生物晶片對精準醫療的影響：美國的進展與應用
簡介：
精準醫療，又稱個人化醫療，是醫療保健領域中快速發展的領域，利用患者的基因資訊來客製化治療計畫。這種方法不僅提高了治療的有效性，還降低了不良反應的風險。然而，由於缺乏有效和準確的方法來收集和分析基因數據，精準醫療的全面實施能力受到阻礙。這就是生物晶片發揮作用的地方。
生物晶片，也稱為微陣列，是小型固體平台，包含數千個微小斑點，每個斑點都有不同的生物探針。這些探針可以是 DNA、RNA、蛋白質或抗體，它們可以檢測樣本中的特定基因序列或蛋白質。生物晶片的利用徹底改變了精準醫療領域，並對美國的醫療保健產業產生了重大影響。
生物晶片為精準醫療帶來的主要進展之一是能夠快速且準確地獲得大量基因資訊。傳統的基因檢測方法，例如聚合酶連鎖反應 (PCR)，非常耗時，並且一次只能分析一個基因。借助生物晶片，可以同時分析多個基因，從而使過程更快、更有效率。這有助於識別致病突變和開發標靶療法。
舉例來說， 2023 年，美國的一個研究團隊使用生物晶片來識別一種潛在的藥物，用於治療一種名為脊髓性肌肉萎縮症的罕見遺傳疾病。這種藥物目前正在進行臨床試驗，並已在患有這種疾病的個體中顯示出有希望的結果。
此外，生物晶片也被應用於傳染病領域。在 COVID-19 大流行期間，生物晶片在診斷測試的開發中發揮了關鍵作用。這些測試使用生物晶片來檢測樣本中病毒的存在，從而提供快速且準確的結果。 2022 年， FDA 批准了一種基於生物晶片的 COVID-19 診斷測試，該測試可在 30 分鐘內提供結果。這大大提高了檢測能力，並有助於控制病毒的傳播。
生物晶片市場的關鍵亮點與最新驅動因素：
- 癌症研究的進展： 生物晶片在癌症研究中發揮了關鍵作用，可以識別和分析與不同類型癌症相關的特定基因標記。這有助於開發更有針對性和更有效的治療方法，提高癌症患者的存活率。生物晶片對癌症研究做出了重大貢獻，包括：
- 基因表現譜分析： 生物晶片可以同時測量數千個基因的表現，從而深入了解癌症發展和進展的分子機制。
- 基因組定序： 生物晶片可以快速且經濟高效地對整個基因組進行定序，從而使研究人員能夠識別與癌症相關的基因突變和變異。
- 生物標記物發現： 通過分析基因表現模式，生物晶片可以識別新的生物標記物，這些標記物可用於癌症的早期檢測、診斷和預後。
- 2022 年； 麻省理工學院 (MIT) 的一個團隊創建了一種生物晶片，可以識別腫瘤樣本中不同類型的免疫細胞。這可能有助於開發更有效的免疫療法。
- 2021 年； 加州大學柏克萊分校的研究人員開發了一種生物晶片，可以高靈敏度地檢測血液樣本中的循環腫瘤細胞 (CTC)。這可能有助於改進癌症的早期檢測和監測。
- 對精準醫療的需求不斷增長： 慢性疾病的增加以及對個人化治療的需求導致對生物晶片的需求增加。這些小型設備可以分析患者的基因組成，並提供準確的個人化治療建議。這大大改善了患者的治療結果，並降低了醫療保健成本。通過考慮基因組成、生活方式和環境暴露等因素，個人化醫療可以提供更有效和更有針對性的治療。生物晶片是個人化醫療的重要工具，因為它們可以快速且準確地分析大量生物數據。
- 2023 年； 生物晶片市場的另一家主要參與者 NanoString Technologies 宣布與美國疾病控制與預防中心 (CDC) 合作開發生物晶片，用於快速檢測傳染病，包括 COVID-19。此次合作突顯了生物晶片在改善公共衛生監測方面的潛力。
- 2022 年； 發表在 Nature Medicine 上的一項研究展示了使用生物晶片來識別與自閉症譜系障礙相關的基因標記。這項突破可能有助於改進該疾病的診斷和治療選擇。
- 2021 年； 生物晶片的領先製造商 Illumina 宣布推出 NovaSeq X Plus，這是一種新一代定序系統，每次運行最多可產生 6000 億次讀取。這項進展可以對生物樣本進行更全面、更準確的分析。
- 技術進步： 隨著技術的快速進步，生物晶片正變得越來越精密和高效。這使研究人員能夠分析更大量的數據，從而產生更準確的結果，並更好地了解疾病。 舉例來說，在 2022 年 10 月；MicrobioSeq (CD Genomics) 推出噬菌體全基因組定序，以幫助發現生物標記物並開發非抗生素治療方法。CD Genomics 使用新一代定序和長讀取定序技術（主要為 Illumina HiSeq、Nanopore 和 PacBio SMRT 定序）來提供病毒/噬菌體定序服務，並為結構基因組學和比較基因組學的深入研究做出貢獻。
- 政府支持增加： 世界各國政府正在為生物晶片的開發和採用提供支持和資金。預計這將在未來幾年推動市場的增長。 舉例來說， 2020 年 8 月， 來自 加州大學柏克萊分校和格萊斯頓研究所 的一個研究團隊開發了一種新的生物晶片，可以高靈敏度地檢測多種類型的癌症生物標記物。
結論：
在美國，生物晶片已經對精準醫療領域產生了重大影響。美國食品藥物管理局 (FDA) 已批准多種生物晶片用於臨床實踐，包括用於癌症診斷和風險評估的生物晶片。美國國家衛生研究院 (NIH) 也對研究進行了投資，以進一步推進生物晶片技術及其在精準醫療中的應用。總之，生物晶片有潛力徹底改變精準醫療領域。憑藉其分析大量分子數據的能力，生物晶片正在幫助個人化治療和預防策略，使醫療保健更有效率。