打开糖体生物芯片之门 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：科技大观

　　打开糖体生物芯片之门
何洪泽
　　近年来，各国的科学家在人类基因组工程方面的研究取得了突飞猛进的进展，其显著的成果是人类基因密码的破译和基因组图谱的绘制。它标志着人类进入了以基因组功能研究为中心的一个崭新发展阶段。如何开展基因组功能或后基因组学研究成为科学家关注的焦点，生物芯片技术就是在这个背景下发展起来的。
　　今年3月，在英国权威的《自然生物技术》杂志上，刊登了一篇关于糖体生物芯片的论文，宣布了以糖体为基础的新型芯片技术的创立。这项技术的建立是当代生物芯片技术领域的一项重要进展。从此，生物医学工作者可以在基因、蛋白质和糖体等多个分子层面上对生命现象进行广泛深入的分析研究。取得这一突破的是美国哥伦比亚大学基因中心功能基因研究部主任、华裔学者王德农博士及其领导的科研人员。
　　在哥伦比亚大学现代化的医学研究大楼办公室里，王德农向记者介绍了生物芯片研究和应用的发展状况：人类基因组工程的研究，已经引发了一场生物技术革命，其显著的标志是基因芯片和蛋白质生物芯片等新一代生物技术的诞生。目前科学家们在三个方向探索生物芯片技术：一个是基因芯片，一个是蛋白质生物芯片，另外一个就是糖体生物芯片。同前两种生物芯片相比，糖体生物芯片有其独特的优越性：其一，生物活性稳定，该中心研制的糖体生物芯片可在室温条件下长期保存生物活性不变；其二，应用范围广泛，把糖体生物芯片这一技术应用于医学临床上，可以发展成对多种传染性与非传染性疾病同时进行快速诊断的新方法。它可以用不到一滴血的血液标本，同时检测数千种不同的病原体感染。可用于许多传染性疾病和某些非传染性疾病，包括肿瘤疾病和心脏病的诊断。它对于流行病的诊断和大规模调查、环境监测等都有很重要的作用，对有关新药的开发也有广泛的应用前景；其三，糖体生物芯片具有生物芯片技术的广谱性和免疫诊断技术的特异性的双重优势，应用于临床疾病诊断，可借鉴多年的免疫诊断技术所积累的丰富经验。
　　王德农认为，当世界上大多数科学家把注意力都集中在基因芯片和蛋白质芯片的研究时，他们另辟新径，想到了糖体芯片，想到了所有的细胞表面都有含糖物质。这些糖化分子在细胞分子的识别过程中起着重要的作用，比如血型的测定，以及从生命的起源阶段精子与卵子的分子识别，到人体免疫细胞对微生物病原体和某些肿瘤的识别。因此，把糖体做成芯片，其应用的广泛是不言而喻的。但有了新思路，并不等于成功。因为如何在糖体的分子水平上进行广谱综合性研究仍是一个世界性的难题。首先需要解决实际芯片制造的技术难题，包括如何将含糖物质固定在芯片上、如何监测芯片上糖体的生物活性。他们的研究就是解决了这两个难题。可以说，这一成功是生物芯片研究的一个里程碑，既填补了生物学和医学研究的一项空白，也拓宽了人类对生命现象观察研究的视野。
　　记者有幸一睹这种神奇的芯片：一块小小的玻璃芯片上，涂着一层白色的薄膜。正是这种三维薄膜将那些含糖生物大分子固定在芯片上。点上一点血标本和免疫试剂，放入分析仪里，很快就能显现出色彩不同的密密麻麻但井然有序的微小点阵。也正是这些微小点阵，可帮助人们准确找到危害人类健康的病菌和其他肉眼看不到的微小生物体。王德农认为，任何科学研究都有它的连续性和继承性，就拿糖体生物芯片的研究来说，它就利用了现代免疫学的创始人之一、美国科学院院士卡巴特毕其一生研究创立起来的糖体抗原库。当卡巴特院士退休时，由于当时一些科学家不重视糖体物质的作用，这个抗原库面临被弃之不用的困境。卡巴特想到了他的学生王德农，而王德农博士也欣然接下了这个抗原库，不仅使它保存了下来，而且在研究中发挥了作用。这也是哥大科研历史中的一段佳话。因此，王德农博士特别把这篇重要的论文献给他这位已经去世了的老师，以纪念他对糖体研究所做出的贡献。
　　在谈到糖体生物芯片的发展前景时，王德农表示，这是一片处女地，现在门已经打开了，今后还有许多理论问题需要研究，许多应用技术有待开发，如果这一研究成果应用到蛋白质生物芯片的研究中去，其所能发挥的效益是难以估量的，可以相信，生物芯片技术将为人类的医疗和健康发展做出更大的贡献。