生物芯片中國發展

　　基本情況

　　我國生物芯片研究始于1997-1998年間，盡管起步較晚，但是技術和產業發展迅速，實現了從無到有的階段性突破，并逐步發展壯大，生物芯片已經從技術研究和產品開發階段走向技術應用和產品銷售階段，在表達譜芯片、重大疾病診斷芯片和生物芯片的相關設備研制上取得了較大成就。2008年我國生物芯片市場約為1億美元，并正以20%以上的速度增長，至2020年生物芯片市場將達到9億美元。

　　從2000年開始，國家就陸續投入了大筆資金對生物芯片的系統研發給予了支持，建立了北京國家芯片工程中心、上海國家芯片工程中心、西安微檢驗工程中心、天津生物芯片公司、南京生物芯片實驗室等研發機構，為我國在這一新型高科技領域的自主創新和產業化能力奠定了堅實的基礎，由此形成了以北京、上海兩個國家工程研究中心為龍頭，天津、西安、南京、深圳、哈爾濱等地50余家生物芯片研究機構和百余家生物芯片企業的蓬勃發展局面，形成了“北有博奧，南有博星”的企業格局。

　　目前，由于技術壁壘的限制，國內生物芯片銷售利潤率都維持在較高水平，并且競爭性企業少；但是也有一些企業連續幾年處于虧損狀態，主要是由于技術商業化程度比較低或者存在困難。預計未來幾年，中國生物芯片市場盈利能力依然處在較高水平。目前，越來越多的研究機構和企業投入到生物芯片這一領域，雖然還有很多相關技術仍然制約著生物芯片技術的快速發展。

　　2011年6月24日，生物芯片北京國家工程研究中心煙臺分中心在毓璜頂醫院落成。這是既2007年在新疆建起第一家分中心，包括山西、寧夏、山東煙臺，已經建起四家分中心。

　　2011年，博奧生物生物芯片產業化道路進一步推進。其研發的全球第一張用于臨床的致聾基因檢測芯片在北京市高危人群致聾基因篩查項目中得到完美應用。北京市16個區縣20839位持證聽力殘疾者接受了耳聾基因篩查，共有2899人因檢測出攜帶致聾基因突變而初步確定或疑為遺傳性聾或藥物性聾，平均突變檢出率高達13.92%。

　　生物芯片將會給21世紀整個人類生活帶來一場“革命”。生物芯片行業研究小組認為，隨著我國生物芯片科技的發展，其產業化水平快速提高，雖然仍有許多技術難題制約著生物芯片技術的快速發展，但隨著投入的加大和技術水平的提高，生物芯片產業也有望與“微電子芯片”并列成為21世紀最大的產業之一。

　　生物芯片從上世紀90年代開始發展，一直屬于尖端科學，同樣參與了人類基因組的中國在這方面沒有落后，出現了不少研究生物芯片的廠商和科研機構，并在國際上有了一定的影響。

　　中國生物芯片研究始于1997~1998年間，在此之前生物芯片技術在中國還是空白。盡管起步較晚，但是中國生物芯片技術和產業發展迅速，實現了從無到有的階段性突破，并逐步發展壯大。截止到2006年，中國生物芯片的產值已達到2億多元，生物芯片研究已經從實驗室進入應用階段。據有關資料表明，在市場銷售方面，2004年國內市場分額為2億元，約占全球市場的2%左右。其中主要由863計劃支持的幾家國內企業出售的生物芯片以及提供的相關服務累計銷售收入約1.1億元人民幣，所有代理國外產品及服務總計為9000萬。

　　“十五”期間，國家“863”計劃重點組織實施了“功能基因組及生物芯片研究”重大專項，對生物芯片的系統研發給與了傾斜性支持。從2000年開始，國家還陸續投入大筆資金，建立了北京國家芯片工程中心、上海國家芯片工程中心、西安微檢驗工程中心、天津生物芯片公司、南京生物芯片重點實驗室共五個生物芯片研發基地，為加強中國在這一新興高科技領域的自

　　主創新和產業化能力奠定了堅實的基礎。目前，生物芯片產業在中國已初見端倪并初具規模，形成了以北京、上海兩個國家工程研究中心為龍頭，天津、西安、南京、深圳、哈爾濱等地近50家生物芯片研發機構和30多家生物芯片企業蓬勃發展的局面。到2006年為止，中國已有500余種生物芯片及相關產品問世，從2002到2005年累計銷售額近2.5億元，10余個芯片或相關產品獲得了國家新藥證書、醫療器械證書或其他認證，并已實現產業化生產。

　　例如深圳益生堂研制的丙型肝炎病毒分片段抗體檢測試劑(蛋白質片)、北京博奧公司的微陣列芯片掃描儀等六種芯片及設備被國家食品藥品監督管理局(SFDAO)已批準注冊，獲得新藥證書或醫療器械證書。另外，被國家食品藥品監督管理局受理的有10 個。中國是世界上批準生物芯片進入臨床最早的國家，比美國早近3 年。

　　為了加強生物芯片的研發與產業化，縮短與國際上的差距，中國分別在北京和上海建立了兩個國家級的研究中心。中心現已初步形成了生物芯片技術產業化聯合艦隊式的企業發展格局，通過了IS09001：2000版質量管理體系認證，成立基因芯片部、蛋白抗體部、產品開發部、生物信息部和以組織芯片為特色的上海芯超生物科技有限公司、以基因分型為特色的上海南方基因科技有限公司、以市場營銷為主的上海滬晶生物科技有限公司以及以專業診斷產品研發和生產的上海華冠生物芯片有限公司、江蘇海晶診斷科技有限公司、中美合資上海英伯肯醫學生物技術有限公司等多個為產業化依托的具有良好的自我循環能力的專業子公司。

　　在激烈的國際競爭中，中國生物芯片產業不僅實現了跨越式的發展，而且已經走出國門，成為世界生物芯片領域一股強大的力量。例如中國科學家自主研制的激光共焦掃描儀向歐美、韓國等地區的出口訂單已經達到百臺級規模，實現了中國原創性生命科學儀器的首次出口，未來三年將保持更高速度的增長，這標志著中國生物芯片企業正式邁入國際領先者行列，也使生物芯片北京國家工程研究中心進入國際市場的產品達到了5 種。

　　近年成果

　　近年取得的科研成果如下：

　　●“十五”期間，中國生物芯片研究共申請國內ZL356項，國外ZL62項。

　　●2005年4月，由科技部組織實施的國家重大科技專項“功能基因組和生物芯片”在生物芯片產業取得階段成果，診斷檢測芯片產品、高密度基因芯片產品、食品安全檢測芯片、擁有自主知識產權的生物芯片創新技術創建等一系列成果蜂擁而出。

　　●2005年，由“長江學者特聘教授”、南開大學王磊博士任首席科學家的國家“863”專項—“重要病原微生物檢測生物芯片”課題組經過兩年的潛心科研攻關，取得重大成果，“重要致病菌檢測芯片”第一代樣品研制成功，并且開始制定企業和產品的質量標準，這標志著中國第一個具有世界水平的微生物芯片研究進入產業化階段，從而使天津市建設世界級微生物檢測生物芯片研發和產業化基地，搶占全球生物芯片研發制高點邁出歷史性的一步。

　　●2005年4月26日，中國生物芯片產業的骨干企業北京博奧生物芯片有限責任公司（生物芯片北京國家工程研究中心）和美國昂飛公司(Affymetrix)建立戰略合作關系，并共同簽訂了《生物芯片相關產品的共同研發協議》和《DNA芯片服務平臺協議》兩個重要的全面合作協議，對于中國生物芯片產業來說這是一個歷史的時刻，也標志著以博奧生物為代表的中國生物芯片企業已在全球競爭日益激烈的生物芯片產業中躋身領跑者的地位。

　　●2006年，生物芯片北京國家工程研究中心又成功研制了一種利用生物芯片對骨髓進行分析處理的技術，這在全球尚屬首次，可以大大提高骨髓分型的速度和準確度。這種用于骨髓分型的生物芯片，只有手指大小，僅一張就可以存儲上萬個人的白細胞抗原基因。過去在中國，這種技術長期依賴進口，價格很高。每進行一份骨髓分型，就要支付500元的費用，而這種芯片的造價只是國外的1/3，精密度可以超過99%，比國外高出好幾個百分點。

　　●2006年7月，中國科學院力學研究所國家微重力實驗室靳剛課題組在中科院知識創新工程和國家自然科學基金的資助下，主持研究的“蛋白質芯片生物傳感器系統”實現實驗室樣機，目前已實現乙肝五項指標同時檢測、腫瘤標志物檢測、微量抗原抗體檢測、SARS抗體藥物鑒定、病毒檢測及急性心肌梗死診斷標志物檢測等多項應用實驗。全程只需40分鐘，采血只需幾十微升血液。該項研究成果有望為中國的生物芯片技術開辟新的途徑。

　　●2006年，由東北大學方肇倫院士領銜國內10家高校、科研單位共同打造的芯片實驗室“微流控生物化學分析系統”通過驗收，該項研究成果將使中國醫療臨床化驗發生革命性變革，徹底改變了中國在微流控分析領域的落后面貌。

　　●2006年，第四軍醫大學預防醫學系郭國禎采用輻射生物學效應原理，應用Mpmbe軟件設計探針篩選參與輻射生物學效應基因，成功研制出一款由143個基因組成的電離輻射相關低密度寡核苷酸基因芯片，該芯片為檢測不同輻射敏感性腫瘤細胞的差異表達基因提供了一個新的技術平臺。

　　●2006年03月西安交通大學第二醫院檢驗科何謙博士等成功研發出丙型肝炎病毒(HCV)不同片段抗體蛋白芯片檢測新技術。該技術的問世，為丙型肝炎患者的確診、獻血人員的篩選及治療藥物的研發等，提供了先進的檢測手段。

　　●此外，美國斯坦福大學華裔科學家王善祥及其研究團隊利用磁納米技術有望取代通常采用的熒光探測癌蛋白技術，更快更方便地獲得檢測結果；中國臺北榮民總醫院和賽亞基因科技共同研發生物芯片，可快速找出遺傳疾病的異常基因，將可成為家族篩檢的利器。

　　存在問題

　　對于中國生物芯片工業來講。關鍵問題有3個：

　　(1)制作技術：芯片制作技術原理并不復雜，就制作涉及的每項技術而言，中國已具有實際能力，中國發展生物芯片的難點是如何實現各種相關技術的整合集成。

　　(2)基因、蛋白質等前沿研究：除去制作技術外，關鍵就是芯片上放置的基因和蛋白質等物質了。如果制作用于檢測核苷酸多態性以診斷某種遺傳病，或者用于基因測序，那么芯片探針上一般放置的是有8個堿基的寡核苷酸片段，基因芯片和蛋白質芯片則相應放置的是基因標志性片段EST(表達序列標簽)、全長基因或蛋白質。因此制作生物芯片首先要解決的是DNA探針、基因以及蛋白質的盡可能全面和快速地收集問題。

　　(3)ZL和產權：以生物芯片技術為核心的各相關產業正在全球崛起，一個不容忽視的問題就是ZL和產權的問題。專家指出世界工業發達國家已開始有計劃、大投入、爭先恐后地對該領域知識產權進行跑馬圈地式的保護。北京國家工程研究中心主任程京教授說：“就生物芯片領域而言，目前全世界都在‘跑馬圈地’，ZL和自主產權比什么都重要。我們不能再像計算機芯片那樣受制于人。”現在，科學家、企業家和金融界已經聯起手來，組成了結構上更為合理、運作上更具可操作性的商業運行構架，通過全球定位布局，建立產權結構清晰的公司．為生物芯片在中國的產業化奠定良好基礎。