基因測(cè)序的是與非

楊欣

國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局、國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委日前聯(lián)合發(fā)出通知，任何醫(yī)療機(jī)構(gòu)不得開展基因測(cè)序臨床應(yīng)用，已經(jīng)開展的要立即停止，仍繼續(xù)開展的，衛(wèi)生行政部門要依法依規(guī)予以查處。

基因決定論與測(cè)序亂象

國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委等部門叫?；驕y(cè)序的理由是，目前國(guó)內(nèi)使用的基因測(cè)序儀及相關(guān)試劑、軟件，均未獲得國(guó)家的審評(píng)審批，屬于“違法醫(yī)用”。

其實(shí)，這只是表面理由。深層的原因在于，基因測(cè)序在不同國(guó)家和地區(qū)都存在認(rèn)識(shí)上的模糊和使用上的亂象。

基因測(cè)序只是基因檢測(cè)的方法之一，又稱基因譜測(cè)序，是國(guó)際上公認(rèn)的一種基因檢測(cè)方式。但是，在實(shí)際中基因測(cè)序的理念和做法卻有些走樣和變形。從理念上來看，基因測(cè)序有陷入“基因決定論”的危險(xiǎn)。在歐美國(guó)家的基因測(cè)序開始進(jìn)入臨床后，中國(guó)的一些醫(yī)院也相繼引入，甚至在一些地方基因測(cè)序成為體檢的項(xiàng)目。在觀念上一些專業(yè)人員已經(jīng)把基因測(cè)序萬能的理念傳遞給了公眾。

有專家稱，“吸煙致癌說”不科學(xué)，如果通過基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)一個(gè)人的基因是尼古丁依賴基因，就需要吸煙，吸煙對(duì)他的身體有好處，反之就不能吸煙。與這種觀念相似的還有飲酒、戒毒需要基因測(cè)序等，只有基因測(cè)序才能給出科學(xué)指導(dǎo)。

更有甚者，一些人還宣稱基因測(cè)序可以“包測(cè)百病”，甚至“包治百病”；基因測(cè)序可以測(cè)出“天賦基因”，實(shí)現(xiàn)對(duì)孩子的“因材施教”等。

基因固然主導(dǎo)著一個(gè)人的生老病死，是內(nèi)因，即便如此，對(duì)人一生的健康而言，基因的作用也只是占30%左右，決定人的生老病死更多的因素在于外部環(huán)境和后天因素，要占70%左右。即便只考慮基因的作用，致病基因也需要在其他基因和分子的啟動(dòng)下才能表達(dá)和發(fā)揮作用。例如，即便一個(gè)人的DNA中含有致癌基因，也需要DNA的異常甲基化才能產(chǎn)生致癌作用。早在2009年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的克里斯托夫·普拉薩等人就發(fā)現(xiàn)，在許多類型的癌癥中，癌細(xì)胞中的某些基因會(huì)被甲基化，從而無法正常表達(dá)。這種DNA的異常甲基化才是癌變的基礎(chǔ)。

后來，研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，基因測(cè)序只是檢測(cè)遺傳信息，但是，遺傳信息的編碼和表達(dá)不僅取決于DNA的線性序列即4種堿基的排序，還取決于DNA和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的表觀遺傳修飾。表觀遺傳修飾或表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象主要包括DNA甲基化、染色質(zhì)構(gòu)象變化、基因組印記、基因沉默和RNA編輯等。其中，DNA甲基化是一種主要的基因表觀遺傳修飾形式，異常的DNA甲基化才是癌癥的特征和誘因。

基因測(cè)序只是檢測(cè)DNA的線性序列，即便發(fā)現(xiàn)基因變異、失序、缺失、增加、減少或重復(fù)也無法獲得人的生老病死的全面信息。

基因測(cè)序的原理和技術(shù)

理性看待，基因測(cè)序當(dāng)然是有巨大作用的?；驕y(cè)序可以讓人們更前瞻地了解一些遺傳病和罕見病，發(fā)現(xiàn)致病基因，從而提早采取控制措施和及時(shí)治療。因此，基因測(cè)序?yàn)榻忉屓祟愔卮蠹膊“l(fā)病機(jī)理，開展個(gè)性化預(yù)測(cè)、預(yù)防和診斷治療奠定了基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)單地說，基因測(cè)序就是檢測(cè)DNA的4種堿基的線性序列。人和高級(jí)生物的細(xì)胞核（DNA）中的堿基有4種，分別是A（Adenine腺嘌呤）、T（Thymine胸腺嘧啶）、G（Guanine鳥嘌呤）和C（Cytosine胞嘧啶）。

目前比較普遍使用的基因測(cè)序手段是英國(guó)科學(xué)家弗雷德里克·桑格等人于1977年發(fā)明的雙脫氧鏈末端終止法，其原理是根據(jù)核苷酸在某一固定點(diǎn)開始，隨機(jī)在某一個(gè)特定的堿基處終止，產(chǎn)生A、T、C、G4組不同長(zhǎng)度的一系列核苷酸，然后在聚丙烯酰胺凝膠上電泳檢測(cè)，從而獲得DNA序列。

基因測(cè)序從20世紀(jì)70年代末桑格發(fā)明雙脫氧終止法后，經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，主要體現(xiàn)為測(cè)序速度越來越快，精確度越來越高，但是測(cè)序的基本原理并沒有本質(zhì)變化。20世紀(jì)70年代末是雙脫氧終止法手動(dòng)測(cè)序，同位素標(biāo)記；80年代中期，出現(xiàn)自動(dòng)測(cè)序儀（應(yīng)用雙脫氧終止法原理），熒光代替同位素，計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別；90年代中期，測(cè)序儀出現(xiàn)重大改進(jìn)，集束化的毛細(xì)管電泳代替凝膠電泳。21世紀(jì)初期，又出現(xiàn)高通量測(cè)序技術(shù)，能一次并行對(duì)幾十萬到幾百萬條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定。目前，以單分子測(cè)序?yàn)樘攸c(diǎn)的新一代測(cè)序技術(shù)也已臨床使用。

單分子測(cè)序的原理是，用一種聚合酶將DNA的復(fù)制限制在一個(gè)微小的間隙中，給各種堿基加上熒光示蹤標(biāo)記，當(dāng)堿基合成DNA鏈時(shí)，這些熒光標(biāo)記就會(huì)發(fā)出不同顏色的閃光，根據(jù)閃光顏色可以識(shí)別不同的堿基。使用結(jié)果表明，單分子測(cè)序儀讀出堿基對(duì)的平均長(zhǎng)度是1500對(duì)，這是代表該領(lǐng)域目前技術(shù)發(fā)展水平的伊盧米納公司所生產(chǎn)測(cè)序儀的10倍。閱讀長(zhǎng)度越長(zhǎng)，將DNA序列片段拼接成完整基因組序列就越容易。

另一方面，在測(cè)序成本上，現(xiàn)在只花1000美元就可以對(duì)一個(gè)人的基因組測(cè)序的技術(shù)已出現(xiàn)。總部位于美國(guó)加利福尼亞州卡爾斯巴德的生命技術(shù)公司推出的一款新的測(cè)序機(jī)器Ion Proton能夠在一天內(nèi)完成個(gè)人全部基因組測(cè)序，所需費(fèi)用不到1000美元。與此同時(shí)，總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣迭戈市的伊盧米納公司也不甘示弱，已推出HiSeq X Ten測(cè)序系統(tǒng)，可以將個(gè)人基因組測(cè)序的機(jī)器和試劑成本控制在1000美元以內(nèi)。

基因測(cè)序應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和短處

基因測(cè)序的優(yōu)勢(shì)在于它能查出基因序列在線性上的變異，對(duì)于診斷和預(yù)測(cè)一些疾病是比較準(zhǔn)確的。例如，唐氏綜合征（又稱21三體綜合征，是人染色體的第21對(duì)染色體發(fā)生了變異）就是一種染色體變異中的數(shù)目變異。因此，基因測(cè)序技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到唐氏綜合征產(chǎn)前診斷，基因測(cè)序的準(zhǔn)確度比傳統(tǒng)的血清測(cè)試要高出幾十個(gè)百分點(diǎn)，可以達(dá)到99%以上。所以，對(duì)于這種以基因數(shù)目變化為特征的疾病，基因測(cè)序可以大顯身手。

當(dāng)然，基因測(cè)序的優(yōu)勢(shì)還在于，可以進(jìn)行微衛(wèi)星序列分析、長(zhǎng)片段多聚酶鏈反應(yīng)（PCR）、定量多聚酶鏈反應(yīng)等分析，臨床上在進(jìn)行常規(guī)DNA測(cè)序外，還可進(jìn)行單核苷酸多態(tài)性分析、基因突變檢測(cè)、親子和個(gè)體鑒定、微生物與病毒的分型與鑒定等。

在解析病原體上，基因測(cè)序當(dāng)然也發(fā)揮著重要作用，可以了解病原微生物和解碼其功能基因，找到攻克病原體的好方法，如研制藥物、疫苗等。例如，2011年5月德國(guó)爆發(fā)大腸桿菌疫情，進(jìn)而并發(fā)溶血性尿毒綜合征（HUS），到6月導(dǎo)致26人死亡，約500人入院。中國(guó)華大基因研究院和德國(guó)漢堡-埃本德多夫大學(xué)醫(yī)療中心通過基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)，致病大腸桿菌O104∶H4基因序列與2001年德國(guó)從腹瀉病人大便中分離到的大腸桿菌01-09591和2002年從中非長(zhǎng)期腹瀉的艾滋病患者大便中分離到的大腸桿菌55989有高度相似性，這也為治療和預(yù)防大腸桿菌疫情提供了線索。

但是，基因測(cè)序也存在短處。其一，它不能提供基因綜合發(fā)揮作用的其他信息，如無法提供表觀遺傳修飾、垃圾基因的作用和后天環(huán)境作用的信息。其二，它可能為人們帶來兩難選擇。其三，它會(huì)造成倫理問題。

基因測(cè)序造成人的兩難選擇可以從美國(guó)好萊塢電影明星安吉麗娜·朱莉切除雙乳乳腺談起。朱莉通過基因測(cè)序得知，她的身體攜帶致癌基因BRCA1，醫(yī)生據(jù)此認(rèn)為，她患乳腺癌的幾率大約是87%，患卵巢癌的幾率是50%。于是，朱莉決定先發(fā)制人，將發(fā)病的可能性減到最小，從2013年2月開始切除乳腺并重塑乳房。未來她還將繼續(xù)進(jìn)行卵巢切除手術(shù)，以徹底降低致癌風(fēng)險(xiǎn)。

不過，切除了乳腺和卵巢是否就能擔(dān)保朱莉未來不會(huì)患癌呢，這是一個(gè)未知數(shù)。癌癥如同其他疾病一樣，既有先天遺傳原因，也有后天生活方式的因素。即便以癌癥的基因遺傳因素來看，目前的認(rèn)識(shí)也是多因素的。人體內(nèi)既有致癌基因，也有抑（抗）癌基因，而且這些基因都并非是一兩個(gè)，而是有很多。目前發(fā)現(xiàn)的致癌基因和抑癌基因就有好幾十個(gè)。癌癥的發(fā)生與否是致癌基因和抑癌基因在整體水平上此消彼長(zhǎng)的結(jié)果。

同時(shí)，對(duì)于具體的癌癥來看，每種癌癥也有特定的致癌基因和抑癌基因，例如乳腺癌不僅有致癌基因BRCA1，也有BRCA2，同時(shí)還有抑癌基因p15、p16和Rb等。因此，在基因?qū)用嬉呀?jīng)存在抗衡癌癥的力量。

另一方面，即便切除乳腺和卵巢，也只是切除了癌癥發(fā)生的靶器官，但不可能根除一個(gè)人所有細(xì)胞染色體上的致癌基因。當(dāng)靶器官切除了，致癌基因固然不能作用于靶器官而致癌，但同樣可以作用于類似的組織和器官，例如，與卵巢相似的組織——子宮內(nèi)膜，因此，這些部位同樣有患癌的可能。

更重要的是，基因和遺傳對(duì)癌癥的發(fā)生起到的作用不過30%左右，后天的生活方式和個(gè)體的免疫功能至少占60%。也就是說，如果在衣食住行方面健康、合理，并且加強(qiáng)鍛煉，提高免疫力，則防癌的作用要高于基因致癌的作用。

基因測(cè)序的倫理問題

基因測(cè)序當(dāng)然要遵循知情、自愿的原則，這對(duì)于成年人來說問題不大。但是，對(duì)于新出生的孩子，就會(huì)深陷倫理泥淖。

2013年9月4日，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院宣布，將在未來5年總共投入2500萬美元，用于資助為新生兒基因測(cè)序，參與這個(gè)測(cè)序項(xiàng)目的有數(shù)百名即將出生的美國(guó)嬰兒，科學(xué)家將為他們測(cè)序基因。

對(duì)于為何要為新生兒進(jìn)行基因測(cè)序，美國(guó)國(guó)立兒童健康與人類發(fā)展研究所所長(zhǎng)阿蘭·古特馬策稱，每個(gè)新生兒在出生時(shí)，將會(huì)有自己的基因序列，它將成為電子健康記錄的一部分，并且終其一生都會(huì)被用來幫助更好地預(yù)防疾病，尤其是探測(cè)遺傳疾病以及更多地警示一種疾病的早期臨床表現(xiàn)。

古特馬策也承認(rèn)，盡管基因測(cè)序能在嬰兒生命之初就發(fā)現(xiàn)疾病風(fēng)險(xiǎn)，但這種破譯個(gè)人遺傳密碼的能力也伴隨許多臨床與倫理問題，因此探討與新生兒階段有關(guān)的基因組研究技術(shù)、臨床與倫理這三重問題至關(guān)重要。

新生兒基因測(cè)序的倫理問題首先體現(xiàn)在，作為監(jiān)護(hù)人的父母是否有權(quán)代替孩子決定進(jìn)行基因測(cè)序，如果有一天孩子長(zhǎng)大了，認(rèn)為這種測(cè)序不是他們所想要的，是否侵犯了孩子的權(quán)利。但是，更為重要的是美國(guó)人類基因組倫理委員會(huì)主席露絲·查德威克提出的幾點(diǎn)問題。假如一個(gè)孩子出生后通過基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)像朱莉一樣帶有乳腺癌基因，家長(zhǎng)該如何處理這種情況？假如在胎兒時(shí)期就發(fā)現(xiàn)問題，是否會(huì)導(dǎo)致流產(chǎn)決定？而且這種病有可能50年后才發(fā)作，甚至一輩子都不出現(xiàn)？那么，該如何應(yīng)對(duì)基因測(cè)序的結(jié)果？

如果不回答和解決這些問題，基因測(cè)序必然陷入困境，甚至?xí)`入歧途。

另一方面，過去的研究發(fā)現(xiàn)，基因測(cè)序可能在15%～50%患有未確診疾病的兒童身上找到相關(guān)疾病的遺傳原因，那么參與測(cè)序的其他健康兒童的基因信息該如何處理？醫(yī)生應(yīng)該從患者基因中檢測(cè)何種信息？多少信息應(yīng)該告知其家庭？誰應(yīng)該擁有和控制這些基因數(shù)據(jù)？

其實(shí)，基因測(cè)序的倫理難題和危險(xiǎn)性同樣存在于成年人。因此，可以說，基因測(cè)序?qū)τ谝话闳藖碚f是一把雙刃劍?；驕y(cè)序即便將來要開展，也需要在制定完整的規(guī)則和倫理原則之后方可進(jìn)行。

不過，叫?；驕y(cè)序也許不能一刀切。如果現(xiàn)在叫停一些已經(jīng)成熟的基因測(cè)序診斷，如對(duì)唐氏綜合征的診斷，就有可能逼迫孕婦要么去接受羊水穿刺、臍血檢查等不太準(zhǔn)確有效的產(chǎn)前檢測(cè)，要么讓孕婦冒著風(fēng)險(xiǎn)生下有缺陷的孩子。

因此，叫停基因測(cè)序應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性。對(duì)成熟的基因測(cè)序技術(shù)不必叫停，同時(shí)嚴(yán)格監(jiān)管，但對(duì)不成熟者叫停。

【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?/p>