目前,,用一種帶USB插頭的微芯片設(shè)備做DNA檢測,,只需30分鐘就可查清你是否攜帶某種疾病風(fēng)險基因,價格低至20美元,。這種微芯片稱為“芯片實(shí)驗(yàn)室”。
傳統(tǒng)的DNA分析要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,,還要有專業(yè)設(shè)備和專門知識,,結(jié)果等幾個星期才能拿到,而且價格很高,。英國倫敦帝國理工學(xué)院教授,、仿生技術(shù)中心主管克里斯·圖馬佐用微小的芯片實(shí)驗(yàn)室將電子、生物,、遺傳學(xué)和醫(yī)療護(hù)理結(jié)合在一起,,帶來了大量創(chuàng)新應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)在成長迅速,、價值幾十億美元的個性化醫(yī)療領(lǐng)域也有巨大潛力,。
多功能的專用芯片
每個芯片實(shí)驗(yàn)室都預(yù)先內(nèi)置一種取自易患某種疾病的人的基因序列,以此來識別能與這種基因匹配的人,。每個芯片功能專一卻各有各的用途,,如一種芯片可以檢測某人是否有患Ⅱ型糖尿病的風(fēng)險,而另一種芯片能發(fā)現(xiàn)攜帶心臟病風(fēng)險基因的人,。檢測只需提供一份DNA樣本,,用唾液或口腔擦拭樣本后,將其滲入一系列精細(xì)的半導(dǎo)體芯片上,,再通過編好的程序來完成復(fù)雜的測試,。
如樣本和芯片中原有的基因序列匹配,,即受試者基因的核苷酸與芯片內(nèi)置基因配對并結(jié)合在一起,會釋放氫離子,,芯片會產(chǎn)生被檢測者患有或易患這種疾病的信號,;如果核苷酸沒有結(jié)合,就不會放出氫離子及發(fā)出信號,,表明他(她)沒有或不易患這種疾病,。
圖馬佐解釋說:“人與人之間有0.1%的基因差異,每次做基因測試時都可能發(fā)現(xiàn)一些新的差異,。這些差異是基因突變造成的,,有時我們也用這些突變來制作芯片中的內(nèi)置序列?!?/p>
芯片實(shí)驗(yàn)室很容易攜帶,,即使在門診或缺乏醫(yī)療設(shè)施的偏僻地方也能做測試,甚至在病人家里也行,,只要把芯片插入平板電腦或類似設(shè)備,,就能得到結(jié)果。更重要的是,,這種芯片能顯示一個人易患的多種遺傳疾病,,如Ⅱ型糖尿病、對某些藥物過敏等,。
2014年,,圖馬佐因這項(xiàng)發(fā)明獲歐洲專利局授予的“年度發(fā)明人”稱號,這項(xiàng)技術(shù)有望在整個公共衛(wèi)生領(lǐng)域普及,,從而使醫(yī)學(xué)重點(diǎn)從治療轉(zhuǎn)向早期預(yù)防,。
“打造”個性化方案
利用基因檢測技術(shù),醫(yī)生們不僅可以根據(jù)不同人特點(diǎn)制定個性化治療方案,,還能提前給出預(yù)防性建議,。如檢測結(jié)果顯示某人易患某種疾病,這并不意味著他一定會得這種病,,它只是提供一些知識,,讓他們改變生活方式,把未來可能患病的風(fēng)險減到最低,。預(yù)測疾病還只是這一技術(shù)潛能的一小部分。除此之外,,芯片實(shí)驗(yàn)室還能根據(jù)不同患者的遺傳特征確定用什么藥物,,以及多少劑量是最有效的。
在2015年的一次會議中,,圖馬佐談到他以前的一個癌癥病人,,他們給這位病人做了DNA測試,,發(fā)現(xiàn)她對醫(yī)生所開藥物有耐藥性,于是,,他們改變了她的藥物,。
目前,他們正在開發(fā)另外一些產(chǎn)品,,以幫助破解嚴(yán)重的血液感染,,如膿毒癥等。預(yù)計(jì)到2017年,,圖馬佐公司還將推出一種叫做DNAe的芯片,。
市場化面臨挑戰(zhàn)
圖馬佐承認(rèn),在技術(shù)產(chǎn)品市場化方面他們還面臨許多挑戰(zhàn),,包括個性化醫(yī)療理念,。“除非有重大突破,,否則制藥公司對改變醫(yī)療方法依然持懷疑態(tài)度,。”為此,,他們圍繞芯片實(shí)驗(yàn)室這一平臺開發(fā)了大量延伸的消費(fèi)者產(chǎn)品,,希望能證明它的功效。
為提高公眾對基因測序的關(guān)注,,圖馬佐此前已在這方面做了一些嘗試,,如2014年,圖馬佐和杜蘭·杜蘭流行樂隊(duì)的尼克·羅德斯創(chuàng)辦了一家化妝品公司GeneU,,為消費(fèi)者提供個人護(hù)膚產(chǎn)品,,通過基因測序,為客戶量身定制專門的精華液,。他還和另一位GeneU同事瑪麗亞·卡韋拉博士合作,,以基因測序?yàn)榛A(chǔ),為消費(fèi)者制定詳細(xì)信息,,指導(dǎo)他們的飲食習(xí)慣和生活方式,。
肥胖、心臟病等慢性疾病在一些國家呈上升趨勢,,這很大程度上是由于生活方式的變化,。卡韋拉說:“我們不想對人們說教,,只希望他們能根據(jù)自己的DNA重新計(jì)劃要買什么,。如果他們想買餅干,那很好,,但讓我們來看看你的基因組成,,找到對你最健康的那種,。”
隱私問題是關(guān)鍵
無論在醫(yī)療領(lǐng)域還是消費(fèi)領(lǐng)域,,他們研發(fā)的芯片實(shí)驗(yàn)室能吸引消費(fèi)者的優(yōu)勢之一,,是可以有效的保護(hù)隱私。圖馬佐說,,目前市場上有許多基因組測序服務(wù)商可能會把信息泄露給合作方,,而他們的產(chǎn)品實(shí)行自我管理,采集樣品,、數(shù)據(jù)分析和檢測結(jié)果都由客戶自己保留,。芯片上的信息不會加入到任何數(shù)據(jù)庫或賣給第三方,芯片也可以在使用后立即銷毀,。
圖馬佐認(rèn)為,,基因信息是應(yīng)該保密的,因?yàn)椤拔业腄NA應(yīng)該由我做主”,,這也是他們的原則,。他希望這些產(chǎn)品能迅速擴(kuò)展到個性化醫(yī)療保健市場,讓消費(fèi)者有能力照顧好自己的健康,。