結(jié)合的分析物將被清洗去除。然后再通過(guò)Bio-Plex系統(tǒng)中的激光來(lái)測(cè)定、識(shí)別微球編碼和分析物，并進(jìn)一步同步定量分析樣品中的多種不同的蛋白質(zhì)、多肽、DNA片段及RNA片段。

1.2Bio-Plex懸液芯片技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及局限 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)能夠顯著減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少勞動(dòng)力，降低檢測(cè)費(fèi)用。該技術(shù)可以降低樣品需要量(12.5～50 μL樣品)[1]，并能進(jìn)行多重檢測(cè)(同時(shí)檢測(cè)100個(gè)指標(biāo))，可以顯著提高單個(gè)樣品的信息量，而且能夠獲得不同分析物之間相互關(guān)系的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)化學(xué)檢測(cè)方法相比，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)具有更寬的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍及更高的靈敏度。當(dāng)然，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)同樣具有局限性，其主要缺點(diǎn)是進(jìn)行多重檢測(cè)血清中的特異性抗體時(shí),有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾，而且不能連續(xù)監(jiān)測(cè)樣品中靶分子的濃度，也不能對(duì)樣品中靶分子同微球上探針的結(jié)合情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，由于Bio-Plex懸液芯片技術(shù)平臺(tái)是一個(gè)開放系統(tǒng),進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)多重檢測(cè)時(shí)，PCR產(chǎn)物有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)室造成污染。

2 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在基因組學(xué)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的平板核酸芯片技術(shù)相比，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在應(yīng)用于高通量基因表達(dá)分析時(shí)，其使用更加靈活、簡(jiǎn)便，可按照要求隨意組合。Bio-Plex懸液芯片技術(shù)檢測(cè)核酸的方法主要有直接DNA雜交、靶點(diǎn)特異性引物延伸技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)性DNA雜交。目前最主要采用的仍然是直接雜交法，其原理是先用PCR特異性擴(kuò)增生物素標(biāo)記目標(biāo)DNA，擴(kuò)增產(chǎn)物變性后與耦聯(lián)到微球表面的特異性核酸探針雜交，之后加入鏈親和素標(biāo)記的藻紅蛋白，再洗脫未結(jié)合的DNA，最后通過(guò)懸液芯片系統(tǒng)檢測(cè)。目前，在核酸檢測(cè)方面，懸液芯片技術(shù)主要應(yīng)用于單核苷酸多態(tài)性(SNP)分析、病原體的檢測(cè)、核苷酸測(cè)序、人類白細(xì)胞抗原(HLA)分型等。

2.1SNP分析 懸液芯片技術(shù)在發(fā)明的初期已經(jīng)應(yīng)用于SNP分析[2]。McNamara 等[3]在2006年用液態(tài)芯片技術(shù)(xTAG)對(duì)惡性瘧原蟲的感染進(jìn)行SNP分析，提高了瘧疾診斷方法的特異性和敏感性，并能提高少數(shù)物種中混合瘧原蟲物種的感染的診斷率。Bortolin等[4]對(duì)血栓形成患者相關(guān)的SNP進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的PCR方法相比，懸液芯片法對(duì)基因多態(tài)性的檢測(cè)更為準(zhǔn)確。Koo等[5]對(duì)ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的SNP進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的多態(tài)性與化療后患者對(duì)藥物的耐藥性密切相關(guān)。

2.2多重病原體的檢測(cè)及分析 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)檢測(cè)及分析多重病原體，可以用于常規(guī)疾病診斷、疫苗研究及大規(guī)模的流行病學(xué)研究。目前主要應(yīng)用于檢測(cè)呼吸道病原體、腸道致病細(xì)菌或病毒及人乳頭瘤病毒(HPV)等病原體。為了能同時(shí)檢測(cè)出多達(dá)20種呼吸道病毒，Mahony等[6]同時(shí)檢測(cè)甲型(包括其亞型H5中的H5N1)和乙型流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒A型和B型、腺病毒、嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒NL63和HKU1等，并認(rèn)為這可以作為一個(gè)定點(diǎn)試驗(yàn)對(duì)全球新出現(xiàn)的流感病毒進(jìn)行監(jiān)視。此外，Lee等[7]在Bio-Plex懸液芯片檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)了一種新的檢查方法(RMA)，能提高多重呼吸道病原體檢測(cè)的特異性和靈敏性。

在檢測(cè)腸道致病細(xì)菌或病毒方面，通過(guò)運(yùn)用懸液芯片技術(shù)對(duì)美國(guó)最常見的6種沙門菌血清型及副傷寒血清型A在45 min內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，有研究發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)結(jié)果準(zhǔn)確性達(dá)到94.3%。而 Liu等[8]同樣應(yīng)用該技術(shù)檢測(cè)輪狀病毒、腸道腺病毒等7種病毒，懸液芯片技術(shù)對(duì)病毒檢測(cè)的敏感度及特異度分別達(dá)到75%及97%。

HPV是導(dǎo)致宮頸癌的主要因素[9]，Schmitt 等[10]采用該技術(shù)對(duì)22種高危HPV進(jìn)行基因分型,能更好地應(yīng)用于臨床的快速診斷及治療。在病原體檢測(cè)方面，與傳統(tǒng)的PCR方法的諸多局限不同，Bio-Plex懸液芯片檢測(cè)法具有更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度更高、高通量等特點(diǎn)，不僅能在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確對(duì)病原體進(jìn)行檢查，并且在大樣本的流行病學(xué)研究及疫苗接種等研究中更能發(fā)揮巨大作用。

2.3HLA基因分型 懸液芯片技術(shù)還能對(duì)HLA DNA進(jìn)行分型。Itoh等[11]采用直接雜交法對(duì)1 018名日本人中HLA A、B、C和DR B1進(jìn)行分型，結(jié)果其準(zhǔn)確率分別達(dá)到85.91%、85.03%、97.32%及90.67%。Ozaki等[12]使用懸液芯片技術(shù)等多種技術(shù)來(lái)對(duì)日本人群中HLA的9個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果與既往多個(gè)試驗(yàn)結(jié)果基本相符。

3 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在蛋白質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的生物化學(xué)方法(如酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、蛋白印跡法等)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中可以了解單個(gè)蛋白的結(jié)構(gòu)及功能，但對(duì)于該蛋白質(zhì)對(duì)細(xì)胞或機(jī)體的影響及其機(jī)制卻不能了解，更不能了解細(xì)胞或機(jī)體整體性狀的改變。而2D電泳和質(zhì)譜分析法則只能在蛋白的結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，有限度地發(fā)現(xiàn)一些影響其他蛋白表達(dá)的未知蛋白質(zhì)標(biāo)志分子。而懸液芯片技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是通過(guò)對(duì)各種細(xì)胞因子的檢測(cè)，則能更好地解決這個(gè)問題。

3.1Bio-Plex懸液芯片技術(shù)應(yīng)用于炎癥的檢測(cè) 除了C反應(yīng)蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)等有限的指標(biāo)外，許多非特異性炎癥均無(wú)常規(guī)的檢測(cè)指標(biāo)，且無(wú)合適的檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)，但Bio-Plex懸液芯片技術(shù)為檢測(cè)多個(gè)部位的各種炎癥提供了一個(gè)新的思路。

季節(jié)性過(guò)敏性鼻炎(SAR)的診斷目前尚沒有常規(guī)檢測(cè)指標(biāo)，而K?nig 等[13]在一項(xiàng)關(guān)于加拿大人過(guò)敏性鼻炎的研究中發(fā)現(xiàn)，44例SAR患者與45例常年性鼻炎(PAR)患者和48例健康受試者，通過(guò)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)測(cè)定三者的鼻腔分泌物的多種細(xì)胞因子并進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，嗜酸性陽(yáng)離子蛋白(ECP)、類胰蛋白酶、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)和巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)蛋白-1β(MIP-1β)是合適的標(biāo)記物來(lái)區(qū)分過(guò)敏性鼻炎(AR)與健康受試者。因此，這項(xiàng)研究所采用的方法可以發(fā)展成為一種診斷工具應(yīng)用于臨床常規(guī)診斷日常過(guò)敏性鼻炎。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一個(gè)重要的全球健康問題，它會(huì)導(dǎo)致慢性炎癥，并導(dǎo)致不可逆的氣道損傷，Geetanjali 等[14]認(rèn)為，不同血清細(xì)胞因子水平可以作為COPD炎癥和肺功能的替代生物標(biāo)志物。為此，他們通過(guò)懸液芯片技術(shù)對(duì)30例試驗(yàn)對(duì)象(對(duì)照組9例，COPD 21例)的48個(gè)細(xì)胞因子水平進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，皮膚T細(xì)胞趨化因子、嗜酸細(xì)胞活化趨化因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-16和干細(xì)胞因子在COPD患者中明顯增高。值得一提的是，這項(xiàng)研究確定了干細(xì)胞因子可作為COPD的生物標(biāo)志物。

3.2Bio-Plex懸液芯片技術(shù)應(yīng)用于腫瘤的檢測(cè) 隨著發(fā)病率和病死率增加，癌癥是中國(guó)的主要死因和重大公共衛(wèi)生問題。肺癌是癌癥中最常發(fā)生及最主要的死亡原因，胃癌、食管癌和肝癌也常被確診亦被認(rèn)為是癌癥主要的死亡原因。因此如何快速靈敏地檢測(cè)出腫瘤是一個(gè)急需解決的問題[15]。血清中腫瘤標(biāo)志物種類較多，如AFP、前列腺特異性抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)、糖類蛋白(CA)125、CA19-9等，但除了AFP敏感性大于70%以外，其他許多腫瘤標(biāo)志物敏感性均較低，且對(duì)早期腫瘤并無(wú)有效的血清檢測(cè)指標(biāo)。目前廣泛應(yīng)用于腫瘤篩查的腫瘤標(biāo)志物缺乏對(duì)人群早期疾病檢測(cè)所需的敏感性和特異性，為此，廣大研究機(jī)構(gòu)需要進(jìn)一步尋找敏感性及特異性較高的腫瘤標(biāo)志物，以便能在早期檢測(cè)出腫瘤。而Bio-Plex懸液芯片技術(shù)則為此提供了一種新的檢測(cè)手段。近年來(lái)，重慶市墊江縣人民醫(yī)院已經(jīng)通過(guò)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)，致力于建立結(jié)腸癌患者血清樣本庫(kù)，力圖將該技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，有助于提高結(jié)腸癌患者診治水平。

Mahboob等[16]通過(guò)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)對(duì)結(jié)腸癌Dukes分期A～D級(jí)患者各15例及健康受試者15例血漿標(biāo)本中的27個(gè)細(xì)胞因子進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CEA、IL-8和催乳素與結(jié)直腸癌分期顯著相關(guān)，因此他們認(rèn)為聯(lián)合檢測(cè)CEA、IL-8和催乳素(PRL)表達(dá)，可以作為一種生物標(biāo)記，用于區(qū)分正常(不受影響)、結(jié)腸癌非惡性和結(jié)腸癌惡性的不同階段。

在另外一項(xiàng)關(guān)于丙型肝炎、肝硬化、肝癌的研究中，Costotini等[17]使用Bio-Plex懸液芯片技術(shù)檢測(cè)丙型肝炎、肝硬化及肝癌患者血清中多種細(xì)胞因子，研究結(jié)果表明：(1)只有在肝硬化和肝細(xì)胞肝癌患者的血清中檢測(cè)出高水平的肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)和PRL；(2)在丙型肝炎、肝硬化、肝癌患者血清中，均可檢測(cè)出高水平的可溶性人表皮生長(zhǎng)因子受體2(sHER-2/neu)，siL-6Ra，瘦素(LEP)和血小板內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1(PECAM-1)，表明這4種蛋白可能是肝炎發(fā)展至肝硬化、肝癌的生物標(biāo)記；(3)sIL-6R的血清水平與肝炎患者的Child-Pugh評(píng)分、肝硬化患者的肝纖維化階段及肝癌患者腫瘤的大小均有關(guān)，證實(shí)該蛋白可作為肝炎、肝硬化及肝癌發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)預(yù)測(cè)因子。此外，他們還同時(shí)證明了存在5個(gè)相關(guān)蛋白質(zhì)，包括ErbB-2、siL-6Ra、PRL、HGF和LEP。

皮膚惡性黑色素瘤早期診斷較困難，為此，許多研究者進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步尋找皮膚惡性黑色素瘤的血清生物學(xué)指標(biāo)。在最新研究中，Kucera等[18]對(duì)175例黑色素瘤和61例健康人進(jìn)行研究，黑色素瘤患者根據(jù)Breslow評(píng)分分為4組，探討IL-2、IL-6、IL-8、IL-10血漿水平是否與黑色素瘤的檢測(cè)及前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽(yáng)性存在相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在Breslow評(píng)分每個(gè)階段血漿IL水平存在顯著改變：在Breslow評(píng)分第1階段，IL-2、IL-6和IL-10檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性；在Breslow評(píng)分第2階段IL-2、IL-6、IL-8檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性。通過(guò)比較陽(yáng)性和陰性的前哨淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，IL水平差異顯著。因此，他們認(rèn)為IL-2、IL-6和IL-10是診斷早期黑色素瘤的有效生物標(biāo)志物，IL-2和IL-6也可以作為判斷其預(yù)后的生物標(biāo)志物。

3.3Bio-Plex懸液芯片技術(shù)應(yīng)用于其他方面的檢測(cè) 目前，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、病理和藥理的研究等領(lǐng)域中，并且一些公司針對(duì)性地研發(fā)出了一些蛋白質(zhì)檢測(cè)產(chǎn)品試劑盒。因此，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)除了可以用于檢測(cè)炎癥、腫瘤等疾病外，其他一些難以檢測(cè)的細(xì)胞因子、蛋白也可以憑借這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

Wong等[19]認(rèn)為，代謝因素同樣會(huì)影響慢性乙型肝炎自然發(fā)展。為此，他們采用了Bio-Plex懸液芯片技術(shù)對(duì)中國(guó)人群中266例慢性乙型肝炎患者的脂肪炎性因子[包括腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-6、脂聯(lián)素、LEP、抵抗素]進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)患者行常規(guī)肝活檢后組織切片及其他臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素可防止胰島素抵抗和肝臟脂肪變性，但對(duì)肝損傷無(wú)影響，而TNF-α、IL-6及乙型肝炎病毒量和病毒基因型均是損傷肝臟的獨(dú)立因素。Keller等[20]將炎性細(xì)胞中的Caspase-1進(jìn)行RNAi處理，并對(duì)Caspase-1的RNAi細(xì)胞和對(duì)照組細(xì)胞進(jìn)行紫外照射，刺激其分泌多種細(xì)胞因子，然后測(cè)定這些樣品分泌的27種細(xì)胞因子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組中IL-1β水平是Caspase-1 RNAi組的3倍，而其他細(xì)胞因子如IL-1α、MIP-1α、TNF-α、GM-CSF、IFN-γ等，對(duì)照組也明顯高于Caspase-1 RNAi組。因此，Keller等認(rèn)為，Caspase-1在非傳統(tǒng)蛋白質(zhì)分泌的調(diào)節(jié)中起到了重要作用。Albulescu等[21]則通過(guò)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)，一種特殊類型的間質(zhì)細(xì)胞TCs細(xì)胞(telocytes)可能通過(guò)旁分泌途徑影響心臟干細(xì)胞(cardiac stem cells,CSCs)，它在CSCs的分化和增殖中起調(diào)節(jié)作用。

通過(guò)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)對(duì)一些難以檢測(cè)到的細(xì)胞因子、蛋白進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，不僅進(jìn)一步了解了這些分子、蛋白的作用，并能進(jìn)一步了解其表達(dá)機(jī)制，因此，在現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)中，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)應(yīng)該進(jìn)一步推廣。

4 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

機(jī)體內(nèi)分子和細(xì)胞水平的病變遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于組織和器官，傳統(tǒng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)無(wú)法解決這個(gè)難題，在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)。轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)直接關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)療，聚焦具體疾病，可以發(fā)現(xiàn)或部分發(fā)現(xiàn)早期已經(jīng)發(fā)生分子和細(xì)胞水平的病變，并把這些基礎(chǔ)研究獲得的知識(shí)、成果快速轉(zhuǎn)化為臨床上的治療新方法，為臨床提供新療法、新藥物[22]。目前，Bio-Plex懸液芯片技術(shù)是從分子和細(xì)胞水平進(jìn)行轉(zhuǎn)化型研究的重要手段，特別是對(duì)某一類蛋白表達(dá)譜分析，從而找到能預(yù)警疾病不同發(fā)展階段和指導(dǎo)用藥的生物標(biāo)志物。

目前認(rèn)為炎癥在急性缺血性腦卒中的進(jìn)展中起重要作用，為了證實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)，Ormstad等[23]測(cè)定了45例急性缺血性腦卒中患者的13種血清細(xì)胞因子，并研究這些細(xì)胞因子與腦卒中的關(guān)系。他們?cè)?2 h內(nèi)對(duì)45例腦卒中組及40例對(duì)照組的血液標(biāo)本進(jìn)行采集，并在其發(fā)病1～7 d后進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性缺血性腦卒中患者血清中IL-1、IL-6、IL-8、IL-9、IL-10、IL-12、IL-18和GRO-α(CXCL1)均明顯高于對(duì)照組，因此他們認(rèn)為，通過(guò)測(cè)定急性缺血性腦卒中患者血液中多種細(xì)胞因子能早期發(fā)現(xiàn)急性缺血性腦卒中的炎性反應(yīng)。

Gauglitz等[24]則在另外一項(xiàng)關(guān)于嚴(yán)重?zé)齻颊呶胄該p傷研究中，通過(guò)測(cè)定IL-1β、IL-2、IL-4、G-CSF、CM-CSF等17種細(xì)胞因子，來(lái)明確未存活及存活患者血清中各種細(xì)胞因子含量的差異，從而作為吸入性損傷患者存活的預(yù)警因子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在入院后的前7 d中，與存活的患者相比，未存活患者血清中細(xì)胞因子IL-6、IL-10、IL-7均明顯升高。而測(cè)定血清中IL-6、IL-7、IL-10水平較為方便和簡(jiǎn)單，因此，可以通過(guò)檢測(cè)這些因子作為燒傷后患者是否有死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警因子。

另外，懸液芯片技術(shù)同樣可應(yīng)用于臨床指導(dǎo)用藥。表皮生長(zhǎng)因子受體的酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKI)已在非小細(xì)胞肺癌的靶向治療中得到廣泛應(yīng)用,但EGFR-TKI并非對(duì)所有非小細(xì)胞肺癌患者均有效，EGFR基因突變型別不同，肺癌患者接受EGFR-TKI治療療效也不同[25]。在此基礎(chǔ)上，Guo等[26]通過(guò)xTAG液相芯片技術(shù)檢測(cè)EGFR基因第18～21號(hào)外顯子的突變情況，評(píng)價(jià)xTAG液相芯片法檢測(cè)的敏感性和特異性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2000-2012年中國(guó)大陸1 139例肺癌患者中，共獲得1 134例患者基因突變檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)成功率達(dá)到了99.56%，因此他們認(rèn)為采用xTAG液相芯片法可有效檢測(cè)肺癌EGFR基因突變，實(shí)現(xiàn)突變分型，進(jìn)而指導(dǎo)臨床藥物EGFR-TKI治療非小細(xì)胞肺癌。

除此之外，懸液芯片技術(shù)也同樣廣泛應(yīng)用于其他各種疾病的研究。比如Estep等[27]通過(guò)懸液芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)Ghrelin基因的產(chǎn)物在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及纖維化中起到重要作用。Niu等[28]則發(fā)現(xiàn)血管生成和促炎標(biāo)志物的水平在鐮刀形細(xì)胞貧血病的青少年患者中明顯升高，并有可能加重肺動(dòng)脈高壓的風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，基于Bio-Plex懸液芯片技術(shù)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)可以明確早期已經(jīng)發(fā)生分子和細(xì)胞水平的病變，并且這個(gè)結(jié)果也能進(jìn)一步指導(dǎo)臨床個(gè)體化用藥治療。Bio-Plex懸液芯片技術(shù)在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中扮演了十分重要的角色。

5 Bio-Plex懸液芯片技術(shù)的前景及展望

Bio-Plex懸液芯片技術(shù)從發(fā)明至今僅十多年時(shí)間,但是已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究中的各個(gè)領(lǐng)域。Bio-Plex懸液芯片技術(shù)雖然仍有一些缺點(diǎn)，比如多種反應(yīng)物檢測(cè)時(shí)混合交叉的干擾，不能連續(xù)監(jiān)測(cè)待測(cè)樣品中靶標(biāo)物的濃度,多重PCR時(shí)技術(shù)操作復(fù)雜,數(shù)據(jù)的處理尚不夠優(yōu)化等等，但可以預(yù)期的是，隨著Bio-Plex懸液芯片技術(shù)水平的完善，未來(lái)Bio-Plex懸液芯片技術(shù)將逐漸取代傳統(tǒng)的ELISA等檢測(cè)手段,能夠在臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的研究、新型藥物的研發(fā)、公共衛(wèi)生等大型基礎(chǔ)領(lǐng)域方面發(fā)揮重要作用，而在臨床上能進(jìn)一步廣泛應(yīng)用于多種疾病的基因診斷、多種疾病各階段的預(yù)警分子檢測(cè)、感染性疾病病原體鑒別、臨床個(gè)體化藥物治療等方面，最終能夠從分子和細(xì)胞水平的層面上產(chǎn)生一場(chǎng)新的技術(shù)革命。

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A

1671-8348(2017)25-3594-04

2016-12-17

2017-07-04)

重慶市社會(huì)民生科技創(chuàng)新專項(xiàng)項(xiàng)目(CSPC2015SHMSZX1066)。

陳奇(1988-)，碩士，主治醫(yī)師，主要從事消化內(nèi)科工作。

△通信作者，E-mail:371079123@qq.com。