个人基因组测序不再遥不可及

上一篇 / 下一篇  2012-10-15 15:14:51

自10多年前人类基因图谱绘制完成后,各国政府都加大了对人类基因组研究的扶植力度。在这样的大背景下,个人基因组测序研究近些年不断取得引人瞩目的成就。不久前美国一家著名生物科技公司表示,他们已研发出价格能为普通百姓接受的新一代个人基因组测序仪,并在中国正式发售。个人基因测序技术将“飞入寻常百姓家”。个人基因测序技术包含着哪些科学原理?在医疗领域,它是如何发挥强大功效的?个人基因测序时代已到来,我们做好准备了吗?记者就以上问题采访了专家。

  检测结果高度可信是临床诊断的“金标准

  辽宁日报:美国著名生物技术公司LifeTechnologies近日宣布,在中国推出新一代台式基因测序仪。借助该技术产品,普通人只需1000美元(约6400元人民币)即可在1天时间内完成个人全基因组测序,将曾经动辄上百万元人民币的检测费用降至几千元。赖教授,作为资深的基因测序专家,您能先为我们介绍一下什么是基因测序吗?

  赖仁胜:好的。我们都知道基因是人类生命的蓝图,是遗传的物质基础,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。人类31.6亿个DNA碱基对中包含了A、T、C、G这4种碱基。这些配对的碱基组成了2万到2.5万个基因。

  基因检测就是检测血液或其他体液和细胞中一个人的基因组,“翻译生命蓝图”的技术。基因检测可以诊断疾病,也可以用于疾病风险的预测。有人曾这样比喻:人类基因组是由A、T、G、C这4个字母写就的“生命天书”,它如同一座宝库,保存着几千年来人们迫切想知道的生命奥秘,而基因测序技术就好似一把能够打开宝库的金钥匙,它能将我们的身体密码展示出来,造福人类。

  辽宁日报:基因测序的流程是什么样的?

  赖仁胜:检测的时候,我们先把受检者的基因从血液或其他细胞中提取出来,然后用一定的技术将可能存在突变的基因复制出许多 “备份”来,再通过特殊标记物和基因探针法、实时定量法或基因序列检测法等,判断这部分基因是否存在与疾病有关的突变或基因表达量的变化。

  一般说来,这个过程包括4个阶段,即核酸(DNA或RNA)提取和纯化,目标基因的特异性扩增,PCR产物模板的磁珠结合,测序数据的判读。

  辽宁日报:您刚才说人类有许多核酸碱基对,组成基因也是数以万计,在这个流程中我们如何识别它们?

  赖仁胜:基因测序原理就是通过对基因序列进行核酸碱基标识,然后逐一区别读出基因序列上的碱基,再组析序列,最后使用软件记录报告。

  标识核酸碱基有两种不同的技术路线:毛细管电泳测序是用荧光标识4种碱基,读出序列;半导体测序是用氢离子电离反应,记录不同碱基序列。

  后者能快速测出多个疾病已知和未知的相关基因群,数据更精准,对于基因突变更敏感,更适宜临床检测,且应用更环保。半导体测序技术是医学基因组在癌基因信号通路多靶点基因群集约检测、针对遗传疾病基因大通量筛查检测、组合分子多技术平台针对个体诊疗基因应用这三大领域着力发展的方向,它大大拓展了医学基因组临床应用的空间。

  辽宁日报:基因测序技术与其他运用分子技术进行的医学检测有什么区别?

  赖仁胜:基因测序最大的特点是它具有真实的医学可信性和临床重复性,即检测的结果有很高的可信度,而且在应用于临床时可操作性强,能经得起重复。它的这两方面特点大大优越于目前检验科、影像学、组织病理学和免疫组织化学的产出数据。

  在当前临床医学界,我们将能够得到公认的诊断疾病最可靠的方法称呼为“金标准”,我觉得这个词拿来形容基因测序技术一点也不过分。

  目前可对数千种疾病进行风险基因检测

  辽宁日报:您刚才说基因测序在疾病诊断与预防两大方面有着十分重要的作用。您能具体谈一谈我们在临床治疗过程中是怎样应用这项技术的吗?

  赖仁胜:好的。让我们先来讲解一下基因测序在疾病诊断中的应用。在我经历过的病例中,曾经有一位肿瘤患者在做脑部CT时,发现其有多发性肺癌脑转移。他随即接受了紧急的传统放疗(用各种不同能量的射线照射肿瘤,以抑制和杀灭癌细胞的一种治疗方法)。一个月后,这位病人的病情更加严重,发展到瘫痪卧床的程度。为遏制病情发展,我们将他痰中查出的癌细胞找出,做了肿瘤基因检查,然后根据他的基因特点,采取了更加符合患者个体特点的治疗方案。此后这名患者的病情迅速得到控制,瘫痪症状逐渐消除。

  该患者在后期治疗中,没有发生以往治疗时药品毒副作用带来的痛苦反应,也没有使用不断升级的昂贵的化疗、止吐等药物,病情却取得了大幅好转,这全应该归功于肿瘤个体化靶向基因检测治疗。因为我们通过基因检测不仅找到了病情的症结,而且还了解到哪些治疗药物对该患者更有治疗效果,真正做到了“因人施术”。

  辽宁日报:在癌症治疗中,使用这种技术能取得多大的疗效?

  赖仁胜:目前医疗领域针对癌症的治疗,主要采取手术和化疗相结合的方式。但手术可能造成并发症,化疗则会把人体内好的细胞和坏的细胞都破坏掉,造成“杀敌一千,自损八百”的结果,且总体疗效只有30%至40%。而采用基因测序技术和个体化治疗不仅可以减少化疗的毒性,疗效还可提高到80%。乳腺癌、胃癌、肠癌、肺癌这四大常见恶性肿瘤,使用这种治疗方式效果最明显。

  辽宁日报:请您再为我们介绍一下它在疾病预防方面的应用。

  赖仁胜:好。我们常说“防患于未然”,得了病再去医院治疗,不如对疾病早早预防。如果我们能够在刚出生的时候做一次疾病风险基因检测,了解自己是否有与疾病相关的突变基因,则将极大程度地提高健康系数。

  例如,有家族性多发性腺瘤性息肉基因的人,在一生中的某个时候会患结肠癌。在检测出携带这种基因后,受检者需要每半年到一年做一次结肠镜检查,发现有可能癌变的息肉便及早摘除,这样就可以预防癌症。

  上面的例子是采取医疗手段预防癌症发生,其实如果我们能对自己的基因做到心中有数,那么在生活上多注意一些,也能减少疾病的发生。比如有AGT基因T/T型的人群对食品中的盐很敏感,他们吃一般正常含盐量的食物就会得高血压病,而这种基因呈阳性的测试者只要改吃低盐饮食,就很容易避免患病。

  辽宁日报:现在能对哪些疾病做风险基因检测?

  赖仁胜:到目前为止,我们熟悉的心绞痛、冠心病、心肌梗死、动脉粥样硬化、高血压病、老年性痴呆、骨质疏松症、乳腺癌、结肠癌和深静脉血栓形成等方面的疾病都可以做疾病风险基因检测。总体来说,在国外这方面的健康体检目前已经涉及200多种疾病相关基因,有临床意义的有2000多种。美国国家卫生署登记的基因检测项目达到6000多种,我们部门也已经做过200多种的基因检测。

  合理使用基因测序才能“知未病治未病”

  辽宁日报:在享受基因检测带来的便利的同时,我们还应该在哪些方面多加注意?

  赖仁胜:基因检测作为一项新兴的疾病预测技术,在主动预防疾病的同时也带来一些风险。这种风险主要表现为某些受检者一旦知道自己基因存在问题,就背上了思想包袱,陷入恐慌之中,吃不好饭睡不好觉,产生心理焦虑甚至引发抑郁。

  曾经有一对姐妹到我那里检测后,发现带有乳腺癌基因,她们当即要求做手术,提前切除乳腺,防止癌症发生。这样的做法就未免有些极端。实际上只要注意生活方式,再合理地服用相关药物,就能阻止基因的促癌作用。

  现在已经开展的检测项目都会为受检者提供相关的预防措施建议,从生活方式、对环境因素的干预以及早期检查诊断方法等方面,最大限度地降低受检者的心理负担,所以检测者大可不必“想不开”。

  此外,基因检测的结果还是关乎受检者及其家庭成员的个人隐私信息。隐藏在这些信息背后的,是是否和他人组建家庭、要不要生育等一系列家庭关系问题。因此做基因检测前,需要充分考虑检测结果对家庭关系的影响,要对检测的后果有充分的心理准备。检测后也要对个人隐私信息妥善处理。检测部门必须要做好知情告知。

  辽宁日报:基因测序技术在我们生活的其他方面还有哪些应用?

  赖仁胜:基因检测技术除在医疗领域具有十分重要的作用外,还将在社会生活中的其他很多领域扮演重要角色。

  不远的将来,不仅医生诊治疾病会广泛依赖基因测序数据,真正做到“知未病治未病”,而且许多人类相关的社会功能如公安检察、身份识别、器官捐赠移植、祖代基因寻源保存、学业工作选择、儿童成长发育等均会利用到基因测序技术。 本报记者/王 亮

  新一代台式基因测序仪。

  专家档案

  赖仁胜 教授,南京中医药大学博士生导师,国家卫生部分子病理质量控制小组委员,全国病理医师工作者协会常务委员,江苏省中医院病理科及国家三级分子实验室主任,江苏省中西医结合肿瘤研究中心转化医疗实验室主任,APEC(亚太区)K-ras中国区中心实验室主任。从事临床病理诊断工作多年,2003年起研究并开展基因组测序分子诊断研究及临床应用工作,在肿瘤基因诊断及个体化治疗领域取得卓越成绩。其开展的肿瘤基因诊断及个体化治疗病例已超过6000余例。

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