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微芯片基因测序:预测你的未来

 

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芯片实验室能显示一个人易患的多种遗传疾病,如Ⅱ型糖尿病等。
 
目前,用一种带USB插头的微芯片设备做DNA检测,只需30分钟就可查清你是否携带某种疾病风险基因,价格低至20美元。这种微芯片称为“芯片实验室”。
 
传统的DNA分析要在实验?#21307;?#34892;,还要有专业设备和专门知识,结果等几个星期才能拿?#21073;?#32780;且价格很高。英国伦敦帝国理工学院教授、仿生技术?#34892;?#20027;管克里斯·图马佐用微小的芯片实验?#21307;?#30005;子、生物、遗传学和医疗护理结?#26174;?#19968;起,带来了大量创新应用,这项技术在成长迅速、价值几十亿美元的个性化医疗领域也?#33455;?#22823;潜力。
 


 


多功能的专用芯片
 
每个芯片实验室都预先内置一种取自易患某种疾病的人的基因序列,以此来识别能与这种基因匹配的人。每个芯片功能专一却各有各的用途,如一种芯片可以检测某人是否有患Ⅱ型糖尿病的风险,而另一种芯片能发现携带心脏病风险基因的人。检测只需提供一份DNA样本,用唾液或口腔擦拭样本后,将其渗入一系?#33455;?#32454;的半导体芯片?#24076;?#20877;通过编好的程序来完成复杂的测试。
 
如样本和芯片中原有的基因序列匹配,即受试者基因的核苷酸与芯片内置基因配对并结?#26174;?#19968;起,会?#22836;?#27682;离子,芯片会产生?#24739;?#27979;者患有或易患这种疾病的信号;如果核苷酸没有结?#24076;?#23601;不会放出氢离子及发出信号,表明他(她)没有或不易患这种疾病。
 
图马佐解释说:“人与人之间有0.1%的基因差异,每次做基因测试时都可能发现一些新的差异。这些差异是基因突变造成的,有时我们也用这些突变来制作芯片中的内置序?#23567;?rdquo;
 
芯片实验室很容易携带,即使在门诊或缺乏医疗设施的偏僻地方也能做测试,甚至在病人家里也行,只要把芯片插入平板电脑或类似设备,就能得到结果。更重要的是,这种芯片能显示一个人易患的多种遗传疾病,如Ⅱ型糖尿病、对某些药物过敏等。
 
2014年,图马佐因这项发明获?#20998;?#19987;利局授予的“年度发明人”称号,这项技术有望在整个公共卫生领域普及,从而使医学重点从治疗转向早期预防。
 
“打造”个性化方案
 
利用基因检测技术,医生们不仅可以根据不同人特点制定个性化治疗方案,还能提前给出预防性建议。如检测结果显示某人易患某种疾病,这并不意味着他?#27426;?#20250;得这种病,它只是提供一些知识,让他们改变生活方?#21073;?#25226;未来可能患病的风险减到最低。预测疾病还只是这一技术潜能的一小部分。除此之外,芯片实验?#19968;?#33021;根据不同患者的遗传特征确定用什么药物,以及多少剂量是最?#34892;?#30340;。
 
在2015年的一次会议中,图马佐谈到他以前的一个癌症病人,他们给这位病人做了DNA测试,发现她对医生所开药物有耐药性,于是,他们改变了她的药物。
 
目前,他们正在开发另外一些产品,以帮助破解?#29616;?#30340;血液感染,如脓?#23616;?#31561;。预计到2017年,图马佐公司还将推出一种叫做DNAe的芯片。
 
市场化面临挑战
 
图马佐承?#24076;?#22312;技术产品市场化方面他们还面临许多挑?#21073;?#21253;括个性化医疗理念。“除非有重大突破,否则制药公司对改变医疗方法依然?#21482;?#30097;态?#21462;?rdquo;为此,他们围绕芯片实验室这一?#25945;?#24320;发了大量延伸的消费者产品,希望能证明它的功效。
 
为提高公众对基因测序的关注,图马佐此前已在这方面做了一些尝试,如2014年,图马佐和杜兰·杜?#21058;?#34892;乐队的尼克·罗德斯创办了一?#19968;?#22918;品公司GeneU,为消费者提供个人护肤产品,通过基因测序,为?#31361;Я可?#23450;制专门的精华液。他还和另一位GeneU同事玛丽亚·卡韦拉博士合作,以基因测序为基础,为消费者制定详细信息,指导他们的饮食习惯和生活方式。
 
肥胖、心脏病等慢性疾病在一些国?#39029;?#19978;升趋势,这很大程度上是由于生活方式的变化。卡韦拉说:“我们不想对人们说教,只希望他们能根据自己的DNA重新计划要买什么。如果他们想买饼干,那很好,但让我们来看看你的基因组成,?#19994;?#23545;你最健康的那种。”
 
隐私问题是关键
 
无论在医疗领域还是消费领域,他们研发的芯片实验室能吸引消费者的优势之一,是可以?#34892;?#30340;保护隐?#20581;?#22270;马佐说,目前市场上?#34892;?#22810;基因组测序服务商可能会把信息泄露给合作?#21073;?#32780;他们的产品实行自我管理,采集样品、数据分析和检测结果都由?#31361;?#33258;己保留。芯片上的信息不会加入到任?#38382;?#25454;库或卖给第三?#21073;?#33455;片也可以在使用后立即销毁。
 
图马佐认为,基因信息是应该保密的,因为“我的DNA应该由我做主”,这也是他们的原则。他希望这些产品能迅速扩展到个性化医疗保健市场,让消费者有能力?#23637;?#22909;自己的健康。
 
 

 

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