全基因組測序如何改變?nèi)祟?/h1>
2015-04-29 00:00:00陳榮
財經(jīng)國家周刊 2015年16期
毫不夸張地說，全基因組測序，就是下一個改變?nèi)祟愂澜绲募夹g(shù)。
或許你會爭辯，下一個改變世界的技術(shù)，不是大數(shù)據(jù)嗎？不是人工智能嗎？不是納米技術(shù)嗎？
并不能否認(rèn)這一點，但相對于這些外源性的顛覆技術(shù)，全基因組測序，更確切地說是從人類自身引發(fā)的革命。
先從一個簡單的故事開始。
一位朋友的朋友，最近迷戀上喝胡蘿卜汁，因為有養(yǎng)生人士告訴他，胡蘿卜汁糖分低，富含胡蘿卜素、維生素ABCDE等等，多喝對身體好。
于是，這位朋友每天頓頓飯不離胡蘿卜汁。后來，這位朋友喝成了維他命A過量，并產(chǎn)生了相關(guān)不適癥狀。
這個故事告訴我們，普遍意義上正確的營養(yǎng)知識，實際上并不適合所有人。因為，每個人的基因完全不同。
當(dāng)然，除了告訴每一個人，你能不能喝胡蘿卜汁，全基因組測序還能告訴你更多，比如，你媽為什么是你媽，你家娃為什么像隔壁老王，你為什么這么土肥圓，你為什么會得某種病，你為什么該吃某種藥……
精確的全基因組測序要求每個位點平均至少被測量30次，甚至多則50次以上。 總結(jié)起來，就一句話，全基因組測序會從每個人自身開始，影響并改變你的生老病死。
閱讀生命“天書”的技術(shù)
介紹全基因組測序之前，先科普下更基礎(chǔ)的基因測序。
簡單來說，基因測序就是檢測基因四個堿基ATCG的排列順序。正是這4個字母排列組合的順序不同，造成了包括人在內(nèi)每一個生物的差別。
以人類來說，正常人有30億個堿基對，哪怕是其中一個堿基排序不同，都有可能會造成高矮胖瘦等各種表面特征的不同。而其中一些序列的缺失或者變異，也是造成很多疾病的根源之一。
那么全基因組測序是個什么概念？
如果從字面上理解，全基因組測序，就是檢測出全部30億個堿基對是怎么排列的，從第一個到第30億個，一個都不落下。
既然有全基因組測序，那么是不是有不全的基因組測序？
有?，F(xiàn)在如果你搜索一下基因檢測，會看到很多做基因檢測的公司和產(chǎn)品。但幾乎絕大多數(shù)你看的，都是不全的基因組測序。
當(dāng)然不全并不是說這些基因測序沒有用，它們也很有用，只是和全基因組測序相比，它們是對基因組已知位點的分型檢測，有明確的檢測范圍。
比如美國影星安吉麗娜·朱莉做的乳腺癌基因檢測，就是專門針對乳腺癌相關(guān)的致病基因做的檢測。無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測，就是針對新生兒21-三體綜合征（俗稱唐寶寶）的相關(guān)基因來做的。
而全基因組測序，是檢測人類所有基因組信息，不針對任何單個疾病或者因素的關(guān)聯(lián)基因，但又囊括了之前所有單個基因檢測要用到的信息。
它更大的潛力是，現(xiàn)在的科學(xué)只發(fā)現(xiàn)了一小部分基因與表象的關(guān)聯(lián)，比如某個基因缺陷可能造成某種遺傳病，某個基因可能導(dǎo)致你酒量特別大，但實際上在現(xiàn)有研究之外，還有大量的關(guān)聯(lián)性沒有被挖掘。
全基因組測序就相當(dāng)于提前準(zhǔn)備好所有已知的和未知的基因信息，一旦科學(xué)發(fā)現(xiàn)有了突破，就能告知更多基因與你的關(guān)系和秘密，給予你進(jìn)一步的生活、醫(yī)藥或健康管理指導(dǎo)。
所以，這種知過去明未來的全基因組測序，又可以被稱為閱讀生命“天書”的技術(shù)。
不是所有基因測序都叫全基因組測序
請注意，對于這本“天書”，我們現(xiàn)在說的是“閱讀”，而不是“解讀”。
這也是目前全基因組基因檢測的最真實現(xiàn)狀，我們已經(jīng)能夠讀出這本“天書”的每一個“字”，但連在一起，以我們現(xiàn)有的技術(shù)和能力，還不能完全看懂。
當(dāng)然，其中一些“字句”已經(jīng)能看懂了，比如前面提到的腫瘤風(fēng)險、罕見病的基因檢測。
事實上，不要說解讀，就連閱讀完“天書”這一步，也沒有想象中那么容易。
先不論堿基這種納米級的玩意兒讀起來有多費勁，光是30億堿基對這個龐大數(shù)字，就夠研究人員折騰的。
精確的全基因組測序要求每個位點平均至少被測量30次，甚至多則50次以上，出來的數(shù)據(jù)基數(shù)至少都是TB級別的，而任何一個基因信息的數(shù)據(jù)，都要以這個基數(shù)來倍乘。
這種大型生物數(shù)據(jù)的處理能力，對IT技術(shù)壓力極大?，F(xiàn)在市面上的中小型基因檢測公司，根本沒辦法處理這樣的大數(shù)據(jù)。
除了基本的數(shù)據(jù)處理能力，大型的實驗室、規(guī)?；墓芾怼⒊尚偷馁|(zhì)量體系，這些聯(lián)合保障也是全基因測序所必須的。
不過全基因組測序最高的門檻還是對基因信息的解讀能力。
做一次全基因組測序，檢測過程可能1-2周時間就能完成，也能有自動化的檢測報告，但到了解讀階段，且不論那些未知的基因信息，光是已知位點的數(shù)據(jù)，也要耗費一個專業(yè)的遺傳咨詢師幾個月甚至半年以上的時間，結(jié)合既往病歷和與用戶的深入交流來解讀。
現(xiàn)在市面上能做到這一步的機(jī)構(gòu)或公司，更是屈指可數(shù)。
全球做全基因組測序的機(jī)構(gòu)或公司，還處于科研和小規(guī)模試商用階段的有冰島基因解碼公司、美國系統(tǒng)生物研究所等，而能到市場化商用階段的，除了中國的華大基因等龍頭機(jī)構(gòu)，基本都是空白。
高門檻在這里擺著，成本和價格也不會低到哪里去。1990年的人類基因組計劃花了30億美元，現(xiàn)在當(dāng)然用不了那么多，但也不便宜。
想想看，安吉麗娜·朱莉光是做一個乳腺癌的分型基因檢測，就花費了3000-4000美元，而國內(nèi)外做全基因組的測序，正常價格至少都以萬美元為基本單位。
所以，如果市場上有人說幾千元就可以做全基因組測序，那基本就是在忽悠。
未來健康管理的標(biāo)準(zhǔn)配置
價格這么高，那么全基因組測序和普通老百姓無緣了？
當(dāng)然不是。和所有前沿技術(shù)一樣，全基因組測序的成本會隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷下降，比如最基本的測序儀器，從第一代發(fā)展到現(xiàn)在的第二代，檢測通量大了，速度快了，相應(yīng)的價格也就降了下來。
這就是為什么20多年前做一個分型的基因檢測要上億元，現(xiàn)在最低只要3000元左右。
但正如前所述，全基因組測序最高的門檻不在于測序本身，而是對基因數(shù)據(jù)的處理和解讀。全基因組測序最大的價值，也由此而來。
目前的基因檢測很多公司都在做，但為什么同類型的基因檢測、同樣的技術(shù)原理，做出來的精準(zhǔn)度卻存在很大差異？原因就是數(shù)據(jù)庫的模型和數(shù)據(jù)的積累不同，由此導(dǎo)致對數(shù)據(jù)解讀的差距。
就好比上醫(yī)院看病，對你而言價值最大的肯定不是那張化驗報告單，而是醫(yī)生對化驗單的解讀和治療意見。
基因檢測也是如此，現(xiàn)在可能是基因檢測（化驗單）成本高，但隨著技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的突破，成本的重心會轉(zhuǎn)移到對健康的管理指導(dǎo)（醫(yī)生的建議）。
所以，如果套用互聯(lián)網(wǎng)的思維和模式，那么在可以預(yù)見的未來，全基因組測序的測序部分，甚至可能完全免費，之后持續(xù)的動態(tài)的精準(zhǔn)的健康管理咨詢和指導(dǎo)，才是體現(xiàn)其價值的部分。
如果再套用現(xiàn)在火爆的“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，那么，這顯然就是一個“基因+”的最好案例。未來，不只是疾病治療或精準(zhǔn)用藥，人類生活的方方面面，都會被個人的全基因組數(shù)據(jù)完全改造。
到那時候，全基因組測序會成為每個人管理自身健康的標(biāo)準(zhǔn)配置項目。至于喝胡蘿卜汁喝到維他命A過量，也將成為歷史。
如何做出這筆人生健康投資
未來聽起來似乎稍微有點遙遠(yuǎn)，如果你現(xiàn)在就迫不及待想要做出這筆人生健康的投資，那么怎么判斷哪些基因檢測公司為你提供的是真正意義上的全基因組測序？
目前并沒有硬性的標(biāo)準(zhǔn)可以很好地鑒定，但仍然有幾個基本的指標(biāo)可以判斷。
一是價格，如前所述，現(xiàn)在全基因組測序的技術(shù)成本還降不到千元級別，所以，所有號稱幾千元就能給你做全套基因組測序的，都是在耍流氓。
二是對于檢測公司的技術(shù)和管理的水平要求很高，要看檢測公司的科學(xué)實力、技術(shù)實力、規(guī)模實力、質(zhì)量體系和儀器資質(zhì)等。
例如：實驗室是否通過多項國際質(zhì)量體系認(rèn)證，是否使用CFDA注冊的檢測儀器，是否有完備的質(zhì)量和運營規(guī)范。
如果不具備這樣的規(guī)模和實力，那基本上你可以默認(rèn)，它沒有充分的實力提供全基因組測序。
三是產(chǎn)品，既然是全基因組測序，那必然30億個堿基對都檢測過了，所以要看能否提供30億個堿基的全部數(shù)據(jù)瀏覽和驗證，能否不斷提供新的解讀內(nèi)容，如果拿不出來，那就是做假。
四是服務(wù)，除了線上的測序解讀，是否還能提供具有國際認(rèn)證的遺傳專家做一對一的解讀，這一點非常重要。
明了所以，了解了我們每個人自己的基因組，就了解了我們每個人作為一個精密神奇的機(jī)器的設(shè)計藍(lán)圖中那些不太完美、容易出問題即疾病的部分。
這就意味著我們就可以通過選擇最適宜自己的生活方式和健康服務(wù)，回避和減少個人特異的風(fēng)險因素的影響，精確地管理自身的身心健康，把生命掌握在自己手中。
毫不夸張地說，全基因組測序，就是下一個改變?nèi)祟愂澜绲募夹g(shù)。
或許你會爭辯，下一個改變世界的技術(shù)，不是大數(shù)據(jù)嗎？不是人工智能嗎？不是納米技術(shù)嗎？
并不能否認(rèn)這一點，但相對于這些外源性的顛覆技術(shù)，全基因組測序，更確切地說是從人類自身引發(fā)的革命。
先從一個簡單的故事開始。
一位朋友的朋友，最近迷戀上喝胡蘿卜汁，因為有養(yǎng)生人士告訴他，胡蘿卜汁糖分低，富含胡蘿卜素、維生素ABCDE等等，多喝對身體好。
于是，這位朋友每天頓頓飯不離胡蘿卜汁。后來，這位朋友喝成了維他命A過量，并產(chǎn)生了相關(guān)不適癥狀。
這個故事告訴我們，普遍意義上正確的營養(yǎng)知識，實際上并不適合所有人。因為，每個人的基因完全不同。
當(dāng)然，除了告訴每一個人，你能不能喝胡蘿卜汁，全基因組測序還能告訴你更多，比如，你媽為什么是你媽，你家娃為什么像隔壁老王，你為什么這么土肥圓，你為什么會得某種病，你為什么該吃某種藥……
總結(jié)起來，就一句話，全基因組測序會從每個人自身開始，影響并改變你的生老病死。
閱讀生命“天書”的技術(shù)
介紹全基因組測序之前，先科普下更基礎(chǔ)的基因測序。
簡單來說，基因測序就是檢測基因四個堿基ATCG的排列順序。正是這4個字母排列組合的順序不同，造成了包括人在內(nèi)每一個生物的差別。
以人類來說，正常人有30億個堿基對，哪怕是其中一個堿基排序不同，都有可能會造成高矮胖瘦等各種表面特征的不同。而其中一些序列的缺失或者變異，也是造成很多疾病的根源之一。
那么全基因組測序是個什么概念？
如果從字面上理解，全基因組測序，就是檢測出全部30億個堿基對是怎么排列的，從第一個到第30億個，一個都不落下。
既然有全基因組測序，那么是不是有不全的基因組測序？
有?，F(xiàn)在如果你搜索一下基因檢測，會看到很多做基因檢測的公司和產(chǎn)品。但幾乎絕大多數(shù)你看的，都是不全的基因組測序。
當(dāng)然不全并不是說這些基因測序沒有用，它們也很有用，只是和全基因組測序相比，它們是對基因組已知位點的分型檢測，有明確的檢測范圍。
比如美國影星安吉麗娜·朱莉做的乳腺癌基因檢測，就是專門針對乳腺癌相關(guān)的致病基因做的檢測。無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測，就是針對新生兒21-三體綜合征（俗稱唐寶寶）的相關(guān)基因來做的。
而全基因組測序，是檢測人類所有基因組信息，不針對任何單個疾病或者因素的關(guān)聯(lián)基因，但又囊括了之前所有單個基因檢測要用到的信息。
它更大的潛力是，現(xiàn)在的科學(xué)只發(fā)現(xiàn)了一小部分基因與表象的關(guān)聯(lián)，比如某個基因缺陷可能造成某種遺傳病，某個基因可能導(dǎo)致你酒量特別大，但實際上在現(xiàn)有研究之外，還有大量的關(guān)聯(lián)性沒有被挖掘。
全基因組測序就相當(dāng)于提前準(zhǔn)備好所有已知的和未知的基因信息，一旦科學(xué)發(fā)現(xiàn)有了突破，就能告知更多基因與你的關(guān)系和秘密，給予你進(jìn)一步的生活、醫(yī)藥或健康管理指導(dǎo)。
所以，這種知過去明未來的全基因組測序，又可以被稱為閱讀生命“天書”的技術(shù)。
不是所有基因測序都叫全基因組測序
請注意，對于這本“天書”，我們現(xiàn)在說的是“閱讀”，而不是“解讀”。
這也是目前全基因組基因檢測的最真實現(xiàn)狀，我們已經(jīng)能夠讀出這本“天書”的每一個“字”，但連在一起，以我們現(xiàn)有的技術(shù)和能力，還不能完全看懂。
當(dāng)然，其中一些“字句”已經(jīng)能看懂了，比如前面提到的腫瘤風(fēng)險、罕見病的基因檢測。
事實上，不要說解讀，就連閱讀完“天書”這一步，也沒有想象中那么容易。
先不論堿基這種納米級的玩意兒讀起來有多費勁，光是30億堿基對這個龐大數(shù)字，就夠研究人員折騰的。
精確的全基因組測序要求每個位點平均至少被測量30次，甚至多則50次以上，出來的數(shù)據(jù)基數(shù)至少都是TB級別的，而任何一個基因信息的數(shù)據(jù)，都要以這個基數(shù)來倍乘。
這種大型生物數(shù)據(jù)的處理能力，對IT技術(shù)壓力極大?，F(xiàn)在市面上的中小型基因檢測公司，根本沒辦法處理這樣的大數(shù)據(jù)。
除了基本的數(shù)據(jù)處理能力，大型的實驗室、規(guī)?；墓芾怼⒊尚偷馁|(zhì)量體系，這些聯(lián)合保障也是全基因測序所必須的。
不過全基因組測序最高的門檻還是對基因信息的解讀能力。
做一次全基因組測序，檢測過程可能1-2周時間就能完成，也能有自動化的檢測報告，但到了解讀階段，且不論那些未知的基因信息，光是已知位點的數(shù)據(jù)，也要耗費一個專業(yè)的遺傳咨詢師幾個月甚至半年以上的時間，結(jié)合既往病歷和與用戶的深入交流來解讀。
現(xiàn)在市面上能做到這一步的機(jī)構(gòu)或公司，更是屈指可數(shù)。
全球做全基因組測序的機(jī)構(gòu)或公司，還處于科研和小規(guī)模試商用階段的有冰島基因解碼公司、美國系統(tǒng)生物研究所等，而能到市場化商用階段的，除了中國的華大基因等龍頭機(jī)構(gòu)，基本都是空白。
高門檻在這里擺著，成本和價格也不會低到哪里去。1990年的人類基因組計劃花了30億美元，現(xiàn)在當(dāng)然用不了那么多，但也不便宜。
想想看，安吉麗娜·朱莉光是做一個乳腺癌的分型基因檢測，就花費了3000-4000美元，而國內(nèi)外做全基因組的測序，正常價格至少都以萬美元為基本單位。
所以，如果市場上有人說幾千元就可以做全基因組測序，那基本就是在忽悠。
未來健康管理的標(biāo)準(zhǔn)配置
價格這么高，那么全基因組測序和普通老百姓無緣了？
當(dāng)然不是。和所有前沿技術(shù)一樣，全基因組測序的成本會隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷下降，比如最基本的測序儀器，從第一代發(fā)展到現(xiàn)在的第二代，檢測通量大了，速度快了，相應(yīng)的價格也就降了下來。
這就是為什么20多年前做一個分型的基因檢測要上億元，現(xiàn)在最低只要3000元左右。
但正如前所述，全基因組測序最高的門檻不在于測序本身，而是對基因數(shù)據(jù)的處理和解讀。全基因組測序最大的價值，也由此而來。
目前的基因檢測很多公司都在做，但為什么同類型的基因檢測、同樣的技術(shù)原理，做出來的精準(zhǔn)度卻存在很大差異？原因就是數(shù)據(jù)庫的模型和數(shù)據(jù)的積累不同，由此導(dǎo)致對數(shù)據(jù)解讀的差距。
就好比上醫(yī)院看病，對你而言價值最大的肯定不是那張化驗報告單，而是醫(yī)生對化驗單的解讀和治療意見。
基因檢測也是如此，現(xiàn)在可能是基因檢測（化驗單）成本高，但隨著技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的突破，成本的重心會轉(zhuǎn)移到對健康的管理指導(dǎo)（醫(yī)生的建議）。
所以，如果套用互聯(lián)網(wǎng)的思維和模式，那么在可以預(yù)見的未來，全基因組測序的測序部分，甚至可能完全免費，之后持續(xù)的動態(tài)的精準(zhǔn)的健康管理咨詢和指導(dǎo)，才是體現(xiàn)其價值的部分。
如果再套用現(xiàn)在火爆的“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，那么，這顯然就是一個“基因+”的最好案例。未來，不只是疾病治療或精準(zhǔn)用藥，人類生活的方方面面，都會被個人的全基因組數(shù)據(jù)完全改造。
到那時候，全基因組測序會成為每個人管理自身健康的標(biāo)準(zhǔn)配置項目。至于喝胡蘿卜汁喝到維他命A過量，也將成為歷史。
如何做出這筆人生健康投資
未來聽起來似乎稍微有點遙遠(yuǎn)，如果你現(xiàn)在就迫不及待想要做出這筆人生健康的投資，那么怎么判斷哪些基因檢測公司為你提供的是真正意義上的全基因組測序？
目前并沒有硬性的標(biāo)準(zhǔn)可以很好地鑒定，但仍然有幾個基本的指標(biāo)可以判斷。
一是價格，如前所述，現(xiàn)在全基因組測序的技術(shù)成本還降不到千元級別，所以，所有號稱幾千元就能給你做全套基因組測序的，都是在耍流氓。
二是對于檢測公司的技術(shù)和管理的水平要求很高，要看檢測公司的科學(xué)實力、技術(shù)實力、規(guī)模實力、質(zhì)量體系和儀器資質(zhì)等。
例如：實驗室是否通過多項國際質(zhì)量體系認(rèn)證，是否使用CFDA注冊的檢測儀器，是否有完備的質(zhì)量和運營規(guī)范。
如果不具備這樣的規(guī)模和實力，那基本上你可以默認(rèn)，它沒有充分的實力提供全基因組測序。
三是產(chǎn)品，既然是全基因組測序，那必然30億個堿基對都檢測過了，所以要看能否提供30億個堿基的全部數(shù)據(jù)瀏覽和驗證，能否不斷提供新的解讀內(nèi)容，如果拿不出來，那就是做假。
四是服務(wù)，除了線上的測序解讀，是否還能提供具有國際認(rèn)證的遺傳專家做一對一的解讀，這一點非常重要。
明了所以，了解了我們每個人自己的基因組，就了解了我們每個人作為一個精密神奇的機(jī)器的設(shè)計藍(lán)圖中那些不太完美、容易出問題即疾病的部分。
這就意味著我們就可以通過選擇最適宜自己的生活方式和健康服務(wù)，回避和減少個人特異的風(fēng)險因素的影響，精確地管理自身的身心健康，把生命掌握在自己手中。
