現代科學的發展，有兩類產品的使用，或者叫發明應用，對現代人類有著劃時代的貢獻。其一是微處理器使我們的生活方式發生了根本變化，它是計算機和許多家電等相關產品的心臟，它改變了我們的整個經濟、文化生活，影響了整個人類的社會發展，已經進入每一個家庭，給人類帶來了巨大的財富；另外一類產品－生物芯片給人類帶來的影響可能更大。生物芯片是20世紀80年代末發展起來的一項生物醫藥等領域的高新技術，通過生物芯片上集成的成千上萬的密集排列的分子微陣可以實現對細胞、蛋白質、DNA以及其他生物組份的準確、快速、大信息量的檢測，能夠在短時間內分析大量的生物分子，使人們快速準確地獲取樣品中的生物多樣性信息，成百上千倍地提高檢測效率。生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、組織芯片等。它使生命科學及藥物的研究方式有了本質的改變和突破，同時也改變了醫學診斷和治療的方式方法，也極大的地提高了人類生活質量和健康水平，延長人均壽命。在生物芯片家族中，組織芯片是新出現的一類產品。

1         組織芯片的定義

    組織芯片（Tissue Chip,TC）也稱組織微陣列（TisseuMicroArray,TMA），是在單位面積的載體上，以微陣列的形式，按不同的設計要求，順序地放置數個到數百個乃數千個集群標本，包括集群細胞、組織、器官的樣本。通常，這些載體以載玻片為常用材料、也可以是其他材料，如硅膠、硝酸纖維膜、尼龍膜、金屬片等，按照不同的用途，選擇載體。而樣本則可以是正常人體組織、人體腫瘤組織、人體非腫瘤類疾病組織、癌旁組織、動物組織器官等；也可以是其需要大樣本研究的病變組織，甚是植物組織；在這些樣本的基礎上，不同的實驗目的可以采用不同的相關技術，如：免疫組化(IHC )、原位雜交(ISH)、原位PCR、寡糖苷酸啟動的原位DNA合成（PRINS）等等，獲得相應蛋白或基因表達。

2         組織芯片的發展歷史及現狀

    早在1986年Battifora等⑴將處理的組織標本手工塑成蠟腸型，隨機組合，石蠟再包埋，常規切片，然后用免疫組織化學（IHC）方法檢測同一張玻片上多個組織標本，這應該是組織芯片的雛形。1987年，Wan等⑵將石蠟包埋的組織軟化，制成管狀，手工鋪展，隨機排列，常規切片后可同步檢測多個組織標本，主要用于單抗的篩選。1991年Battifora等將組織標本切成細條，分別置于帶有溝槽的模具之中，加入瓊脂糖凝膠，包埋組織標本，重疊凝膠，石蠟重新包埋，制成多組織切片。還有一些科學家在探討有關組織芯片的制作、應用。組織芯片這個階段的制備方法有諸多弊端，沒有形成規范的標準及制備方法。制成的芯片成品組織數目少，標本的形態不規則，大小不一，相互間排列不規則。沒有突破傳統病理學的制作方法，也使組織芯片的應用受到很大的限制。組織微陣列（Tissue Microarray）是由美國國家衛生研究院（NIH）的科學家Kononen J.等于1998年⑶在《自然醫學》雜志中先提出的。因此，也有人提出中Kononen組織微陣列⑷。他在做關于乳腺癌的雌激素受體表達及腫瘤亞型研究中，采用這種高通量(High-throughput)微陣列技術，快速、準確的完成相關實驗內容；充分體現這種技術的強大優勢。組織芯片是在基因芯片、蛋白質芯片基礎上興起的又一種新型生物芯片；也可以說是借鑒其他生物芯片的概念及技術發展而來的。隨著現代科學技術的發展，近幾年冰凍切片組織芯片的問世，使相應組織標本更為鮮活，具有良好的細胞形態，免疫組化和原位雜交也證明了冰凍組織芯片使蛋白質、mRNAs在組織微陣列上保持了良好的組織活性⑸。相應開發的系統軟件，把一些特定的實驗結果標準化，可以廣泛應用于不同實驗室，很好的促進信息的交換與共享⑹。

    我國的組織芯片研制項目是于2001年由國家科技部部署實施的，目前在上已有了立足之地，部分內容已處于地位，這也為我國相關領域的基礎研究提供了良好的條件。從2002年開始，國內眾多實驗室、研究機構開始探討把組織芯片應用于各自的研究領域（7-8）；西安交通大學第二醫院楊軍等人探討組織芯片技術在原位雜交中的應用及hTER 和hTERT 表達與腫瘤的性質明顯相關（P<0.005）實驗結果表明，組織芯片技術提供了一種快速、有效的組織學檢測方法，可廣泛應用于原位雜交實驗，并有可能在腫瘤生物學研究中發揮重要的作用。同時，hTER 和hTERT表達上調有可能作為人體腫瘤診斷與鑒別診斷的      重要組織學指標⑼；2004年魏小勇等人把組織芯片與基因芯片配合使用，使兩者在尋找腫瘤基因中起到了很好的互補作用。利用基因芯片檢測出利用基因芯片檢測出差異表達的候選腫瘤基因，再利用組織芯片迅速篩選鑒定腫瘤基因，從而大大簡化和加快了腫瘤基因診斷從基礎研究到臨床應用的進程。（10）

3         組織芯片的研發制作

    在傳統的病理學過程中，通常經過組織標本收集、取材、脫水、包埋、切片、HE染色等一系列程序，終完成組織切片的制作。組織芯片的研發制作與傳統方法基本類似。在傳統蠟塊制作完成之后，由的組織芯片制備儀完成后續工作，通常把兩組蠟塊分為供體蠟塊和受體蠟塊。組織芯片制備儀包括操作平臺、打孔采樣裝置和定位系統。打孔采樣裝置對受體蠟塊按芯片設計進行打孔定位，對供體蠟塊進行采樣；制備儀的定位裝置可使取樣針按Ｘ軸Ｙ軸方向進行線性移動，從而制備出孔徑、孔距、孔深*相同的組織微陣列蠟塊；常規切片，將其固定到硅化或膠化玻片上即完成組織芯片的制備過程。常用組織芯片上的組織標本數目在50－800個之間在組織芯片。在組織芯片的制備過程中，組織芯片設計占有更重要的位置。依據組織芯片本身特點，其設計與所要研究的課題方向與實驗基本是同步進行的，通常，應根據內容選擇組織芯片的種類、病例數量，對照要求項目確定組織芯片的設計。

4         組織芯片的特點及應用

    組織芯片具有高通量、樣本數量大、節約組織標本的特點。因此，組織芯片在使用過程中體現出明顯的優勢，克服了傳統組織分析研究的瓶頸⑿。對于實驗者來講，可以節約檢測抗體試劑，同樣結果的情況下，組織芯片的標本量更小，所需要的抗體、試劑量遠遠少于傳統方法對抗體及試劑的需要及使用量；實驗過程中可能保證實驗條件的一致性，在同一載體上（通常為一張玻片），可以很好地控制實驗條件，實驗結果間基本*；實驗結果可比性好，可提高結果準確性，保證實驗質量。

    目前，越來越多的分子生物學領域如人類基因研究、蛋白研究，藥物研發等，都能夠涉及到組織芯片的應用。同時，組織芯片也廣泛應用于疾病的分子水平診斷、農業、基礎醫學研究、運動醫學⒀甚涉及到司法鑒定、食品衛生監督以及航天科學、環境保護等領域。Kononen J等⑶通過組織芯片技術可對細胞進行高通量表型分析，用標準的免疫組化法(IHC)對組織芯片上的645例各種乳腺癌組織標本進行P53、erbB22和ER檢測，結果表明這些指標與乳腺癌的預后密切相關，而且與傳統組織切片的檢測結果*一致，這種對照性研究結果，標志著這項技術走向成熟。2001年韓國人Kim WH采用組織芯片技術，完成了1060例大樣本胃癌的研究，充分顯示了這項技術的*性⒁。組織芯片在后基因時代，可能通過免疫組化（IHC）、原位PCR、寡糖苷酸啟動的原位DNA合成（PRINS）等，廣泛地與核酸、蛋白質、細胞、微生物等相關研究技術相結合，分別在基因、RNA和蛋白這三個水平進行形態功能的研究。組織芯片可用于驗證新基因的特異表達、突變體與多態性的檢測、腫瘤基因的篩選、藥物篩選及疾病診斷等方面；可對腫瘤的易感因素判定、腫瘤的分子水平診斷、腫瘤治療靶點的篩選、預后推測起重要作用⒂。
毛靜濤

中國醫藥經濟與管理，2008（4）：60-64.
 

參考文獻：

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 3、Kononen J,Bubendorf L,Kallioniemi A,BarlundM,schraml P,Leighton S ,Torhorst J,Mihatsch    MJ,Sauther G ,Kallioniemi    OP.Tissuemicroarrays for high-throughput molecular profiling of tumor specimens (J).NatMed.1998 Jul,4(7):844-7.
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 8、韓瑞剛，組織芯片在癌癥研究中的應用。實驗病理學雜志，2003（06）：54－55

 9、楊軍，應用組織芯片和ＩＳＨ技術檢測人體多種腫瘤中hＴＥＲ　mＲＮＡ和hＴＥＲＴ　mＲＮＡ的表達。西安醫科大學學報，2002（03）：236

 10、魏小勇，組織芯片聯合基因芯片在腫瘤研究中的應用。解剖科學進展。2004.04.

 11、Ｍoch H,Lononen J,Kallioniemi OP ,et al .Tissuemicroarray :what will they bring to molecular and anatomic pathology(J).AdvanAnato Pathol,2001 Tissue microarrays for high-throughput molecular profiling oftumor specimens (J).8(1):14-20

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 13、南廣友，組織芯片技術及其在體育生物中應用展望。四川體育科學，2005.01.

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