生物晶片

2002.11.15 by
數位時代
生物晶片
然而神奇歸神奇,也有醫師指出,由於許多癌症目前仍屬「絕症」,使用生物晶片後,雖然可以迅速檢查出民眾是否有致病基因,對於治療幫助不大,造成民眾...

然而神奇歸神奇,也有醫師指出,由於許多癌症目前仍屬「絕症」,使用生物晶片後,雖然可以迅速檢查出民眾是否有致病基因,對於治療幫助不大,造成民眾緊張,而醫師也不知如何是好,不如不用比較省事。究竟生物晶片有何妙用?在醫學上有何突破性發展?
小小一片、大大改變,用來形容生物晶片挺合適。簡單來說,生物晶片就是把許多人類基因的片段放在一小塊薄膜或玻璃上,可以進行快速檢測,獲得大量而完整的生物資訊。
生物晶片是概稱,目前世界上用最多是檢測生物晶片。檢測晶片雖然區分好幾類,但95%的使用是微陣列晶片,目前大部份談生物晶片就是指微陣列晶片。
生物晶片為什麼可以幫助這些治癌藥物的研發?其實道理就在晶片上面矩狀排列的人類基因片段(核酸)。細胞發生病變時基因也會變化,所以將檢測細胞上的基因和晶片上的核酸發生作用後,透過螢光劑顯示,可以看到有些點會亮或暗,每一個點都代表不同意義,會亮的表示產生這些基因片段互補,透過亮點、暗點可判斷檢測的細胞是否正常。不僅癌症藥物研究如此,在許多新藥研發或生物檢測時,生物晶片可以提供大量生物資訊以供研究。

**不再是瞎子摸象

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生物晶片帶來的改變是驚人。沒有生物晶片之前,必須一個個基因去做實驗,更麻煩的是在人類基因解碼(2000年)之前,對基因了解也有限,我們必須選少數幾個可能影響的基因去測試,如果失敗必須再重試,一直重複trial and error過程,不僅浪費時間,而且看不到全部完整的基因變化情形,就像是瞎子摸象。
過去需要專家累積多年經驗,先找出可能基因再進行測試。現在生物晶片把可能影響人類生物功能的所有基因片段(一般認為是4到10萬個基因)全部測試,速度快而且有完整性資訊。過去是瞎子摸象,現在至少可看見大象的整體輪廓,雖然還是模糊。
生物晶片讓研究的進入障礙降低,因為不需要專家多年研究,先篩選可能影響基因。只要有錢、買得起生物晶片,可能幾個星期時間就會超過從前老專家的多年研究。生物晶片改變整個思考模式、研究方法,就像電腦從真空管走向矽晶片,整個典範已經轉移,與之相關的周邊也隨之改變。

**未來的三個改變

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對未來的改變會發生在三個面向,首先在疾病檢測會更正確,因為不同病因會造成相同病症,比如頭痛可能是多種因素導致,如果醫生可以獲得更多完整資訊,就能更正確判斷病因,像生醫中心研發的發燒晶片就是希望能快速找出發燒原因。
第二個改變發生在新藥研發,藥物研發是很複雜過程,藥物必須對某些人體組織有效,卻不能影響到其他部份。目前是以動物實驗找出幾萬個組合成分,再分別篩選。新藥研發之所以昂貴,就是把許多錢浪費在失敗成本。如果透過生物晶片可取得完整資訊,建立資料庫分析,就能讓新藥研發更合理化,避免發生已經進入後期階段才發現失敗的情形。未來,勢必能降低新藥研發成本與時間。
第三個改變是有助個人化醫療的出現,人類基因雖然大抵相似,但30億個基因片段卻有3、4百萬個是因人而有不同,藥物的療效可能因此而異。所以有時候醫生叫你試這種藥看看,沒效果再換另種,其實就是個人化醫療差異。如果能先掌握個人基因差異特性,就能更有效治療。

**是內容資訊產業而非製造業

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生物晶片發展大約10年的時間,台灣在兩、三年前開始投入,技術差距不是很大。但以微陣列晶片來說,目前全球市場一年約50萬片,每片價格約200至300美金,總值不到2億美元,全球市場規模算小,原因是只限於研發使用,數量仍少。而一般臨床醫療使用則因為價錢過高、穩定性不足、操作技術過難,而無法採用,造成生物晶片的應用市場狹小。台灣如果要發展生物晶片,必須解決這些問題,將生物晶片推向臨床醫療使用。
我相信基於台灣在製造導向、生物工程技術的優勢上,可以做到成本降低、效果穩定可信,工研院目前也研發出生物晶片量產技術,能進行量產、控制品質。台灣同樣能基於資訊產業的優勢發展生物資訊,生物資訊對於生物晶片的解讀具有重大意義。
雖然台灣具有發展生物晶片優勢,但要提醒一點,應該把生物晶片視為內容產業,不應該是產品導向,重點不在晶片本身,而該重視內容、資訊。
台灣希望發展生技產業成功,絕不是用製造產業模式!

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