个体基因组时代来临
时间：2021-04-08 00:00:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
20岁出头的瑞贝卡（化名）正在期待和未婚夫的婚礼。然而，母亲突然生病住院，打破了她的憧憬。母亲被查出患有乳腺癌，并且携带BRCA1基因。
BRCA1基因与乳腺癌和卵巢癌的发病相关，携带者有50%-85%的几率会发生乳腺癌。一旦母亲携带该基因，孩子就有50%的携带几率。瑞贝卡很担心自己也携带BRCA1基因。所幸的是，目前已经可以通过基因检测的方法，对这类基因突变进行诊断。
单基因遗传病就是由一个基因突变造成的疾病，医学界已确认了约3500个这样的基因，其中，约500个有一定的治疗手段，约100个及早治疗能有较好的愈合。
目前可以通过基因检测的方法，对于由单个基因导致的遗传性疾病进行诊断，并且已经商业化，有多家商业公司提供基因检测服务。但是，单基因遗传病仅占疾病中很小的一部分。常见的复杂疾病，如心脑血管疾病、糖尿病等，发病受多个基因影响，相关因素复杂。单基因检测无法满足对这类疾病发病的预测。
不过一项约10万美元的研究资金的揭晓，释放出一个新的信号：作为基因检测的更新形态——个体全基因组检测已经开始融入临床。这意味着，未来人类可以通过全基因组检测，来预防和诊断复杂疾病。
11月15日，哈佛医学院附属布莱根妇女医院的临床遗传学家罗伯特·格林（Robert C. Green）赢得了10万美元的研究奖金，用于“BabySeq”项目。该项目将对十名健康的新生儿进行全基因组测序，结果将用来申请数百万美元的美国联邦经费，以系统研究新生儿的基因组测序被引入医疗后，对其父母产生的种种影响，以及儿科医生对这些信息的反应和应用。
个体基因组的测序被赋予推动转化医学和个体化医疗发展的重大期待，但个体基因组信息的应用一直被种种争议围绕，其可能带来的社会、伦理和道德风险挥之不去。
1000美元拐点
胜出者格林最骄傲的是，尽管这只是一个小奖项，但“它是由普通民众评选出来的”。格林对《财经》记者说：“由于测序技术已经应用于患有遗传性疾病的新生儿，因此我们很感兴趣，希望进一步探索未来更多有争议的问题，比如是否有必要对所有的孩子进行基因组测序。”
这笔奖金被赋予了一个动听的名字：“美好未来”奖（BRIght Futures Prize）。评选的过程并不复杂。学界首先选出具有研究前景的备选项目，再由公众进行网上投票。在“BabySeq”项目前期调研中，115对接受调查的父母之中，有84%表示对新生儿的基因组测序有兴趣。最终，“BabySeq”项目在约6500张选票中夺魁。
“按计划，首先会对十名健康的新生儿进行全基因组测序，然后会对更多的孩子展开测序。”格林表示，结果将被用于研究当新生儿基因组测序引入医疗后，有可能对父母、儿科医生产生的各种影响。
1953年，詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）发布了DNA大分子的双螺旋结构。DNA是由两条长链缠绕而成的大分子，其中共有四种碱基：胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。所以，基因组信息用这四个字母组成的序列表示。
人体的基因组由23对染色体组成，含有约30亿个碱基对。通过使用测序仪器将某个人的基因组所有碱基对信息全部检测出来的过程被称为全基因组测序。其操作方法是，把从样本中提取的DNA随机打碎成片段，对这些片段进行化学预处理。测序仪对这些片段进行测序，最终得到全基因组的序列信息。通过对这些数据分析，检测出基因组序列上的差异，用于科学研究或个人健康服务。
由于储存了其编码在碱基序列中的遗传信息，基因组是人体结构和功能的蓝图，从生到死，一直都对人体有着决定性的作用。从个体的基因组信息中可以知道个体是否有先天性的遗传病，以及罹患某种疾病的风险几率。
如果将一个人的基因组序列信息用二进制文件储存，这个文件的大小将达到3GB。正是这3GB的数据，影响了一个人的肤色、毛发等体貌特征，同时也影响了癌症、糖尿病等疾病发生的可能。
2007年底，第一份商业性的个人全基因组测序完成，耗资35万美元。进入21世纪后，全基因组测序的成本和所需时间迅速降低。
由此，“1000美元基因组”旋即被提出，美国国立卫生研究院（NIH）投入资金，研究如何降低全基因组测序成本，希望使基因组测序便宜到个人足以负担得起，且让人们认为这笔一生支付一次的开销是非常值得的。
现在，如果一个人想在中国测一套全基因组数据，大约需要3万元，一到两个月后就能拿到结果，而三年前，则需要上百万元。
目前，国内已经建立起庞大的测序平台。深圳华大基因研究院发言人杨碧澄表示，“华大一天可以测得6TB-7TB的数据，相当于把一个人的基因组测2000多遍。”
至2012年初，个人全基因组测序降到3000美元，需时仅一周时间。当初“1000美元基因组”计划预计到2014年达成目标，这一目标有望在2013年提前实现。
一边是测序技术的革新，一边是研究人员对于基因组研究的逐步深入。2012年9月， DNA元素百科全书（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）研究团队陆续对外发布研究成果表示，通过对DNA各个元件功能的识别，80%的基因元件已经和至少一种生化功能联系起来，这些发现为基因及基因组信息的解读奠定了基础。
“美好未来”奖更生动地说明普通民众也非常欢迎这一研究方向。格林判断，个人全基因组测序将首先被应用于罕见病患者的诊疗，这部分研究已经开始实施。
基因组解读瓶颈
瑞贝卡在咨询了遗传咨询师后，去做了BRCA1和BRCA2基因突变检测。结果为阴性，这意味着她患乳腺癌的风险与常人无异。
对检测为阳性的患者，医生会建议通过一系列的癌症筛查和预防性手术，如双侧卵巢切除术，以减小发病的几率。“现在美国批准用于临床的，都是对这类单基因突变的诊断。”美国约翰·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院博士生关悦说。
