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基因芯片技术在中医外科中的应用
     基因芯片技术充分利用生物科学、信息学等前沿学科的先进成果,以其快速、自动化程度高的特点而广泛应用于医学科研的各个领域,为后基因组时代的生命科学研究提供了一种强有力的工具。北京中医药大学东直门医院裴晓华博士指出,将基因芯片技术运用于中医外科前景广阔。他主要介绍了基因芯片技术在以下几个方面的应用。

    外科感染

    随着越来越多的病毒、支原体、衣原体和细菌的整个基因组测序的完成,就可以大量制备含有病原体基因的芯片,用于病原体的快速诊断,而且送检标本无需进行培养。常见的外科感染中,有的细菌极难培养,有的细菌分离培养所需时间太长,给临床细菌学检验带来困难,使用基因芯片可以解决面临的难题。标本经处理后,利用通用的核酸扩增技术将样品核酸进行荧光标记,然后与基因芯片上已知的细菌探针阵列进行杂交;经扫描后就可以判断出是哪一种细菌的感染。由于基因芯片可以包含的信息非常多,可以集中多达几千种探针信息,而临床常见的细菌感染也不过几十种,所以基因芯片能够轻松应付这种任务。

    脓毒症是外科面临的棘手问题,与中医外科的“内陷”、“走黄”类似。尽管已有强有力的抗生素的应用,但脓毒症仍是呼吸衰竭、多脏器功能障碍以及危重病人死亡的主要原因。实验和临床表明,细胞因子的产生和全身性释放在脓毒症炎性反应中起着重要的作用。因此,阻断细胞因子的激活及其生物学效应一直是研究的热点。证据表明,脓毒症反应机制是以特定的方式,按照基因表达顺序,程序化地受基因控制。脓毒症休克是由多基因控制的一种疾病,基因芯片技术可对脓毒症达到更深刻、更全面的了解。中医通里攻下法及清热解毒法对脓毒症进行防治已取得肯定的疗效,对于中药的作用机制,包括肠屏障保护作用、对内毒素及细胞因子的影响、对自由基的清除作用已初步阐明,还有待于从蛋白质与基因水平进行更高层次的研究。

     肿瘤

    通过基因芯片对肿瘤细胞系、动物模型、病理组织标本的检测,可以发现肿瘤形成、浸润、转移相关的新基因。例如,通过前列腺肿瘤相关芯片检测,可以根据基因表达不同情况区分正常和恶性上皮、雄激素依赖和非依赖的前列腺肿瘤、药物敏感和耐药的肿瘤。癌基因的低表达或者抑癌基因的高表达可作为药物治疗有效与否的标志,为药物治疗及基因治疗提供新的靶点,可以减少抗肿瘤药物的研究开发周期。采用基因芯片技术对有良好抗癌作用的中药进行筛选,并进行作用机理的研究,可以探索中药对肿瘤抑癌基因的表达与调控方式。目前国内对单味药、单靶点的基因调控研究已有初步成果,而对多因素、多靶点的基因调控与功能修饰研究尚属起步阶段。

    泌尿外科

    肾移植受者术后淋巴细胞受异体抗原刺激,发生激活和分化,往往同时伴随着上百种免疫相关基因的改变,而基因芯片这种高通量的检测技术不仅一次可以检测成千上万免疫分子mRNA表达水平的改变情况,还可以满足肾移植术后免疫监测的要求,而且基因芯片的另一优点就是它除了可以检测免疫细胞表面的免疫分子基因表达情况,还可以检测核内免疫调控基因的基因转录水平变化,基因芯片将在肾移植免疫研究中发挥重要的作用。

    此外,将基因芯片技术应用到移植免疫耐受研究中可以发现大量新的与免疫耐受相关基因,为人工诱导耐受提供新的靶点,而且通过对免疫抑制药物使用后基因表达差异的研究,不仅可以更为全面、深入地了解免疫抑制剂的分子机理,有利于更好地使用已有免疫抑制药,还可开发中药免疫抑制药。

    基因芯片技术也可以应用在组织配型方面,使用现在已知基因序列的HLA分子(包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类)基因芯片对移植供者、受者进行检测,以全面了解供者、受者HLA基因型,而且寡核苷酸芯片技术还可以对HLA分子的多态性进行研究。

    中医药治疗前列腺增生具有确切的实验依据。如对血浆性激素水平的调节,降低前列腺指数、调节前列腺组织中性激素水平和降低5α-还原酶活性、抑制前列腺细胞DNA的合成及有丝分裂、降低增生前列腺组织中的PCNA指数和bFGF的表达、拮抗α1-AR等。还可从前列腺细胞的增殖和凋亡水平,对直接刺激细胞生长的各种生长因子、调控和执行细胞凋亡的相关基因及蛋白进行研究,以期能更深入和全面地揭示中医药治疗前列腺增生的作用机理。采用基因芯片技术使从靶基因组的角度研究中医药治疗前列腺增生的作用机理成为可能。

    裴晓华博士总结说,目前基因芯片还处在研究阶段,用于临床还有一些问题亟待解决。例如,实验结果的精确性,判定标准、统一数据库的建立,配套工具软件的开发等,但基因芯片能为中医外科的发展提供强有力的手段,基因芯片技术将在中医外科研究上得到进一步的应用。(于丽珊)