清华大学、生物芯片北京国家工程研究中心、科技部、教育部日前在北京联合举办“2006年国际生物—纳米—信息融合大会暨2006年国际生物芯片技术论坛”，来自十多个国家和地区的专家学者和产业界代表出席了论坛。生物芯片作为20世纪90年代生命科学研究领域迅速发展起来的一项前沿高新技术，其广阔的应用前景和潜在的巨大效益，使之正在成为21世纪最具发展潜力的生物产业之一。
划时代的技术突破
生物芯片技术是20世纪具有划时代意义的微量分析技术之一，它是集合了分子生物学、免疫学、半导体、微电子、激光、化学染料等领域的最新科学研究成果。生物芯片为人类提供了能够对个体生物信息进行高速并行采集和分析的强有力的技术手段，为人类认识生命的起源、
遗传、发育与进化、疾病诊断、治疗和预防开辟了全新的途径；为生物大分子的全新设计、药物筛选和药物基因组学研究提供了技术支持平台。目前生物芯片技术已广泛应用到了分子生物学研究、疾病的预防、诊断和治疗、新药研发、司法鉴定、环境污染监测和食品卫生监督等诸多领域，成为各国
学术界和工业界所瞩目的一个热点研究领域。
1997年3月31日出版的世界著名商业杂志《财富》说：“生物芯片将使我们的经济发生了根本的改变、给人类带来了巨大的财富、改变了人类的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响更大……”
生物芯片研究成果不断涌现，截至目前，共有13000多篇生物芯片相关
论文发表，其中1000多篇发表在Cell、Nature（及姊妹刊）、Science等国际顶级学术刊物上。各种不同类型和功能的生物芯片相继问世，目前常见的生物芯片分为三类：第一类为微阵列芯片，包括基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片；第二类为微流控芯片，包括各类样品制备芯片、毛细管电泳芯片和色谱芯片等；第三类为以生物芯片为基础的集成化分析系统或称芯片实验室。此外，还包括相关的仪器和设备。
各国争食“大蛋糕”
由于生物芯片技术的重要性及其将带来的巨大商业价值和应用前景，世界各发达工业国迅速纷纷跻身于以生物芯片为核心的各相关产业的研发竞争中。美、英、德、加、俄、意、日等国的重要学术和工业机构，已投入大量资金和人力开展这方面的基础研究和应用开发。美国、欧洲、日本等许多国家和地区都将“生物芯片”技术列入生物技术中的重点发展领域，并形成了一批相关产业。
美国是生物芯片技术最为领先的国家，在过去的10年，美国政府和产业界投入巨资用于生物芯片研究开发与产业化。欧洲、日本等许多国家亦将“生物芯片”技术列入生物技术中的重点发展领域，投入强度越来越大。目前许多国家在生物芯片领域已取得了重大的研究成果，并形成了一批相关产业。
世界上一些大型制药公司也已建立了或正在建立自己的芯片设备和技术，几乎所有的跨国制药公司都投入巨资利用基因芯片开展新药的超高通量筛选和药理遗传学、药理基因组学等研究。国际许多重要的跨国公司看好生物芯片的市场前景，纷纷加强投入，为新一轮的市场竞争作准备。国际大公司大多以资产重组为手段，组建与生物芯片相关的独立部门，以增强技术整合和竞争力。
据统计，2005年全球生物芯片的产值约为23亿美元左右，其中美国市场产值约为15.8亿美元。预计2010年全球生物芯片市场产值将达到42亿美元，年平均增长率约为14.1%。由于美国在全球生物芯片研发中长期居于主导地位，美国的很多著名生物芯片企业在全球市场中也扮演了技术、产品、专利和标准等全方位的特殊角色。
为健康指南
1998年6月29日，美国宣布正式启动生物芯片计划，美国国立卫生研究院、能源部等和多所知名大学都参与了此项目；虽然生物芯片在很多领域有着广泛的应用，但最令科学家们感兴趣的是将生物芯片技术用于疾病诊断和新药的筛选。美国前总统克林顿曾对生物芯片技术给予高度赞赏和肯定，认为它是保证一生健康的指南针。
在
临床检测方面，低密度的临床检测芯片将成为生物芯片进入临床的切入口。生物芯片技术的主要特点是通过其高密度（多指标检测）和高通量（多样品检测）。但实际上低密度生物芯片的检测是近期生物芯片技术临床应用发展的热点。其原因主要有两点：首先是虽然多数疾病的影响因素很多，但在诊断和鉴别诊断中的
检验指标并不一定要多，故低密度检测芯片，在大多数情况下可以满足检测需要；另外低密度芯片检测的指标少，检测时各指标间的相互影响作用小，在制作工艺、检测结果上能够较好地保证重复性。
不过从长远角度上看，随着国内人民生活水平的逐渐提高以及健康意识的逐渐增强，高密度、高通量、速度快，准确性高终将成为主流，以满足更多的需求。相信在不远的将来，更多成熟的生物芯片产品可以从实验室走入临床常规检测，临床医生可以借助生物芯片技术对许多疾病实现早期诊断和个体化诊断治疗。我国生物芯片产业重视与人民生活和健康相关的领域的应用开发，生物芯片北京国家工程研究中心在基于基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和微流体芯片技术的健康领域的研究已达到了或超过国际水平。
虽然目前生物芯片在技术原理方面已经不存在问题，但是要真正进入市场还有许多亟待解决的问题。首先是集成化的问题，目前常见的生物芯片一次性检测的疾病或病原体
微生物最多的为十几个，大部分为1～2个，这不仅很难发挥出生物芯片高通量、大规模、并行化处理的特点，而且还增加了生物芯片的生产成本，给市场推广带来困难。二是一套商品化的生物芯片分析系统，包括芯片阵列仪、扫描仪、计算机及其软件等，大约价值20万美元，价格还比较昂贵。三是生物芯片目前还极少能做到重复利用和多重用途。生物芯片为一次性使用的易耗品，只有生产出可重复利用或多重用途的生物芯片，才能最终降低生物芯片的使用成本。
我国生物芯片产业实现阶段性突破
我国生物芯片研究始于1997~1998年间，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。
从2000年开始，国家陆续投入近5亿元人民币，建立了北京、上海两个生物芯片国家工程研究中心，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。“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。目前，生物芯片产业在我国已初见端倪，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；同时还成立了中国医药生物技术协会生物芯片分会。
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。我国科学家资助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，未来三年将保持更高速度的增长。激光共焦扫描仪实现了我国原创性生命科学仪器的首次出口，标志着我国生物芯片企业正式迈入国际领先者行列。
中国还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。目前，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。生物芯片技术发展到今天不过短短十几年时间，随着研究的不断深入和技术的更加完善，生物芯片将对21世纪人类生活和健康、社会经济和发展产生极其深远的影响。不容置疑的是，生物芯片及相关产业将成为本世纪最具规模和良好发展前景的产业之一。
赵宇丽 翟华文（生物芯片北京国家工程研究中心）
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