基因測(cè)序，不治之癥患者的福音

王哲

最近，令人振奮的好消息傳來，歷時(shí)5年的建設(shè)，中國首個(gè)國家基因庫正式宣布對(duì)外運(yùn)營(yíng)。這是繼美國、日本和歐盟之后，全球第四個(gè)建成的具有國際水準(zhǔn)的基因庫，也是迄今為止世界最大的基因庫。

上世紀(jì)90年代，有不少優(yōu)秀青年學(xué)子被“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”這一口號(hào)所感召，在高考時(shí)義無反顧地報(bào)考生物學(xué)方向的專業(yè)。他們沒有想到，21世紀(jì)的今天，很多有關(guān)生命科學(xué)的夢(mèng)想依然遙遠(yuǎn)。但是，許多科幻小說中描繪過的基因測(cè)序已逐漸從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

基因測(cè)序由冷變熱

美國蘋果公司聯(lián)合創(chuàng)始人喬布斯曾在他的自傳里提到：20世紀(jì)80年代開啟了IT時(shí)代，而21世紀(jì)絕對(duì)是基因科技時(shí)代。

在21世紀(jì)初，進(jìn)行一次個(gè)人的全基因測(cè)序需要30億美元；2011年喬布斯患上胰腺癌時(shí)，進(jìn)行一次全基因測(cè)序的成本已經(jīng)降到10萬美元，但仍非常人所能承受；到2016年，全基因測(cè)序成本進(jìn)一步降到1000美元以內(nèi)，參與測(cè)序人數(shù)的增加為基因數(shù)據(jù)分析提供了商業(yè)化的可能。然而，雖然基因測(cè)序成本下降速度非?？?，但對(duì)基因數(shù)據(jù)的分析目前還遠(yuǎn)沒有跟上。相對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)科技的如火如荼，中國的基因測(cè)序在很長(zhǎng)時(shí)間里依然是門“冷科學(xué)”。

華大基因是國家基因庫承建單位，也是目前全球最大的基因測(cè)序公司之一。公司執(zhí)行總裁尹燁接受本刊記者采訪時(shí)說，每個(gè)人都有23000多個(gè)基因，如何在基因突變與已知疾病之間建立關(guān)系，需要基因大數(shù)據(jù)與疾病大數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性分析。這難在一方面需要大數(shù)據(jù)分析能力，另一方面還需要跨學(xué)科知識(shí)的指導(dǎo)。

“如果說在IT領(lǐng)域，我們是跟歐美老大哥學(xué)習(xí)的話，那在基因領(lǐng)域，中國企業(yè)則真正處在世界先進(jìn)水平。”攜團(tuán)隊(duì)參與“人類基因組計(jì)劃”并負(fù)責(zé)其中1%基因測(cè)序任務(wù)的華大基因董事長(zhǎng)汪建說。

近年來，基因測(cè)序市場(chǎng)迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。根據(jù)英國廣播公司研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，未來幾年內(nèi)，全球基因測(cè)序服務(wù)市場(chǎng)容量有200億美元。目前，我國涉及基因測(cè)序概念的公司總共有200多家，大部分都是初創(chuàng)公司，主要提供無創(chuàng)產(chǎn)前診斷、藥物靶向治療檢測(cè)、遺傳缺陷基因檢測(cè)、致病基因檢測(cè)、腫瘤基因檢測(cè)等基因檢測(cè)服務(wù)。在投資圈，中國的基因測(cè)序企業(yè)已成為新寵，融資額巨大，華大基因、貝瑞和康兩家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入上市隊(duì)列。2015年9月，曾任科技部政策法規(guī)與體制改革司司長(zhǎng)、并當(dāng)了5年山東省濟(jì)寧市市長(zhǎng)的梅永紅辭職南下加盟華大基因，引發(fā)輿論的廣泛關(guān)注，基因測(cè)序行業(yè)也因此為更多人所知。

64名博士組團(tuán)“眾籌”

時(shí)光倒轉(zhuǎn)回2010年，在美國國立衛(wèi)生研究院從事博士后研究的余偉師發(fā)現(xiàn)，美國的基因數(shù)據(jù)分析蓬勃發(fā)展，但由于人種等復(fù)雜原因，歐美基因庫案例對(duì)中國人參考價(jià)值有限。而中國在這一領(lǐng)域的研究很不成熟——成本高、時(shí)效低且精準(zhǔn)解析的維度欠缺，沒有中國人自己的基因數(shù)據(jù)庫。他萌生了打造一個(gè)基因數(shù)據(jù)智能分析平臺(tái)的想法，通過這個(gè)平臺(tái)可以為醫(yī)生、患者提供精準(zhǔn)的疾病分類和診療建議，將癌癥轉(zhuǎn)為可控慢性病，為亞健康人群提供個(gè)性化健康管理措施。

“癌癥是一種復(fù)雜的基因組疾病，要想篩查出涉及疾病的關(guān)鍵位點(diǎn)，就必須具備過濾基因數(shù)據(jù)噪音的能力以及對(duì)疾病信號(hào)通路的精確把握能力，這需要不同專業(yè)的頂尖人才齊心合力一起去完成?！庇鄠煂?duì)本刊記者說。從這個(gè)思路出發(fā)，余偉師通過各種交流平臺(tái)逐漸聚集了64位優(yōu)秀的華人博士，他們來自哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、美國國立衛(wèi)生研究院、MD安德森癌癥中心等多家美國著名院校和頂尖醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)。64位華人博士形成一個(gè)松散的聯(lián)合體，他們把醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)里關(guān)于某基因突變與某疾?。ㄒ阅[瘤為主）之間的潛在關(guān)系信息收集起來，通過“眾籌”的方式形成專家知識(shí)庫，然后再把這種潛在對(duì)應(yīng)關(guān)系與現(xiàn)有臨床醫(yī)學(xué)資料結(jié)合起來進(jìn)行研究，構(gòu)建專業(yè)的數(shù)據(jù)庫。2014年，這個(gè)團(tuán)隊(duì)完成了第一階段的技術(shù)攻關(guān)，并與美國各大癌癥中心和國內(nèi)多家知名醫(yī)院聯(lián)合進(jìn)行臨床測(cè)試。余偉師隨即回國創(chuàng)業(yè)，在北京中關(guān)村創(chuàng)辦賽?；?。目前，64位博士中已有20多人先后歸國，成為余偉師團(tuán)隊(duì)的核心成員，其他博士以基因科學(xué)顧問的角色提供技術(shù)支持。

“基因產(chǎn)業(yè)目前就像一片汪洋大海上浮出的幾個(gè)小島，人們看不到的大部分信息還在水下?；驍?shù)據(jù)分析就像繪制海圖，把大洋上的島嶼全貌一個(gè)個(gè)精準(zhǔn)繪制出來?！庇鄠煾嬖V本刊記者，如果對(duì)一個(gè)人進(jìn)行全基因組測(cè)序，根據(jù)測(cè)序深度不同，大概會(huì)產(chǎn)生300G到1000G的內(nèi)容。他們要做的就是從300G到1000G的內(nèi)容中挖掘出幾個(gè)KB的關(guān)鍵信息，供醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)使用。

當(dāng)生物信息團(tuán)隊(duì)將突變的基因位點(diǎn)篩查出來后，分子醫(yī)學(xué)和遺傳學(xué)的博士團(tuán)隊(duì)就發(fā)揮作用，他們知曉不同的位點(diǎn)和疾病之間的關(guān)聯(lián)，可以輔助醫(yī)生制定更精準(zhǔn)的治療方案。“北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院副院長(zhǎng)沈琳搜集了15個(gè)胃腸間質(zhì)瘤的樣本，這是胃癌中非常罕見的一個(gè)類型，我們根據(jù)樣本做了基因數(shù)據(jù)分析后，對(duì)于臨床治療起到了很大的幫助作用。”余偉師說，他和伙伴們一方面給臨床醫(yī)生提供患者的個(gè)性化治療建議，另一方面基于臨床案例給醫(yī)院提供大數(shù)據(jù)樣本的分析報(bào)告。經(jīng)過兩年多的努力，這個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)把公共數(shù)據(jù)里關(guān)鍵的疾病信息都搜集出來并進(jìn)行了驗(yàn)證，他們的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)找出了11000多個(gè)與腫瘤疾病相關(guān)聯(lián)的基因和相對(duì)應(yīng)的位點(diǎn)，也就是說，已經(jīng)整合了人體一半以上的基因。

目前，國內(nèi)三甲醫(yī)院及癌癥領(lǐng)域的頂尖醫(yī)院已經(jīng)集合了比較權(quán)威的樣本庫。它們與國內(nèi)多家基因科技公司的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫結(jié)合后，對(duì)建立中國人自己的疾病基因數(shù)據(jù)庫將起到關(guān)鍵作用。在余偉師等人看來，以基因測(cè)序技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療未來必將“革”傳統(tǒng)醫(yī)療方式的“命”，真正的疾病個(gè)體化治療時(shí)代已經(jīng)不遠(yuǎn)了。