基因測序，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5年的建設，中國首個國家基因庫正式宣布對外運營。這是繼美國、日本和歐盟之后，全球第四個建成的具有國際水準的基因庫，也是迄今為止世界最大的基因庫。

上世紀90年代，有不少優(yōu)秀青年學子被“21世紀是生命科學的世紀”這一口號所感召，在高考時義無反顧地報考生物學方向的專業(yè)。他們沒有想到，21世紀的今天，很多有關生命科學的夢想依然遙遠。但是，許多科幻小說中描繪過的基因測序已逐漸從夢想照進現(xiàn)實。

基因測序由冷變熱

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80年代開啟了IT時代，而21世紀絕對是基因科技時代。

在21世紀初，進行一次個人的全基因測序需要30億美元；2011年喬布斯患上胰腺癌時，進行一次全基因測序的成本已經(jīng)降到10萬美元，但仍非常人所能承受；到2016年，全基因測序成本進一步降到1000美元以內(nèi)，參與測序人數(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，雖然基因測序成本下降速度非常快，但對基因數(shù)據(jù)的分析目前還遠沒有跟上。相對于互聯(lián)網(wǎng)科技的如火如荼，中國的基因測序在很長時間里依然是門“冷科學”。

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序公司之一。公司執(zhí)行總裁尹燁接受本刊記者采訪時說，每個人都有23000多個基因，如何在基因突變與已知疾病之間建立關系，需要基因大數(shù)據(jù)與疾病大數(shù)據(jù)之間的相關性分析。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科知識的指導。

“如果說在IT領域，我們是跟歐美老大哥學習的話，那在基因領域，中國企業(yè)則真正處在世界先進水平。”攜團隊參與“人類基因組計劃”并負責其中1%基因測序任務的華大基因董事長汪建說。

近年來，基因測序市場迎來爆發(fā)式增長。根據(jù)英國廣播公司研究機構(gòu)的預測，未來幾年內(nèi)，全球基因測序服務市場容量有200億美元。目前，我國涉及基因測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、遺傳缺陷基因檢測、致病基因檢測、腫瘤基因檢測等基因檢測服務。在投資圈，中國的基因測序企業(yè)已成為新寵，融資額巨大，華大基因、貝瑞和康兩家行業(yè)領軍企業(yè)已經(jīng)進入上市隊列。2015年9月，曾任科技部政策法規(guī)與體制改革司司長、并當了5年山東省濟寧市市長的梅永紅辭職南下加盟華大基因，引發(fā)輿論的廣泛關注，基因測序行業(yè)也因此為更多人所知。

64名博士組團“眾籌”

時光倒轉(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，但由于人種等復雜原因，歐美基因庫案例對中國人參考價值有限。而中國在這一領域的研究很不成熟——成本高、時效低且精準解析的維度欠缺，沒有中國人自己的基因數(shù)據(jù)庫。他萌生了打造一個基因數(shù)據(jù)智能分析平臺的想法，通過這個平臺可以為醫(yī)生、患者提供精準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性化健康管理措施。

“癌癥是一種復雜的基因組疾病，要想篩查出涉及疾病的關鍵位點，就必須具備過濾基因數(shù)據(jù)噪音的能力以及對疾病信號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。”余偉師對本刊記者說。從這個思路出發(fā)，余偉師通過各種交流平臺逐漸聚集了64位優(yōu)秀的華人博士，他們來自哈佛大學、耶魯大學、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)學研究機構(gòu)。64位華人博士形成一個松散的聯(lián)合體，他們把醫(yī)學文獻里關于某基因突變與某疾病（以腫瘤為主）之間的潛在關系信息收集起來，通過“眾籌”的方式形成專家知識庫，然后再把這種潛在對應關系與現(xiàn)有臨床醫(yī)學資料結(jié)合起來進行研究，構(gòu)建專業(yè)的數(shù)據(jù)庫。2014年，這個團隊完成了第一階段的技術攻關，并與美國各大癌癥中心和國內(nèi)多家知名醫(yī)院聯(lián)合進行臨床測試。余偉師隨即回國創(chuàng)業(yè)，在北京中關村創(chuàng)辦賽福基因。目前，64位博士中已有20多人先后歸國，成為余偉師團隊的核心成員，其他博士以基因科學顧問的角色提供技術支持。

“基因產(chǎn)業(yè)目前就像一片汪洋大海上浮出的幾個小島，人們看不到的大部分信息還在水下。基因數(shù)據(jù)分析就像繪制海圖，把大洋上的島嶼全貌一個個精準繪制出來。”余偉師告訴本刊記者，如果對一個人進行全基因組測序，根據(jù)測序深度不同，大概會產(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KB的關鍵信息，供醫(yī)院和科研機構(gòu)使用。

當生物信息團隊將突變的基因位點篩查出來后，分子醫(yī)學和遺傳學的博士團隊就發(fā)揮作用，他們知曉不同的位點和疾病之間的關聯(lián)，可以輔助醫(yī)生制定更精準的治療方案。“北京大學腫瘤醫(yī)院副院長沈琳搜集了15個胃腸間質(zhì)瘤的樣本，這是胃癌中非常罕見的一個類型，我們根據(jù)樣本做了基因數(shù)據(jù)分析后，對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)樣本的分析報告。經(jīng)過兩年多的努力，這個團隊已經(jīng)把公共數(shù)據(jù)里關鍵的疾病信息都搜集出來并進行了驗證，他們的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)找出了11000多個與腫瘤疾病相關聯(lián)的基因和相對應的位點，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數(shù)據(jù)庫結(jié)合后，對建立中國人自己的疾病基因數(shù)據(jù)庫將起到關鍵作用。在余偉師等人看來，以基因測序技術為基礎的精準醫(yī)療未來必將“革”傳統(tǒng)醫(yī)療方式的“命”，真正的疾病個體化治療時代已經(jīng)不遠了。