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二代测序技术

2021.7.01

人们常说“事后诸葛亮”,可见“料事如神”是一个让人艳羡的能力。现代科技的发展让人们无限接近这种能力,天气预报就是现代人诸多“料事如神”本领中的一种,不断进步中切实提高了生活品质与舒适度。个人体会进步主要体现在两个方面:


1.越来越说人话。印象里小时候听天气预报感觉听的是中文,但是这些中国话想表达什么听着有些晕,认真听还是晕。最近几年天气预报开始说人话了,例如洗晒指数、防晒指数、洗车指数、穿衣指数和运动指数等等。天气预报说“人话”的好处是能够对行动给出可执行的建议,例如:要不要带伞、能不能洗衣服、涂不涂防晒霜等等。


2.越来越准。准确是天气预报的核心,时间和空间维度上都需要准确。极端的案例能想到的有两个:火箭发射和F1赛车。前者需要精确到发射场在发射窗口的气象状况,后者需要精确到赛车场比赛期间的状况。举个F1赛车迷熟悉的场景:赛道上乌云密布,但滴雨未下,这时候是用干胎还是雨胎上赛道?各车队之间比拼的是天气预报的能力,且要求极高。


虽然天气预报越来越准,但报不准的时候也大把。理论上天气预报可以做到准确无误,前提是能求解六个描述大气中流体运动和质能守恒定律的偏微分方程。但目前没有任何已知的数学技术可以准确求解这类成对的、非线性偏差方程,所以天气预报会出错。正因为会出错,所以听天气预报是一回事,最后带不带伞、洗不洗衣服、涂不涂防晒霜又是一回事。


那么对于普通的患者,如何看待持续火热的NGS在所谓“精准医学”中的作用与定位,天气预报是个可以帮助理解的支点,对比如下:


1.实现预测,提供建议。基于NGS技术的各种结果如果能提供“患病指数”和“康复指数”,那么就意味着基于NGS的各种临床应用开始说人话,也就是具有明确的“临床价值”(clinical utility),对应于天气预报中的各种指数。


2.性命攸关,当然得准确。“患病指数”和“康复指数”越准确,越能指导临床实践,大体上说治疗就越精准。但既然是指数,和天气预报一样就会出错,所以临床上到底怎么治最后还是靠医生的“杀伐决断”。(很多诊断报告上都会有这样的说明:本报告供临床参考使用)


借着天气预报来理解NGS为核心的临床应用,相对能做到不卑不亢。


1.不卑:现代生活已经很难想象可以不依赖天气预报,而且我们希望预报的可信度越来越高。诸葛亮草船借箭的时代已经过去了,那是近乎巫术,现代生活需要科学。拉开时间的尺度,临床治疗中对基因组学层面信息的收集、解读和预测绕不开NGS这个技术支撑。


2.不亢:即使技术上强大如NGS、加上火热的“大数据”和“人工智能”,也存在“盲区”,而这个“盲区”正是医生们杀伐决断的空间。造成这个“盲区”有生物学层面的原因,如在参加2016年12月最新一期北京大学基础医学院院长论坛的Craig Venter教授(测序界顶尖大咖)看来,目前用基因panel去做疾病的预防与诊断具有很大的局限性,因为只有真正知道了“答案”,才可以用panel去做。而事实上,人们目前对基因组与疾病间的关系认识只有百分之一;造成“盲区”的还有技术层面的原因,最近一篇报道于JAMA Oncology的研究引起了业内人士的广泛关注:美国华盛顿大学的研究发现Foundation Medicineqixia FoundationOne与Guardant HealthqixiaGuardant360对同一批9位癌症患者临床检测结果的一致性只有22%。类似的案例还有很多!


现在,人们离不开天气预报,但如果严重漏报或者错报大家肯定骂娘。所以测得准依然是第一要务。


目前NGS测得准确的莫过于已经持证上岗的NIPT了,针对21三体、18三体和13三体这三种常见的染色体疾病的准确率可达99%。但是对于肿瘤驱动基因突变诊断,现在还没有临床获批的产品,而临检服务技术水平也是参差不齐。从美国FDA公布的肿瘤NGS筛查的应用现状可知,目前全球最大的三个NGS平台Illumina、Proton、Complete Genomics之间的检测结果差异高达30%以上!NGS的临床应用还需要解决标准化、规范化和数据解读等现实问题,才能测出准确的“患病指数”和“康复指数”。相对于NGS技术而言,PCR技术的简便性、稳定性、准确性依然是肿瘤患者获得准确 “预报”的重要技术。


当然,NGS探索未知的能力和高通量的优势必将发挥越来越重要的作用。随着技术的成熟和标准化等问题的解决,标准化的检测产品和规范化的检测服务将是NGS临床应用的着力点。对于临检服务,从近日国家卫计委临床检验中心公布的2016年全国肿瘤游离DNA(ctDNA)基因突变检测室间质量评价结果来看。我国已有一些第三方医学实验室表现出出色的NGS检验服务能力,并且同步发展其他检测服务技术能力,在ARMS、数字PCR技术上也同样表现出色。依个人浅见,对己知基因位点的检测方面,后两者肯定更简单、方便、准确。


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