一千美元 掌握你的基因

美猴王

      导读：个人基因组测序仪器能帮助人们更轻易地获得自己的“生命密码”，这有望给遗传疾病治疗带来重大突破。        《国际先驱导报》特约撰稿金煜发自北京 乔·贝利和丽塔是在美国加州工作的一对夫妇，过去20年来，他们一直在试图搞明白自己的一对龙凤双胞胎到底患了什么怪病。两个孩子，诺亚和亚历克斯总是不断呕吐，肌肉萎缩，时常癫痫发作，还有时候无法控制行动。双胞胎长到18岁时，怪病的症状愈发严重，却仍无法确诊。
    直到父亲乔·贝利此后加入到加州的“生命技术公司”——一家专做基因组测序的公司，这家人的命运才改变了。在基因组测序仪器帮助下，他们发现，两个孩子此前一直都被误诊了，治疗也不得当。原来，女儿亚历克斯身上有一个基因突变，降低了其大脑化学物质—血清素和多巴胺的水平，而另一个孩子身上有着同样的基因缺陷。
    今天，个人基因组测序成为目前生物界商业化最迅猛，发展最快速的产业，如果你想为自己的基因组测序，花费在5000美元以下，据预计，这个价格今后甚至可能降到1000美元。

捕捉基因变异的罪魁祸首

    对于解开一些疑难病症根源来说，个人基因组测序有着至关重要的作用。
    每个生物的一部分，哪怕只是一小段DNA，都包含着可以对这个生物的全部信息，对其基因的测序，如同解码一样，可以把隐藏在生物各种特性背后的秘密揭示出来。人类基因组上，有大量混乱的遗传变异隐藏在DNA双螺旋体中，导致了世界上千奇百怪的遗传疾病，要捕捉这些神秘莫测的错误基因代码，就必须将整组基因组测序，来捕捉一些基因变异的罪魁祸首。
    基于基因组测序诊断，医生决定给亚历克斯的日常治疗中加入了产生血清素的药物，现在，诺亚和亚历克斯都能正常地呼吸、运动和生活了。“基因组测序真的拯救了他们的生命。”母亲贝利说。
    另一则好消息也在2012年年初由医生们带来。通过基因组测序，医生们第一次可以辨别出一种极难诊断的疾病——线粒体病，这也是DNA测序首次在临床界应用。
    基因组测序的技术从2009年开始迅猛发展，但此前都只在实验室对几千个疾病基因解码，而现在，它正式向临床界进军了。不知自己病在何处的病人和被疑难疾病困惑的医生们，拥有了绝佳的工具。
    线粒体病会影响人体能量制造的过程，也是最难诊断的疾病之一。全球大约至少有5000人患有此病，这种疾病和很多基因有关，而症状又会在不同器官上出现，一些常见的症状是失明、癫痫、消化不良和肌肉酸痛。
    按照传统方法，医生可能需要花上数月甚至数年才能诊断出这种疾病，而且还需要对人体肌肉进行活检，但是最近，悉尼默多克儿童研究所和哈佛医学院的科学家们，在对42名患有这种疾病症状的儿童进行基因组测序后，终于发现了导致这种疾病的基因突变。
    42名对象儿童中，有10名儿童的基因突变直接和线粒体疾病有关，他们完全可以对症下药了，另外还有13名儿童身上，有着和已知疾病没有关系的基因突变，科学家称，在确定了这些基因的功能之后，也可以对这些儿童进行治疗。
    “我们很激动，”研究者塔克说，“这些儿童所患疾病的诊断都是很难用传统方法找出来的。”
    墨尔本莫纳什大学的科学家马修·麦克肯兹评价，这是一次很棒的研究，他说，要在线粒体疾病患者身上寻找基因突变如同在干草堆中寻找一根针一样难，“我想这是基因组测序进入临床试验的很好的结果。”

风头盖过谷歌的科技黑马

    9年前，科学家们做出了第一次人体整合基因组测序，很快，这种技术如同星火燎原般发展起来。越来越多的基因组测序公司出现，为个人基因组测序的价格则在不断下降，于此同时，这种新技术也正进入医院。
    一家提供基因组测序设备的公司Illumina公司最近以570亿美元的高价被全球最大的抗癌药物公司，瑞士罗氏控股所收购，业内预测，在激烈的竞争下，个人基因组测序的价格今后会降到1000美元，这就比目前一些常用的检查如结肠镜检查都要便宜了，专家预测，在不远的将来，DNA扫描会成为医学领域的常规检查。
    ILLumna公司是基因组测序公司中的新起黑马，其在2008年美国成长最快的科技公司评选中，风头甚至盖过了谷歌。它们提供的产品可以直接给病人使用。
    同为基因组测序领域的领跑者的还有“太平洋生物公司”（Pacific Bio）实力雄厚，其也提供基因组测序设备，目前，其商业基因组测序设备也已经不仅只局限于研究者，而开始向公众开放。
    另一家公司，“整合基因”公司（CG）则在生物公司领域大名鼎鼎。这是第一家把个人基因组测序拿出来当产品卖的公司，也是唯一一家不出售设备，但直接提供基因组测序服务的公司。在迅猛发展的基因组测序领域，这家公司走在最前，连“整合基因”的名字都被他们注册了。
    “整合基因”又叫“整体基因组测序”，指的是在实验室里，对一组完整的生物基因组一次测序完成的过程。

自动化加速测序速度

    根据《新科学家》杂志对CG公司的探访，这家公司已经完全自动化，进行测序的，并不是研究人员，而是一排排的机器人。
    这家公司的“前台”就是一座计算机终端，会主动向来客问好，询问姓名、身份和来访意图。旁边连接的一台打印机则自动打出访客挂牌。与此同时，一份电子邮件已经发送到内部接应人员的电脑上。
    其生产线更像科幻电影里的实验室，昏暗蓝色的房间里到处都是高级仪器，室内温度保持在28℃和相对较高的湿度，几名穿着实验服，带着发罩的工作人员在监视着电脑屏幕，查看着机器人的运作状态。这儿已经成为了世界上最大的人类基因组测序工厂。
    在一个大约只有半个网球场大的房间里，“坐着”16台机器人，不间断地进行着人类基因组测序的工作。2010年，它们完成800个人的基因组测序工作——其中三分之一是后半年做出来的。而在去年，它们已经可以每个月生产出400个人的基因了。
    目前，CG公司的每对基因组测序要价已经从过去的几百万美元降到了5000美元，而他们与医学界的合作，也已经产生了很多让人惊喜的结果，公司名词常出现在《科学》等权威期刊上。他们曾首次发布了三个完整人类基因组序列分析的结果，并宣布，测序的成本已经可以降到1726美元，这在生物界引起了轰动，此后，其又和西雅图系统生物学研究所合作，为一家四口基因组进行测序，判断出了两个孩子患有罕见的隐性遗传病——米勒综合征和纤毛运动障碍。
    随着微生物处理、计算机技术和信息技术的发展，基因组测序的技术慢慢被人类掌握，但此前，要用人工的方法来寻找错误的基因片段，是如同“大海捞针”般的非常庞大的科学工程。而目前，CG公司就引领了机器人自动测序的潮流，当基因组测序变成自动化的过程后，其效率会大大增强，测序时间缩短，测序价格下降。
    CG公司首席执行官克利福德·里德说，现在大家都在拼速度和效率，今后几年，基因组测序的能力可以增加100倍以上。

最终获益的将是病人

    另一个挑战是要开发能够让医院和医生们用上重要基因数据的软件。目前，谷歌公司已投入了2千万美元的初始资金到软件开发中来，希望能够加速这些数据的应用。
    还有一些公司，如“基因组探索”公司和“软件基因学”则在开发各类软件，帮助医生们可以从大量的基因变异数据中得到有用的信息。而一家为公众进行基因组测序的公司，克诺姆公司则立志于进行DNA分析，也在展开医院可用软件的咨询和执照申请工作。
    曾在苹果公司和沃尔玛公司工作过的软件工程师马丁·里斯，也通过自己的新公司奥米尼亚公司开发可以对海量的基因变异数据进行筛选的系统。其表示，可以将花时半年之久的人工分析过程缩减到自动化状态下的一个小时甚至半小时。
    一些人甚至走得更远，Illumina公司的首席执行官杰尔·弗莱特里对媒体说，目前已经开发出存储人体基因组测序数据的应用程序，今后，病人们可以直接拿着智能手机去看病。
    据行内预计，临床医学界将涌现一股使用基因组测序的热潮，今后几年，基因组测序全球产业将可以从现在的15亿美元增加到100亿美元。
    最终获益的将是病人。随着爆炸性的基因组数据产生，可能很快就会带动一些遗传疾病治疗的变革，比如，困扰人类百年的癌症。目前，美国国家癌症协会也在积极和各基因组测序机构和公司合作，希望能找到个体肿瘤出现的起因。
    “这是我所见的肿瘤学中最大的变革。”美国癌症协会主席哈罗德·瓦尔穆斯说，“人们可以得到病人肿瘤的基因信息，癌症治疗也正在发生巨变。