DNA芯片引发医学革命

史蒂文·波 特如今在实验室里试图培养肾，他希望有朝一日能用培养的肾救人一命，因为，迄今可供移植的器官太少了，多数病人不得不在等待过程中绝望地离去。要实现目 标，波特还得走很长的路。但一种硬币大小的芯片使他离目标近了许多，或许这个帮助远远超过他的想像。这是什么芯片？科学家说，这就是DNA芯片（也称基因芯片），它容纳了上百万个人类DNA片段，可用来开发新药，改善疾病诊断和治疗方法，甚至农业科学家也能用它来研究动物、植物。“这是生物学上一个重大的技术突破，”在美国辛辛那提儿童医院医学中心工作的儿科专家波特说，“我想‘革命’是最恰当的用词。”

       波特一直在研究单个细胞如何发育成长、基因如何控制器官生长等等问题。但就在5年前，由于没有DNA芯片，科学家的工作开展很艰难，通常每次只能研究一个基因；而现在使用DNA芯片，科学家可同时分析几千个基因。
       目前市场上最受欢迎的DNA芯片由美国圣克拉拉的Affymetrix公司制造。该公司使用因特网上免费的人类基因组资源作为它生产的芯片的蓝图，术语称为“微阵列”。芯片用半导体制造技术制造：工人每次把基因压成一层（或者说一个分子），然后“印”到玻片表面，堆叠成大约25个分子高的小小“摩天大楼”，接着研究人员在芯片上加入荧光标记的RNA，芯片上RNA与基因发生作用的部分会发出荧光，使电脑很方便地鉴别出目标基因的序列。
       DNA芯片的主要任务是寻找新药。科学家认为，多数疾病是由基因引起的，设计特定的药物攻击可疑的基因，可以做到“有的放矢”地治疗；DNA芯片的另一个作用是让研究人员更深入地了解癌症等的形成机制。研究人员发现，疾病以不同的方式影响人。例如癌症就是一种个性化的疾病，它具有不同的类型，只有通过“分子指纹”才能鉴别出来。DNA芯片的出现可最终导致个性化的治疗，也意味着，病人可离开危害很大的化学疗法，转而依靠更有针对性的个性化疗法。
       随着技术的发展和市场的激烈竞争，DNA芯片面积越来越小，价格越来越便宜，功能也越来越强大。4年前，芯片制造商可在一块芯片上装载5000个基因，其价格大约每块3000美元。如今，每块芯片价格降至大约400美元，可装载大约1．5万个基因，也就是说，人类的全部基因（大约3万到4万个）只要2到3块芯片就可以装下。
       因而，乐观人士预测，医生将来只要带着笔记本电脑，就可以迅速诊断病情了。但就目前而言，分析DNA芯片需要花费至少几个小时的时间，电脑设备和软件的价格对普通的消费者仍然相当昂贵。
       分析人士对DNA芯片的市场前景看好。美国弗罗斯特－沙利文公司预测，2004年，其市场将从2001年的8．74亿美元增长到26亿美元。如今，这一市场的龙头老大是Affymetrix公司，其次是Agilent技术公司。Affymetrix公司去年生产了28万块芯片，分析人士认为，今年该公司会生产更多的芯片。
       随着技术的发展，市场的增大，DNA芯片引发的争论也多了起来。例如，它可能导致堕胎问题严重。因为如果诊断出胎儿存在基因缺陷，将来患上某种疾病的几率很大，做母亲的可能一狠心就去堕胎了。
      “这给整个的堕胎争论增加了‘燃料’，”弗吉尼亚马纳萨斯基因医学中心的行政主管、处理伦理问题的专家埃林·威廉斯说，“我们还没有到这一步，但每一天我们都在靠近。它（DNA芯片）是个很有效的工具。”