现代科学的发展，有两类产品的使用，或者叫发明应用，对现代人类有着划时代的贡献。其一是微处理器使我们的生活方式发生了根本变化，它是计算机和许多家电等相关产品的心脏，它改变了我们的整个经济、文化生活，影响了整个人类的社会发展，已经进入每一个家庭，给人类带来了巨大的财富；另外一类产品－生物芯片给人类带来的影响可能更大。生物芯片是20世纪80年代末发展起来的一项生物医药等领域的高新技术，通过生物芯片上集成的成千上万的密集排列的分子微阵可以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组份的准确、快速、大信息量的检测，能够在短时间内分析大量的生物分子，使人们快速准确地获取样品中的生物多样性信息，成百上千倍地提高检测效率。生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、组织芯片等。它使生命科学及药物的研究方式有了本质的改变和突破，同时也改变了医学诊断和治疗的方式方法，也极大的地提高了人类生活质量和健康水平，延长人均寿命。在生物芯片家族中，组织芯片是新出现的一类产品。

1         组织芯片的定义

    组织芯片（Tissue Chip,TC）也称组织微阵列（TisseuMicroArray,TMA），是在单位面积的载体上，以微阵列的形式，按不同的设计要求，顺序地放置数个到数百个乃数千个集群标本，包括集群细胞、组织、器官的样本。通常，这些载体以载玻片为常用材料、也可以是其他材料，如硅胶、硝酸纤维膜、尼龙膜、金属片等，按照不同的用途，选择载体。而样本则可以是正常人体组织、人体肿瘤组织、人体非肿瘤类疾病组织、癌旁组织、动物组织器官等；也可以是其需要大样本研究的病变组织，甚是植物组织；在这些样本的基础上，不同的实验目的可以采用不同的相关技术，如：免疫组化(IHC )、原位杂交(ISH)、原位PCR、寡糖苷酸启动的原位DNA合成（PRINS）等等，获得相应蛋白或基因表达。

2         组织芯片的发展历史及现状

    早在1986年Battifora等⑴将处理的组织标本手工塑成蜡肠型，随机组合，石蜡再包埋，常规切片，然后用免疫组织化学（IHC）方法检测同一张玻片上多个组织标本，这应该是组织芯片的雏形。1987年，Wan等⑵将石蜡包埋的组织软化，制成管状，手工铺展，随机排列，常规切片后可同步检测多个组织标本，主要用于单抗的筛选。1991年Battifora等将组织标本切成细条，分别置于带有沟槽的模具之中，加入琼脂糖凝胶，包埋组织标本，重叠凝胶，石蜡重新包埋，制成多组织切片。还有一些科学家在探讨有关组织芯片的制作、应用。组织芯片这个阶段的制备方法有诸多弊端，没有形成规范的标准及制备方法。制成的芯片成品组织数目少，标本的形态不规则，大小不一，相互间排列不规则。没有突破传统病理学的制作方法，也使组织芯片的应用受到很大的限制。组织微阵列（Tissue Microarray）是由美国国家卫生研究院（NIH）的科学家Kononen J.等于1998年⑶在《自然医学》杂志中先提出的。因此，也有人提出中Kononen组织微阵列⑷。他在做关于乳腺癌的雌激素受体表达及肿瘤亚型研究中，采用这种高通量(High-throughput)微阵列技术，快速、准确的完成相关实验内容；充分体现这种技术的强大优势。组织芯片是在基因芯片、蛋白质芯片基础上兴起的又一种新型生物芯片；也可以说是借鉴其他生物芯片的概念及技术发展而来的。随着现代科学技术的发展，近几年冰冻切片组织芯片的问世，使相应组织标本更为鲜活，具有良好的细胞形态，免疫组化和原位杂交也证明了冰冻组织芯片使蛋白质、mRNAs在组织微阵列上保持了良好的组织活性⑸。相应开发的系统软件，把一些特定的实验结果标准化，可以广泛应用于不同实验室，很好的促进信息的交换与共享⑹。

    我国的组织芯片研制项目是于2001年由国家科技部部署实施的，目前在上已有了立足之地，部分内容已处于地位，这也为我国相关领域的基础研究提供了良好的条件。从2002年开始，国内众多实验室、研究机构开始探讨把组织芯片应用于各自的研究领域（7-8）；西安交通大学第二医院杨军等人探讨组织芯片技术在原位杂交中的应用及hTER 和hTERT 表达与肿瘤的性质明显相关（P<0.005）实验结果表明，组织芯片技术提供了一种快速、有效的组织学检测方法，可广泛应用于原位杂交实验，并有可能在肿瘤生物学研究中发挥重要的作用。同时，hTER 和hTERT表达上调有可能作为人体肿瘤诊断与鉴别诊断的      重要组织学指标⑼；2004年魏小勇等人把组织芯片与基因芯片配合使用，使两者在寻找肿瘤基因中起到了很好的互补作用。利用基因芯片检测出利用基因芯片检测出差异表达的候选肿瘤基因，再利用组织芯片迅速筛选鉴定肿瘤基因，从而大大简化和加快了肿瘤基因诊断从基础研究到临床应用的进程。（10）

3         组织芯片的研发制作

    在传统的病理学过程中，通常经过组织标本收集、取材、脱水、包埋、切片、HE染色等一系列程序，终完成组织切片的制作。组织芯片的研发制作与传统方法基本类似。在传统蜡块制作完成之后，由的组织芯片制备仪完成后续工作，通常把两组蜡块分为供体蜡块和受体蜡块。组织芯片制备仪包括操作平台、打孔采样装置和定位系统。打孔采样装置对受体蜡块按芯片设计进行打孔定位，对供体蜡块进行采样；制备仪的定位装置可使取样针按Ｘ轴Ｙ轴方向进行线性移动，从而制备出孔径、孔距、孔深*相同的组织微阵列蜡块；常规切片，将其固定到硅化或胶化玻片上即完成组织芯片的制备过程。常用组织芯片上的组织标本数目在50－800个之间在组织芯片。在组织芯片的制备过程中，组织芯片设计占有更重要的位置。依据组织芯片本身特点，其设计与所要研究的课题方向与实验基本是同步进行的，通常，应根据内容选择组织芯片的种类、病例数量，对照要求项目确定组织芯片的设计。

4         组织芯片的特点及应用

    组织芯片具有高通量、样本数量大、节约组织标本的特点。因此，组织芯片在使用过程中体现出明显的优势，克服了传统组织分析研究的瓶颈⑿。对于实验者来讲，可以节约检测抗体试剂，同样结果的情况下，组织芯片的标本量更小，所需要的抗体、试剂量远远少于传统方法对抗体及试剂的需要及使用量；实验过程中可能保证实验条件的一致性，在同一载体上（通常为一张玻片），可以很好地控制实验条件，实验结果间基本*；实验结果可比性好，可提高结果准确性，保证实验质量。

    目前，越来越多的分子生物学领域如人类基因研究、蛋白研究，药物研发等，都能够涉及到组织芯片的应用。同时，组织芯片也广泛应用于疾病的分子水平诊断、农业、基础医学研究、运动医学⒀甚涉及到司法鉴定、食品卫生监督以及航天科学、环境保护等领域。Kononen J等⑶通过组织芯片技术可对细胞进行高通量表型分析，用标准的免疫组化法(IHC)对组织芯片上的645例各种乳腺癌组织标本进行P53、erbB22和ER检测，结果表明这些指标与乳腺癌的预后密切相关，而且与传统组织切片的检测结果*一致，这种对照性研究结果，标志着这项技术走向成熟。2001年韩国人Kim WH采用组织芯片技术，完成了1060例大样本胃癌的研究，充分显示了这项技术的*性⒁。组织芯片在后基因时代，可能通过免疫组化（IHC）、原位PCR、寡糖苷酸启动的原位DNA合成（PRINS）等，广泛地与核酸、蛋白质、细胞、微生物等相关研究技术相结合，分别在基因、RNA和蛋白这三个水平进行形态功能的研究。组织芯片可用于验证新基因的特异表达、突变体与多态性的检测、肿瘤基因的筛选、药物筛选及疾病诊断等方面；可对肿瘤的易感因素判定、肿瘤的分子水平诊断、肿瘤治疗靶点的筛选、预后推测起重要作用⒂。
毛静涛

中国医药经济与管理，2008（4）：60-64.
 

参考文献：

 1、Battifora H.the multitumor(sausage)tissue block:novelmethod for  immunohistochemical 
antibodytesting(J).Lablnvest,1986,55(2):244-248.

 2、Wan WH,Fortuna MB,Gurmanski P,A rapid andefficient method for testing immunohistochemical reactivity of monoclonalantibodies
against multiple tissue samples simultaneously(J).Jlmmumol Meth,1987,103(2):121-129.

 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.
4、 Fedor HL,De Marzo AM.Practical methods fortissue microarray construction.Methods Mol Med.2005(103):89-101.

5、Zhou L,Hodeib M,Abad JD,Mengdoza L,Kore AR,HuZ.New tissue microarray technology for analyses of gene expression in frozenpathological samples.Biotechniques.2007 Jul,43(1):101-5

 6、Dhir R.Tissue microarrays:an overview.MethodsMol Biol.2008;441:91-103.、

 7、杨军，组织芯片技术在肿癌分子流行病学中的应用，实验病理学杂志，2002，3

 8、韩瑞刚，组织芯片在癌症研究中的应用。实验病理学杂志，2003（06）：54－55

 9、杨军，应用组织芯片和ＩＳＨ技术检测人体多种肿瘤中hＴＥＲ　mＲＮＡ和hＴＥＲＴ　mＲＮＡ的表达。西安医科大学学报，2002（03）：236

 10、魏小勇，组织芯片联合基因芯片在肿瘤研究中的应用。解剖科学进展。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

 12、Simon R, Mirlacher M,Sauter G,Tissuemicroarrays in cancer diagnosis .Expert Rev Mol Diagn.2003 Jul;3(4):421-30.

 13、南广友，组织芯片技术及其在体育生物中应用展望。四川体育科学，2005.01.

 14、Kim WH. Tissue arraytechnology for translational research. From gene discovery to applicationExpMol Med. 2001 Apr 21;33(1 Suppl):135-48.

 15、Mobasheri A,Airley R,Foster CS ,Schulze-Tanzil G,Shakibaei M,Post-genomic applications of tissuemicroarrays:basic research,prognostic oncology,clinical genomics and drug discovery.HistolHistopathol.2004  Jan,19(1):325-35