蛋白芯片技术与肿瘤筛查.doc

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1、蛋白芯片技术与肿瘤筛查首都医科大学附属北京天坛医院杜亚梅 肿瘤标志物（Tumormarker）是指由肿瘤组织或细胞产生的某些生物化学物质，它存在于肿瘤组织本身，或因肿瘤组织刺激，由宿主细胞产生。这些生化物质分泌至血液或其他体液中，其含量可代表肿瘤细胞存在。用作肿瘤标志物的生物化学物质包括脂类和氨基酸衍生物、蛋白质、低分子量复合物、细胞受体和细胞标志物、内源性代谢产物、肿瘤前期静止状态的基因产物如异位激素、癌胚蛋白、特殊酶等。绝大多数肿瘤标志物不仅存在于恶性肿瘤中，而且也可能存在于良性肿瘤、胚胎组织，

2、甚至正常组织中。只是恶性肿瘤患者体内含量明显增多。迄今为止，还没有发现任何一种肿瘤标志物为某一种独特的肿瘤所专有。只不过不同类型肿瘤具有各自不同专属性相对较强的标志物。理想的肿瘤标志物应对某种肿瘤具有较高的特异性、能在影像学方法发现占位性病变前检出肿瘤，能较精确的反映肿瘤的发展进程并能适用于临床，又可用较简便的方法快速检测。一、肿瘤标志物的发展史（一）肿瘤标志物最早是1978年在美国国立癌症研究所召开的人类肿瘤免疫诊断会议上首次提出。在英国第七次肿瘤发生生物学和医学会议上被确认并开始引用。（二）肿瘤

3、标志物有几个重要的时期1．1848年Herry在多发性骨髓瘤患者尿中发现一种特殊的蛋白，后来被称作为B-J蛋白，主要用于多发性骨髓瘤的诊断指标。2．1964年Tarinov从肝细胞癌患者血清中发现甲胎蛋白（AFP）。3．1965年Goldt和Freedman从结肠癌患者组织中发现了癌胚抗原（CEA），从而建立了临床上能广泛应用的肿瘤标志物。4．1975年Kohler和Mishop成功创建了淋巴细胞杂交瘤技术，人们利用此生物技术制备了许多单克隆抗体，并建立了一系列灵敏度、特异性较强的肿瘤标志物。5．1

4、976年Bishop发现了鸡正常细胞中含有某些原癌基因，而这些基因与肿瘤的发生有关，称作为肿瘤基因标志物。使肿瘤标志物的研究从分子水平提高到基因水平，为肿瘤的诊断和治疗定了基础。二、临床诊断肿瘤的方法肿瘤是在环境和遗传因素共同作用下,由多基因参与,经过多步骤，多阶段复杂的生物学演变过程而形成的疾病。面对肿瘤发病率呈不断上升的趋势，如何“早期发现、早期诊断、早期治疗”以及如何在治疗过程中进行疗效判断、病情监测已成为广大医务工作者共同关注的课题。目前，临床上诊断肿瘤的方法主要有影像学、形态学和免疫学三种

5、方法。（一）影像学：主要包括X光、CT、B超、核磁、红外扫描、骨扫描（ECT）、肝动脉血管造影等。（二）形态学（组织学、细胞学）：在物理学检查定位的基础上获取标本。病理组织学取样大多操作较复杂，需要施行手术，给病人带来痛苦，给机体造成损伤,费用也相对较高；细胞学虽然方便快捷，但取样、定性、定量都有一定的局限性。（三）免疫学（生物化学）：是通过检测肿瘤发生、发展过程中所分泌的一些具有特异性的成分，即某一项肿瘤标志物来实现的。但受方法的灵敏度、特异性、假阳性、假阴性等诸多因素限制。三、生物芯片技术概况生

6、物芯片技术是20世纪90年代中期兴起的新型生物学技术。它基于生物大分子间相互作用，结合微电子、微机械、化学、物理、计算机等多领域的技术，将多种生物探针高密度的固定在固相基质上，使样品反应，检测，分析等过程、连续化、集成化、微型化。生物芯片技术使一些传统的生物学分析方法能够在极小的空间、极小范围内，以极快的速度完成，达到一次试验同时检测大量生物样本和分析多种疾病生物信息的目的。成为当今生命科学研究领域发展最快的技术之一。（一）生物芯片的分类：根椐芯片固定探针不同,生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞

7、芯片和组织芯片等。芯片上的固定分子是寡核甘酸探针或靶DNA，为基因芯片；芯片上固定分子是肽或蛋白，为蛋白芯片。（二）蛋白芯片：蛋白芯片是生物芯片的一种。各种蛋白质被有序地固定在合适的各种载体上，成为检测用的芯片。蛋白芯片上固定的探针是特定蛋白的抗体或受体。制备时常用直接占样法以避免蛋白质的空间结构改变。免疫芯片又称抗体芯片，是一种特殊的蛋白质芯片。是将抗原抗体结合反应的特异性与电子芯片高密度集成原理相结合形成的高通量生物检测技术。第一张商品化的抗体芯片是由美国BD公司推出的。这是一张用于研究的抗体芯

8、片，芯片上排列了378种已知蛋白的单抗，这些单抗对应的蛋白都是细胞结构和功能上十分重要的蛋白。通过这张芯片，在一次实验中就能够比较几百种蛋白的表达变化。（三）蛋白芯片分类：根据载体的形状不同分为平板芯片、微球芯片、纳米陈列免疫芯片；根据抗原抗体反应体系分为固相芯片、液相芯片；根据抗原抗体作用的原理分为：间接免疫芯片、双抗体夹心法免疫芯片、竞争法免疫芯片等。（四）蛋白芯片的检测原理：将能和不同抗原特异性结合的多种抗体或能和不同抗体结合的多种抗原高密度的固定到玻片或其它载