美國科學(xué)家在最近召開的國際艾滋病會議上，展示了他們開發(fā)的全新檢測技術(shù)及檢測結(jié)果，在光電工程師們的努力下采用最新的光電技術(shù)制作出了這個(gè)被稱為“分子顯微鏡”的檢測設(shè)備，“分子顯微鏡”探針能夠準(zhǔn)確檢測到艾滋病病毒在細(xì)胞內(nèi)外的隱藏之地。美國過敏性和傳染性疾病研究所疫苗研究中心副主任瑞查得·普表示，這一分子顯微鏡新技術(shù)堪稱神奇，它的超能力完全可以洞察到艾滋病病毒在任何細(xì)胞內(nèi)的蛛絲馬跡，最終能幫助弄清艾滋病病毒長時(shí)間存留的謎底，從而將其從體內(nèi)徹底清除。
目前所用的檢測組織中艾滋病病毒的原位分析技術(shù)都面臨共同的大難題。這些探測技術(shù)，無論是利用熒光物質(zhì)作標(biāo)記物，還是放射性物質(zhì)作標(biāo)記，在精確定位組織樣本中艾滋病病毒的位置時(shí)，經(jīng)常難以將周圍的細(xì)胞物質(zhì)與目標(biāo)檢測物，如艾滋病病毒的RNA和DNA區(qū)別開來。這些標(biāo)記物會將細(xì)胞組織當(dāng)作病毒進(jìn)行錯(cuò)誤識別，對結(jié)果分析造成背景干擾。
《科學(xué)》雜志網(wǎng)站報(bào)道，會議上展示的猴子不同組織中獲得的艾滋病病毒的詳細(xì)圖片表明，新技術(shù)幾乎沒有受到任何干擾。美國國家癌癥研究所弗雷德里克國家實(shí)驗(yàn)室的免疫學(xué)家杰克·伊斯特，與擁有RNA顯微鏡的美國高級細(xì)胞診斷公司(ACD)合作開發(fā)出這一新技術(shù)，能分別或同時(shí)檢測到組織中艾滋病病毒的DNA和RNA。得益于ACD公司獨(dú)特的探針設(shè)計(jì)專利，RNA顯微鏡是目前最先進(jìn)的RNA檢測技術(shù)工具，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)RNA在原位的可視化和量化，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號放大并降低背景干擾，可檢測任何組織的任何基因。檢測艾滋病病毒的分子顯微鏡就是在RNA顯微鏡的基礎(chǔ)上開發(fā)的。
DNA和RNA都由互補(bǔ)的核苷酸對構(gòu)成。捕獲遺傳物質(zhì)的傳統(tǒng)方法都是用稱為寡聚體的核苷酸長鏈，在組織樣本中尋找與之配對DNA或RNA鏈并相互配對。這些寡聚體攜帶著標(biāo)記物，當(dāng)它檢測到目標(biāo)物后，標(biāo)記物會發(fā)出信號并拍照，研究人員可從圖片中找到病毒遺傳物質(zhì)在組織樣本中的分布位置。但是這些寡聚體分子太長，它們偶爾會犯錯(cuò)，與其他細(xì)胞物質(zhì)結(jié)合時(shí)，并不理會那些要檢測的目標(biāo)序列。
伊斯特的新技術(shù)包含一種更復(fù)雜的探針系統(tǒng)，能完全消除寡聚體帶來的誤打誤撞。該技術(shù)的基本原理在于，先將寡聚體切成兩等分，再將這兩等分送到樣本內(nèi)尋找目標(biāo)序列，只有當(dāng)被分開的兩段都停留在目標(biāo)檢測序列附近時(shí)，它們才能分別與目標(biāo)序列成功配對后再重新連接起來。這意味著，寡聚體的兩段只有遇到艾滋病病毒時(shí)才能分別配對并重新相遇，其他細(xì)胞物質(zhì)再也無法造成干擾。
艾滋病病毒本身是RNA病毒，但它會轉(zhuǎn)換成DNA形式，以便隨時(shí)“潛入”人類染色體。伊斯特還與病毒學(xué)家杰弗瑞·立夫遜合作，成功開發(fā)出可視化艾滋病病毒DNA的DNA顯微鏡。這些潛伏的病毒前體會融入人體細(xì)胞，并在受到免疫系統(tǒng)或抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物攻擊前安然隱藏?cái)?shù)十年之久，抗逆轉(zhuǎn)錄病毒無法消除艾滋病傳染并治愈艾滋病患者的一大重要原因，就是這些將病毒前體“隱藏”起來的細(xì)胞的大量存在。
伊斯特、立夫遜和同事們向一些猴子注射了猿類艾滋病病毒，然后對這些猴子體內(nèi)的許多組織進(jìn)行了原位分析。結(jié)果表明，RNA顯微鏡和DNA顯微鏡能清楚區(qū)分出細(xì)胞中潛伏的艾滋病病毒前體(即病毒DNA)、病毒RNA以及細(xì)胞外的病毒。伊斯特說：“我堅(jiān)信我們的新技術(shù)不會放過任何一個(gè)病毒，它完美地將靈敏性和特定性集于一身。”
這些全新的分子顯微鏡能夠克服治愈艾滋病道路上的幾大障礙。第一大障礙是無法檢測出接受抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法的艾滋病患者血漿中的艾滋病病毒，因此研究人員難以評估一些艾滋病新療法的具體效果，新顯微鏡技術(shù)將是克服現(xiàn)有技術(shù)障礙的有力補(bǔ)充。另一大障礙是無法確切知道病毒前體隱藏在體內(nèi)何處，新技術(shù)能揭開這一由來已久的謎底，有助于大大縮小感染艾滋病病毒的細(xì)胞數(shù)量，更有針對地治療患者。
隨著光電技術(shù)在生物醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，光電技術(shù)已經(jīng)和我的生命健康關(guān)聯(lián)度越來越高!
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