抗击未来传染性流行病的流感芯片

　　美国科罗拉多大学波尔德分校（University  of  Colorado  at  Boulder-CU-Boulder）的科研人员最近研制成功一种能够测定病样中特异流感毒株基因标记的新型流感芯片。亚特兰大疾病控制与预防中心借助新技术对其进行了一个月的实验。实验表明CU-Boulder流感芯片在11个小时内能测定类流感病毒和亚型流感病毒的基因构成，CU-Boulder化学系和生物化学系的教授凯希•洛伦（Kathy  Rowlen）  说。目前辨别亚型流感感染特征的方法约需4天。

　　流感芯片有望一年内在实验室中大量应用。与CU-Boulder化学教授和由博士后研究员和学者组成的小组共同致力于流感芯片研制的洛伦说，他们正在和科罗拉多大学的技术转让部协商并计划免费地把流感芯片的基因序列提供给对此感兴趣的研究人员。

　　据洛伦介绍，目前世界上只有不足200种设备能提供详细的流感毒株分析。毒株鉴定对跟踪出现的毒株，测定明年哪种流感毒株最有可能感染人类和研制年度预防性疫苗至关重要。她说，“在实验室研究中，这种新技术能更简捷迅速地鉴定严重流感毒株，这也应将有助于提供更好的全球流感监测，同样，这也有助于卫生官员阻止流感流行病甚至是大流行病的发生。”

　　被配置到检验所有已知的流感毒株和新变异毒株的芯片已在去年10月份CDC测试中用于鉴定三种主要的亚型流感——禽流感毒株H5N1和在最近几个冬季两种世界范围内最常见的流感亚型病毒H1N1和H3N2。芯片的准确性高达90%。“这是第一次在实验室外进行芯片测试，这超出了我们的预期。”她说。科罗拉多大学从国家传染病中心获得了为期五年和两百万美元的拨款来研发该技术。

　　在载玻片上观察，流感芯片包含一连串的精确排列的微米大小的斑点，洛伦说。对已知的个人流感毒株的检测有帮助的遗传信息数元在排列中被自动地“弄污”，在阵列中三种斑点的每一排都含有被“捕获”  DNA的特定序列。每一个斑点的内径约1/100英寸长。然后，微阵列（Microarray）浸入到在流感感染者身上流体中获取的流感基因断片洗液中。取自受感染流体的RNA断片在微阵列上像一把锁的钥匙样制约着DNA段，这暗示着某种匹配和病毒标记是存在的，她说，那么被捕获的RNA被另一种包含着荧光染料的互补序列标记。  当芯片插入激光扫描器时这些“点样”就像弹球机样被点燃。

　　禽流感病毒H5N1通过飞鸟传播已在亚洲、俄罗斯和欧洲部分地区迅速蔓延，流感芯片也能在亚洲、欧洲和俄罗斯的偏僻的鸟场迅速、详尽地检测禽流感病毒，辨认H5N1病毒的突变体，库什塔（Kuchta）说。虽然禽流感病毒现在不能有效地在人与人之间传播，但是世界卫生组织官员担心毒株会发生突变，变得能在人与人之间传播，这很可能触发世界性的大流行病爆发。“如果特殊的亚型流感病毒表面具有人类流感病毒和禽流感病毒的特征，我们利用这种技术能迅速地把它检测出来”，库什塔说。此外，芯片也能简单地被改装用于监测全球的任何RNA病毒，包括SARS、麻疹、HIV和丙型肝炎。

　　目前CDC和WHO的标准的实验室培养法要4-5天的时间才能检测出折磨病人的流感毒株，库什塔说，而像快速抗原测试之类的商业试验不足一个小时就能检测出流感病毒，但是它们都不能提供各种亚型流感病毒的遗传信息。  

　　洛伦说在几年内，微阵列的尺寸将被缩至手机或PDA大小，设计成手提便携式装置，并能被带到世界上偏僻的地区来检测致命的流感毒株。“我们能把它设计得小巧简单以便带到缺少实验设备的刚果、柬埔寨或印度尼西亚的农村地区”，她说，“我们的目标之一是为世界卫生组织监测全球呼吸道疾病疫情提供低价便携的测试套件，以解发展中国家的燃眉之急。”同时，研究小组希望缩短11个小时的病毒鉴定过程。“现在我们正在需找在捕获微阵列上的RNA后加强荧光信号的方法，这将把鉴定时间缩短到仅用几个小时”，库什塔说。