新一代基因测序技术在***近五年飞速发展，这吸引了不少人的目光，做为精准医疗的基础，之前市场上的报告都集中关注于基因测序。于是原本红火的基因芯片技术沉寂了不少。早些年，有人甚至预言，芯片技术面临消亡。诚然，在某些方面，新一代测序让芯片失色，但就很多应用而言，芯片仍然是不可取代的。芯片和高通量测序是两种重要的高通量基因组学研究技术，对于解释基因组的结构和功能都在发挥重要的作用。

　　一、概念介绍

　　基因芯片，又称DNA微阵列(DNA micro-array)，是把大量已知序列探针集成在同一个基片(如玻片、膜)上，经过标记的若干靶核苷酸序列与芯片特定位点上的探针杂交，通过检测杂交信号，对生物细胞或组织中大量的基因信息进行分析。高通量基因测序：一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定，使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析。

　　基因芯片和基因测序都属于分子诊断的范畴。而分子诊断与化学诊断、免疫诊断一起构成了大家熟悉的体外诊断行业。

　　体外诊断：体外诊断，即IVD(In Vitro Diagnosis)，是指在人体之外，通过对人体样本(血液、体液、组织等)进行检测而获取临床诊断信息，进而判断疾病或机体功能的产品和服务。分子诊断的所有技术都存在局限性，所以每一个技术都有存在的价值，但是基因芯片和基因测序在集成化、自动化和高通量的代表性更强，发展前景***为看好。

　　2013年之前PCR(聚合酶链式反应)在分子诊断领域占比***大，但是增速慢于基因测序。基因测序是分子诊断领域发展增速***快的子行业，预计2016~2010年的年复合增长率为23%。分子诊断：对患者体内遗传物质的结构或者表达水平的变化进行检测，进而为某些疾病的预防、诊断、治疗和预测提供信息和决策依据的诊断方法。分子诊断约占全球体外诊断的11%，目前全球市场规模约为 50亿美元。

　　二、技术比较

　　芯片是一个封闭的检测系统，只能检测已知的基因信息。而测序是一个开放的发现系统，可以发现新的基因信息。

　　芯片平台经过了近20年的发展，具有完整成熟的质控标准和分析手段；基因测序系统的数据质控标准和分析方法有待更完善和标准化。全基因组测序目前还是有随机丢失的问题，不能确保重要信息不会丢失。

　　芯片数据分析PC机即可完成，不存在NG的海量数据分析负担。对于测序所产生的海量数据，人们正在开发专门的计算方法，需要“高性能计算+高速网络+***能存储”整套解决方案。与测序相比，芯片更便宜，也更快获得结果。

　　三、很多人都会问：现在基因测序如此火，为什么代替不了基因芯片以及PCR等技术?

　　虽然测序是主流技术，其功能强大且测序成本逐渐在降低，但是测序并不能取代其他检测手段，而且随着基因检测市场的进一步壮大，根据当前PCR和基因芯片的应用程度，未来基因芯片甚至 PCR还有进一步扩大的空间。

　　1. 测序的成本和操作复杂度还是将持续高于PCR和基因芯片，医院检验科通常将测序业务外包给第三方基因测序公司，很难即时得到测序检验结果，而PCR和基因芯片检验科可以自己操作，能够较快的得到结果，并且检验科能够获得更大盈利，所以对检验科来说有较大的推广动力。

　　2. 对医生而言只要能够得到诊断依据，能够指导用药就可以了，某些单基因病、少数位点的检测并不需要整个基因序列，PCR和基因芯片就能达到目的。

　　3. PCR(qPCR、DDPCR)能够快速的，更加精确的对突变基因进行定量检测。

　　4. 基因芯片对片段微缺失微重复(CNV)具有较好的检验结果，而目前测序较难对CNV行准确的检测(随着技术的提高测序检测CNV将会逐渐成熟)。

　　5. 为获得更加准确的结果，需要对目的片段进行深度测序，扫描次数可能高达2000x，全基因组测序无法达到。

　　6. 序列信息只是一方面，基因的其他信息还包括甲基化等，而且当前基因信息的解析还有待提高，片面的追求全基因组信息意义不大。

　　7. 对于非自身基因组所导致的疾病，例如外源病原体的检测，乙肝病毒、HPV病毒等，还有 ctDNA检测等，也需要靶向捕获测序技术。

　　四、芯片技术的独特价值&待解决问题

　　独特价值：

　　芯片能够在单个实验中同时分析数千个参数，是大样本量应用的理想选择。例如一块新生儿筛查芯片每次能够检测1000个婴儿的80种不同疾病，也就是一次进行80，000个检测。这就意味着对于需要大量样本、快速周转、精确数据或经济效益的基因组研究而言，芯片是***的选择。所以在临床应用上，比如生殖健康(产前、胚胎植入前和产后)、肿瘤(实体瘤和血液肿瘤)和移植的遗传学分析，都是很好的例子，对它们来说时间、数据准确和经济性都是很重要的。同样，在农业和食品行业，在分子标记辅助育种项目中，大量样本必须快速***地筛选。事实上，目前已有多款芯片支持农作物和牲畜的基因分型。

　　待解决问题：

　　基因芯片但要成为实验室研究或临床可以普遍采用的技术仍有一些关键问题亟待解决如：

　　1. 提高基因芯片的特异性；

　　2. 简化样品制备和标记操作；

　　3. 增加信号检测的灵敏度；

　　4. 高度集成化样品制备、基因扩增、核酸标记及检测仪器的研制和开发。

　　上述问题不仅是当前和今后一段时期内国内外基因芯片技术研究的焦点，同时也是基因芯片能否从实验室研究推向临床应用的关键问题。

　　五、两种技术的关系

　　在很多情况下，答案是测序和芯片似乎只能是对手。而实际上，它们也能强强联合，优势互补。通过测序，不断的来发现和解读新序列，芯片才有可能应用这些新序列为靶向基因才进行检测。以***近渐渐发展起来的RNA测序为例，当高通量测序被广泛采用后，RNA数据库才开始快速增长。随着测序结果反馈到数据库，人们挖掘出新的RNA信息，产生 microRNA芯片用于后续研究。

　　基因芯片行业状况

　　国外状况：

　　目前，国外已经有十多家从事DNA芯片研究的公司，他们的芯片技术具特色，应用目的也不尽相同。

　　国内状况：

　　相比基因芯片产业在国外发达国家的高速发展，国内基因芯片市场明显处于起步阶段，还未形成产业化，在分子诊断领域未得到广泛应用，仅仅应用在生物信息等科研领域，市场规模很小。其原因一是国内基因芯片应用领域开发不足，下游目标用户少，研发力度也略显不足；二是单个基因芯片诊断成本较高，个别推广对于患者无法承受。但芯片的优势体现在高通量上，一旦实现芯片应用的规模化，则价格和精确性相对传统方式优势凸显，国内才能迎来产业的爆发点。