早期肿瘤检测C12芯片

津沪合作开发肿瘤基因表达谱芯片
肿瘤的治疗将实现：取患者的血液或者一小块肿瘤组织通过“肿瘤分型基因表达谱芯片”，将其的基因与人类基因组比对，找到发生改变的肿瘤相关基因后，再有针对性地制定个体化的治疗方案。

这是记者6月1日在本市举行的“肿瘤分型基因表达谱芯片合作开发签字仪式”上获悉的。

中国抗癌协会理事长、天津医科大学附属肿瘤医院院长郝希山院士，国家人类基因组南方研究中心赵国屏院士代表双方签字。

天津市科委副主任陈养发，教委副主任荆洪阳，天津医科大学副校长姚智出席签字仪式并讲话。

天津医科大学附属肿瘤医院党委书记王平、天津市科委、教委、天津医科大学肿瘤医院及上海生物芯片有限公司相关人员出席了签字仪式。

天津医科大学附属肿瘤医院副院长王瑛主持了签字仪式。

市委常委、市教卫工委书记陈超英会见了来津参加签字仪式的赵国屏院士一行。

陈超英在会见中指出，生命科学是当今世界发展最快的一门科学，生物产业不仅是新的经济增长点，更与社会发展、人类健康密切相关，生物芯片作为新兴的生物技术，发挥着越来越重要的作用。

天津始终瞄准世界生物技术发展的前沿，把其列为滨海新区重点发展与建设的领域。

此次津沪双方强强联合，搭建起一个前瞻性平台，为合作开展高水平生物技术研发起到重要的示范作用，并将加快天津生物技术发展步伐，推动生物医药产业升级，创造良好的社会效益和经济效益。

恶性肿瘤是一种全身性的疾病，其发生可以分为启动、促进和进展等多阶段的逐步演变过程，每一个发展阶段都由外因或内因引起不同基因的改变，即基因突变。

国家中长期科技发展规划、创新型人类全基因组计划完成以后，为恶性肿瘤的诊治研究提供了一个新的平台。

利用全基因组扫描的方法，可以全面的揭示恶性肿瘤的病因，了解遗传因素和环境因素对恶性肿瘤的影响，对肿瘤的诊断、治疗及预防干预等领域带来革命性的进步。

由天津医科大学附属肿瘤医院和上海生物芯片有限公司将共同研发具有我国自主知识产权的“肿瘤分型基因表达谱芯片(C12芯片)”。

研究目标是运用生物芯片技术，采用全基因组扫描的方法，对肿瘤恶性程度、分子分型和转移情况，以及患者预后和复发作出判断，筛选肿瘤早期诊断和预测预后的分子标志物，实现肿瘤的早期诊断和早期治疗；对患者术
前、术后的辅助治疗方案及相关药物有效性作出判断，为患者提供全新的个体化治疗辅助诊断产品，实现个体化治疗。

作为国家培养肿瘤学高层次人才和承担国家重大科研项目以及研究成果向临床应用转化重要基地的天津医科大学附属肿瘤医院是在肿瘤发病、转移机制及综合治疗研究等方面具有明显优势。

特别是拥有国际标准化的肿瘤组织库，是国内目前管理最先进、资源最丰富的肿瘤组织库。

组织库已拥有肿瘤组织标本近1万5千余例，建立起包括肿瘤组织标本数据库、血液标本数据库、临床信息数据库、随访资料数据库在内的达国际先进水平的肿瘤生物标本数据库系统。

国家人类基因组南方研究中心——是我国基因组学研究和应用开发的主要基地，成为在国际上有重要影响力的基因组研究中心。

隶属于南方基因组研究中心的上海生物芯片有限公司是国内一流的生物芯片的开发企业，具有强大的生物芯片领域综合实力。

津沪强强合作研发具有我国自主知识产权的肿瘤分型基因表达谱芯片，将在肿瘤发病率较高的肺癌和乳腺癌为重点，充分利用各自的优势资源，以期在肿瘤的诊断、治疗及预后预测等领域取得创新性的研究成果，并将这一成果早日应用于民，惠及于民做出努力。

生物雷达逮住早期肿瘤全国已有200多家医院使用该检测系统
肿瘤刚出“襁褓”，就被生物“雷达”逮个正着。

这个生物雷达名叫C－12多肿瘤标志物蛋白芯片检测系统，在一次体检中，它敏锐地从江南造船集团一位50岁业务骨干体内捕捉到了垂体微腺瘤的早期信号。

C-12检测系统是由上海数康生物科技有限公司的几位中国博士发明的。

它只需2ml 血液，就可以在毫无症状的癌症早期验出10种癌。

这是一个看似简单的测癌原理：通过抗体与标志物反应测癌。

如果肿瘤标志物代表杀手，那么抗体就是侦探，C12蛋白芯片是载体，二者在载体上上演“兵”捉“贼”的戏码。

研究人员预先把12种抗体植入芯片，检测时把血清滴入蛋白芯片，12个“侦探”就会寻找对应的12个“杀手”。

双方产生化学反应，生成光信号，看到亮光即表明发现肿瘤标志物。

留美归国博士胡赓熙是数康公司执行总裁。

创业期间，他带领平均年龄仅26岁的研究团队选定了12个肿瘤标志物，涵盖了12个机体主要脏器的标志。

这一产品顺利通过国家药监局审批，获得国家一类生物制品新药证书。

据统计，我国每年有1亿人到医院体检。

目前，全国各地已有200多家医院使用C12，已有70多万人使用了C12蛋白芯片。

生物芯片世界发展史
进入二十一世纪，随着生物技术的迅速发展，电子技术和生物技术相结合诞生了半导体芯片的兄弟——生物芯片，这将给我们的生活带来一场深刻的革命。

这场革命对于全世界的可持续发展都会起到不可估量的贡献。

生物芯片技术的发展最初得益于埃德温·迈勒·萨瑟恩（Edwin Mellor Southern）提出的核酸杂交理论，即标记的核酸分子能够与被固化的与之互补配对的核酸分子杂交。

从这一角度而言，Southern杂交可以被看作是生物芯片的雏形。

弗雷德里克·桑格（Fred Sanger）和吉尔伯特（Walter Gilbert）发明了现在广泛使用的DNA测序方法，并由此在1980年获得了诺贝尔奖。

另一个诺贝尔奖获得者卡里·穆利斯（Kary Mullis）在1983年首先发明了PCR，以及后来再此基础上的一系列研究使得微量的DNA可以放大，并能用实验方法进行检测。

生物芯片这一名词最早是在二十世纪八十年代初提出的，当时主要指分子电子器件。

它是生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。

美国海军实验室研究员卡特（Carter）等试图把有机功能分子或生物活性分子进行组装，想构建微功能单元，实现信息的获取、贮存、处理和传输等功能。

用以研制仿生信息处理系统和生物计算机，从而产生了"分子电子学"，同时取得了一些重要进展：如分子开关、分子贮存器、分子导线和分子神经元等分子器件，更引起科学界关注的是建立了基于DNA或蛋白质等分子计算的实验室模型。

进入二十世纪九十年代，人类基因组计划(Human Genome Project，HGP)和分子生物学相关学科的发展也为基因芯片技术的出现和发展提供了有利条件。

与此同时，另一类"生物芯片" 引起了人们的关注，通过机器人自动打印或光引导化学合成技术在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜上制造的生物分子微阵列，实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分准确、快速、大信息量的筛选或检测。

●1991年Affymatrix公司福德（Fodor）组织半导体专家和分子生物学专家共同研制出利用光蚀刻光导合成多肽；
●1992年运用半导体照相平板技术，对原位合成制备的DNA芯片作了首次报道，这是世界上第一块基因芯片；
●1993年设计了一种寡核苷酸生物芯片；
●1994年又提出用光导合成的寡核苷酸芯片进行DNA序列快速分析；
●1996年灵活运用了照相平板印刷、计算机、半导体、激光共聚焦扫描、寡核苷酸合成及荧光标记探针杂交等多学科技术创造了世界上第一块商业化的生物芯片；
●1995年，斯坦福大学布朗（P．Brown）实验室发明了第一块以玻璃为载体的基因微矩阵芯片。

●2 001年，全世界生物芯片市场已达170亿美元，用生物芯片进行药理遗传学和药理基因组学研究所涉及的世界药物市场每年约1800亿美元；
●2000-2004年的五年内，在应用生物芯片的市场销售达到200亿美元左右。

2005年，仅美国用于基因组研究的芯片销售额即达50亿美元，2010年有可能上升为400亿美元，这还不包括用于疾病预防及诊治及其它领域中的基因芯片，部分预计比基因组研究用量还要大上百倍。

因此，基因芯片及相关产品产业将取代微电子芯片产业，成为21世纪最大的产业。

●2004年3月，英国著名咨询公司弗若斯特·沙利文(Frost ＆ Sulivan)公司出版了关于全球芯片市场的分析报告《世界DNA芯片市场的战略分析》。

报告认为，全球DNA生物芯片市场每年平均增长6.7%，2003年的市场总值是5.96亿美元，2010年将达到937亿美元。

纳侬市场（NanoMarkets）调研公司预测，以纳米器械作为解决方案的医疗技术将在2009年达到13亿美元，并在2012年增加到250亿美元，而其中以芯片实验室最具发展潜力，市场增长率最快。

生物芯片中国发展史 314
我国生物芯片研究始于1997~1998年间，在此之前生物芯片技术在我国还是空白。

尽管起步较晚，但是我国生物芯片技术和产业发展迅速，实现了从无到有的阶段性突破，并逐步发展壮大。

截止到2006年，我国生物芯片的产值已达到2亿多元，生物芯片研究已经从实验室进入应用阶段。

据有关资料表明，在市场销售方面，2004年国内市场分额为2亿元，约占全球市场的2％左右。

其中主要由863 计划支持的几家国内企业出售的生物芯片以及提供的相关服务累计销售收入约1.1亿元人民币，所有代理国外产品及服务总计为9000万。

“十五”期间，国家“863”计划重点组织实施了“功能基因组及生物芯片研究”重大专项，对生物芯片的系统研发给与了倾斜性支持。

从2000年开始，国家还陆续投入大笔资金，建立了北京国家芯片工程中心、上海国家芯片工程中心、西安微检验工程中心、天津生物芯片公司、南京生物芯片重点实验室共五个生物芯片研发基地，为加强我国在这一新兴高科技领域的自
主创新和产业化能力奠定了坚实的基础。

目前，生物芯片产业在我国已初见端倪并初具规模，形成了以北京、上海两个国家工程研究中心为龙头，天津、西安、南京、深圳、哈尔滨等地近50家生物芯片研发机构和30多家生物芯片企业蓬勃发展的局面。

到2006年为止，我国已有500余种生物芯片及相关产品问世，从2002到2005年累计销售额近2.5亿元，10余个芯片或相关产品获得了国家新药证书、医疗器械证书或其他认证，并已实现产业化生产。

例如深圳益生堂研制的丙型肝炎病毒分片段抗体检测试剂(蛋白质片)、北京博奥公司的微阵列芯片扫描仪等六种芯片及设备被国家食品药品监督管理局(SFDA)已批准注册，获得新药证书或医疗器械证书。

另外，被国家食品药品监
督管理局受理的有 10 个。

中国是世界上批准生物芯片进入临床最早的国家，比美国早近3 年。

为了加强生物芯片的研发与产业化，缩短与国际上的差距，我国分别在北京和上海建立了两个国家级的研究中心。

中心现已初步形成了生物芯片技术产业化联合舰队式的企业发展格局，通过了IS09001：2000版质量管理体系认证，成立基因芯片部、蛋白抗体部、产品开发部、生物信息部和以组织芯片为特色的上海芯超生物科技有限公司、以基因分型为特色的上海南方基因科技有限公司、以市场营销为主的上海沪晶生物科技有限公司以及以专业诊断产品研发和生产的上海华冠生物芯片有限公司、江苏海晶诊断科技有限公司、中美合资上海英伯肯医学生物技术有限公司等多个为产业化依托的具有良好的自我循环能力的专业子公司。

在激烈的国际竞争中，我国生物芯片产业不仅实现了跨越式的发展，而且已经走出国门，成为世界生物芯片领域一股强大的力量。

例如我国科学家自主研制的激光共焦扫描仪向欧美、韩国等地区的出口订单已经达到百台级规模，实现了我国原创性生命科学仪器的首次出口，未来三年将保持更高速度的增长，这标志着我国生物芯片企业正式迈入国际领先者行列，也使生物芯片北京国家工程研究中心进入国际市场的产品达到了5 种。

近年取得的科研成果如下：
●“十五”期间，我国生物芯片研究共申请国内专利356项，国外专利62项。

●2005年4月，由科技部组织实施的国家重大科技专项“功能基因组和生物芯片” 在生物芯片产业取得阶段成果，诊断检测芯片产品、高密度基因芯片产品、食品安全检测芯片、拥有自主知识产权的生物芯片创新技术创建等一系列成果蜂拥而出。

●2005年，由“长江学者特聘教授”、南开大学王磊博士任首席科学家的国家“863”专项—“重要病原微生物检测生物芯片” 课题组经过两年的潜心科研攻关，取得重大成果，“重要致病菌检测芯片”第一代样品研制成功，并且开始制定企业和产品的质量标准，这标志着我国第一个具有世界水平的微生物芯片研究进入产业化阶段，从而使天津市建设世界级微生物检测生物芯片研发和产业化基地，抢占全球生物芯片研发制高点迈出历史性的一步。

●2005年4月26日，中国生物芯片产业的骨干企业北京博奥生物芯片有限责任公司（生物芯片北京国家工程研究中心）和美国昂飞公司(Affymetrix)建立战略合作关系，并共同签订了《生物芯片相关产品的共同研发协议》和《DNA 芯片服务平台协议》两个重要的全面合作协议，对于中国生物芯片产业来说这是一个历史的时刻，也标志着以博奥生物为代表的中国生物芯片企业已在全球竞争日益激烈的生物芯片产业中跻身领跑者的地位。

●2006年，生物芯片北京国家工程研究中心又成功研制了一种利用生物芯片对骨髓进行分析处理的技术，这在全球尚属首次，可以大大提高骨髓分型的
速度和准确度。

这种用于骨髓分型的生物芯片，只有手指大小，仅一张就可以存储上万个人的白细胞抗原基因。

过去在中国，这种技术长期依赖进口，价格很高。

每进行一份骨髓分型，就要支付500元的费用，而这种芯片的造价只是国外的1/3，精密度可以超过99%，比国外高出好几个百分点。

●2006年7月，中国科学院力学研究所国家微重力实验室靳刚课题组在中科院知识创新工程和国家自然科学基金的资助下，主持研究的“蛋白质芯片生物传感器系统”实现实验室样机，目前已实现乙肝五项指标同时检测、肿瘤标志物检测、微量抗原抗体检测、SARS抗体药物鉴定、病毒检测及急性心肌梗死诊断标志物检测等多项应用实验。

全程只需40分钟，采血只需几十微升血液。

该项研究成果有望为中国的生物芯片技术开辟新的途径。

●2006年，由浙江大学方肇伦院士领衔国内10家高校、科研单位共同打造的芯片实验室“微流控生物化学分析系统”通过验收，该项研究成果将使我国医疗临床化验发生革命性变革，彻底改变了我国在微流控分析领域的落后面貌。

●2006年，第四军医大学预防医学系郭国祯采用辐射生物学效应原理，应用Mpmbe软件设计探针筛选参与辐射生物学效应基因，成功研制出一款由143个基因组成的电离辐射相关低密度寡核苷酸基因芯片，该芯片为检测不同辐射敏感性肿瘤细胞的差异表达基因提供了一个新的技术平台。

●2006年03月西安交通大学第二医院检验科何谦博士等成功研发出丙型肝炎病毒(HCV)不同片段抗体蛋白芯片检测新技术。

该技术的问世，为丙型肝炎患者的确诊、献血人员的筛选及治疗药物的研发等，提供了先进的检测手段。

●此外，美国斯坦福大学华裔科学家王善祥及其研究团队利用磁纳米技术有望取代通常采用的荧光探测癌蛋白技术，更快更方便地获得检测结果；我国台北荣民总医院和赛亚基因科技共同研发生物芯片，可快速找出遗传疾病的异常基因，将可成为家族筛检的利器。

生物芯片应用492 生物芯片应用前景十分广阔。

如可以应用于寻找新基因、DNA测序、疾病诊断、药物筛选、毒理基因组学、农作物优育和优选、环境检测和防治、食品卫生监督以及司法鉴定等等。

使用基因芯片分析人类基因组，可找出癌症、糖尿病由遗传基因缺陷引起疾病的致病的遗传基因。

生物医学研究人员可以在数秒钟内鉴定出导致癌症的突变基因。

借助一小滴测试液，医生们能预测药物对病人的功效和是否有毒副作用。

利用基因芯片分析遗传基因，未来可以使糖尿病的确诊率达到50％以上。

可以想象，未来人们在体检时，由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血，转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。

利用基因诊断，医疗将从目前千篇一律的“大众医疗”的时代，过渡到依据个人遗传背景而异的“个体化医疗”的时代。

生物芯片在疾病检测诊断方面具有独特的优势，它可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病的检测。

仅用极小量的样品，在极短时间内，向医务人员提供大量的疾病诊断信息，这些信息有助于医生在短时间内找到正确的治疗措施。

例如对肿瘤、
糖尿病、传染性疾病等常见病和多发病的临床检验及健康人群检查，均可以应用生物芯片技术。

生物芯片上海国家工程研究中心北方基地
生物芯片技术是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。

由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足。

而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。

该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。

（公司高层与政府领导赴上海中心考察工作）
生物芯片上海国家工程研究中心由国家发改委、浦东新区政府、中科院上海生命科学研究院、复旦大学、上海交通大学、瑞金医院、东方肝胆医院、国家基因组南方中心等十一家国内知名的大学、研究
所、医院和企业共同投资2.9亿元组建而成，是国家在生物芯片领域规划布局的两大国家级工程研究中心之一。

上海生物芯片中心是我国最早开展生物芯片设计和应用的单位，目前拥有本科以上科研人员200多人，博士20多人，主要致力于生物芯片在生命科学研究、医疗保健、食品安全和药物开发等领域的应用和推广。

中心拥有成熟和完善的生物技术平台以及全面系统的分子生物学技术服务平台，承担并参与多个国家863项目、国家自然科学基金项目等，其多项研究成果体现了我国在生物芯片领域的最高水平。

中心已和全球10大药厂中的8家建立了长期稳定的合作关系。

（管委领导亲切接见到访的上海中心领导一行）
生物芯片上海国家工程研究中心（沪晶）北方基地是生物芯片上海国家工程研究中心的重要组成部分，是上海生物芯片中心在我国北方地区设立的第一家综合性研发基地，北方基地与上海生物芯片中心实行“技术一体化，人才一体化，市场一体化”。

目前北方基地建有面积3200余平米的产业化基地，建成国内先进省内首家企业化运营的生物芯片综合研发实验室，布局建立了初步的市场网络体系。

秉承“用责任关爱社会，用使命成就未来”的价值理念，北方基地面向我国北方地区，瞄准世界生物产业前沿，紧密围绕区域经济和产业发展的需要，开展生物、医药、食品安全及进出口检验检疫等领域的生物芯
片及其产品的研发与应用，努力将基地打造成为辐射北方、国内知名的生物芯片创新和产业化基地；成为国内一流、行业领先的生物芯片技术企业。

2009 年7月29日，北方基地正式启动，同时承担了威海经济技术开发区“生物、医药及食品安全公共技术研发平台”的职能。

生物芯
片上海国家工程研究中心主任、国家人类基因组南方研究中心执行主任、中科院院士赵国屏，区工委书记、管委主任张建军，市科技局局长高同璞，韩国MG集团CEO金亨泰，生物芯片上海国家工程研究中心副主任张庆华，上海沪晶生物科技有限公司总经理邵钧，生物芯片上海国家工程研究中心（沪晶）北方基地运营负责人孙刚出席启动仪式。

孙刚、张庆华、张建军分别致辞。

管委副主任、纪工委书记宫惠平主持仪式。

市直有关部门负责人，山东大学威海分校、哈尔滨工业大学（威海）、部分医院及企业代表，区直各部门、镇、街道办事处、驻区各单位主要负责人及相关人员参加启动仪式。

期间，生物芯片上海国家研究中心（沪晶）北方基地与韩国MG集团签署了战略合作框架协议。

威海电视台、威海日报社等媒体对赵国屏院士进行了专访。

C-12检测系统原理、应用及相关知识问题答疑
Q：什么是多肿瘤标志物蛋白芯片检测系统（以下简称C-12检测系统）？
A：生物芯片技术是近年新兴的一门科学，蛋白芯片是生物芯片技术的一种，根据肿瘤在发生、发展过程中会产生特殊蛋白质，而且不同肿瘤的蛋白质也不同的原理，通过芯片敏锐"捕捉"血清中的异质蛋白，以电脑精确分析，将不同肿瘤的蛋白质"对号入座"。

该系统区别于其他肿瘤检测系统的特点是灵敏度高，准确率可达80%，二是高度集成，抽一次血可同时检测12项肿瘤标志物，辅助诊断10种肿瘤，包括肝癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、食道癌、卵巢癌、子宫内膜癌、结肠癌、乳腺癌。

Q：多肿瘤标志物蛋白芯片检测系统的检测原理是什么？
A：是基于双抗体夹心法（抗原抗体免疫反应中的一种）的化学发光检测方法。

Q：C-12检测系统的检测方法是什么？
A：在芯片的膜上包被12种肿瘤标志物的抗体，捕捉被检者血清中对应的肿瘤标志物抗原，结合第二抗体（标有示踪标记物），然后经酶促催化化学反应产生光信号，用专门的芯片检测仪读取信号，通过软件进行信号值和浓度值的换算，对肿瘤标志物进行定量检测。

Q：C-12检测系统由哪些部分组成？
A：由HD-2001A生物芯片检测仪和试剂盒组成。

HD-2001A生物芯片检测仪的组成详见后述，试剂盒由芯片、标准品、反应液、洗液、检测液、复溶水、样品杯组成。

Q：C-12检测系统工员
0020的特点是什么？同单项指标检测比较，有何优势？
A：C-12检测系统具有：
①高通量、高灵敏度：同时并行检测12种肿瘤标志物，准确性好，与单指标相比发挥了联合检测优势，大大提高了阳性检出率。

平均检出率可达80%以上。