论文部分内容阅读
安吉丽娜·朱莉这一次不是因为电影和收养儿童而被《时代》放到封面。她为了预防癌症而主动接受了切除双乳乳腺的手术。这足以成为一个轰动事件。
朱莉的做法并非没有科学依据。1990年代,科学家先后发现了两个与乳腺癌和卵巢癌相关的遗传基因变异,即BRCA1和BRCA2,而朱莉是BRCA1基因变异的携带者。
按照过去的统计,这两种基因变异携带者患上乳腺癌的概率是50%至87%,患卵巢癌的概率高达44%。在朱莉的家族中,包括她母亲在内的两位亲人都死于乳腺癌。结合这样的家族病史和检测结果,朱莉患上乳腺癌的概率高达87%。
最终朱莉在3个月的时间内做了乳腺切除以及乳房填充重塑手术,这让朱莉患乳腺癌的概率降到了5%以下。严格地说,BRCA1、BRCA2只是少数被证明与乳腺癌和卵巢癌有关的变异基因,并且截至目前,也只是能够证明患上这两种癌症的几率更高,而不是“肯定会患上”,所以朱莉的手术只是一种预防手段。
这个手术迅速引发了一些争论,一些医学界人士对基因测试是否真的能够准确预测疾病,以及它可能导致的过度医疗问题也发出了质疑。与此同时发生的还有美国提供乳腺癌基因测试专利技术的上市公司Myriad Genetics,股价在几周内上升了20%。
基因测试最终成了问题的核心。这种技术手段让朱莉发现自己是BRCA1基因变异的携带者,她的医生也据此判断自己的这位客户有患上乳腺癌的极大风险。但这些依据还没有完全得到医学界的公认。医学界其实有一项统计:所有的基因变异中,只有5%至10%是先天遗传携带的,其余大部分都是后天因为辐射等环境因素导致 的。
“即便通过基因检测,确定了身体的某个基因变异,但因为和这个疾病相关的基因以及外界因素太多了,目前也只能告诉你,比起其他人你得某种疾病的概率会大一些。要弄清楚每个基因分别与一个疾病有多大的相关性,需要非常大量的数据、实验和分析,误差也会很大。”国际人类基因变异组计划中国区总协调人、华大基因生育健康临床诊断及咨询主管祁鸣,在接受《第一财经周刊》采访时这样解释。
2006年,世界卫生组织和教科文组织为了促进研究、避免资源的重复浪费,发起了国际人类基因变异组计划,建立一个基因变异的数据库。生物学家通过将病人的基因与标准的基因做对比,将发现的基因的变异方式做记录,并对其功能进行分析,确定每种基因变异是否对疾病产生影响。祁鸣透露的一个数字是,在过去10年里,几乎每一个星期都会有一个新的基因功能被发现,最近半年甚至每天都有一个新发 现。
与基因有关的一些技术,正在成为一个创新产业。7年前,一家名为23andMe的互联网基因测试公司在硅谷成立,客户只需要将自己的口水放到试管内,并寄到23andMe实验室,4至6周之后就可以通过在线的方式查看检测结果,看自己是否携带已被发现的与疾病相关的基因变异。当有新的疾病基因发现后,它还会自动更新基因报告。目前这个检测可以告诉你是否携带了已发现的40多种遗传病基因,以及100多种疾病的基因变异情况。
23andMe的创始人和CEO安妮·沃西基(Anne Wojcicki),是Google联合创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)的妻子,同时Google也是这家公司的投资方之一。在2012年12月获得5000万美元的投资后,沃西基将这笔投资用来降低测试的费用—降到了99美 元。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/dycj/dycj201322/dycj20132221-1-l.jpg)
23andMe所做的,只是根据已知的数据库,将测试结果告诉使用者。今天这样的基因检测手段的迅速平价化,很大一个原因在于能够准确描绘出基因图谱的基因测序技术的发展。
简单地说,除了红细胞之外,人体的所有细胞都含有同样的DNA,它记载了人体的所有功能信息。一个DNA分子都由5000万至2.5亿个叫碱基的东西组成。碱基只有四种,分别被命名为A、C、G、T,却可以有许多种排列组合方式,其中有些序列会传达特定信息,对应特定功能的蛋白质的生产。这些带有功能的DNA,就被称做“基因”,每个基因大概由几千至几十万个碱基组成。
在确定有“基因”这回事之后的前30年,发现一个基因,也就是利用基因测序得到一个基因图谱的时间,往往需要七八年。大多时候科学家只能凭运气,从无数个实验中试图找到和确定一个基因的位置和功能,而要研究基因与疾病之间的关系就更加困难。在1990年代初,被确认和疾病相关的基因只有53个。
一家来自硅谷的生物技术公司Applied Biosystems(ABI),在1980年代初利用荧光成像技术,成功研发出DNA测序仪器,将DNA测序带入了自动化时代。美国能源部的健康与环境研究中心发起的人类基因组计划,是第一个全球性的、对人类基因进行测序的项目,被称做是继阿波罗登月计划之后的又一项人类科学史上的伟大工程。它主要由6个国家的科学家用了13年时间,到2003年才最终完成,也推动了许多私营生物技术公司的研发。2013年是人类基因组计划完成的10周年。截至5月底,在这个数据库的图谱中,已经有3008个基因的功能以及与之相关的疾病被确认。
1996年平均每一对碱基的测序需要90美分,在2003年这个成本降到了5美分以下。到今天,要进行完整基因测序只需1至2天的时间,费用只需要5000美元,如果只是对个别基因进行检测,成本会更低。基因测序的进步,为下一步的各种基因测试—即在获得基因排序图的基础上,研究其与各类疾病的关系和治疗方案,打下了基础。
随着对基因的更深了解,生物学家们发现许多疾病都是由于基因变异引起的。也就是说,那些变异基因呈现出来的碱基排列的图案,与正常基因有所不同。基因变异的形式多种多样,比如可能是一个碱基错位了,也可能是数量多了或者少了一个。一些遗传疾病有关的基因总共有300多种变异,有些症状很明显,有些则没有任何症 状。 “如果只是随便从街上找一个人来做基因测试,这个测试能告诉你的,往往和医生告诉每个人最基本的健康意见是一样的,都是类似注意饮食、戒烟、多锻炼之类的。”曾获得诺贝尔奖的斯坦福大学的RNA生物学家Andy Fire这样评论基因测试。再换句话说,他并不认为基因测试能够成为“预测癌症”的权威依据。
不过因为价格越来越便宜、并且数据库也会越来越完善,23andMe这样的公司仍然有它的积极意义,它让基因技术首先成为个人健康护理、疾病预防的有效辅助手 段。
基因技术的另一个积极意义还在于,它已经开始在对已知患者的治疗中发挥作用。一些医生和生物学家,一直试图用基因测试为癌症患者制订治疗方案。目前研发出的针对癌症的特效药,往往只对一小部分人有效,病人只能抱着碰运气的心态去使用这些药,而大多数人等到的都是坏消息,还耽误了时间。
比如有一种针对晚期非小细胞肺癌的特效药,试验证明它只对30%的人有效,价格也很高,需要6至8个疗程才能见效。但后来生物学家通过基因测试发现,只有在一个叫ETFR的基因的某个特定节段发生变异之后,这个药才有效,如果变异发生在其他节段,这个药就没有任何作用。
根据一些类似的研究成果,哈佛大学医学院附属麻省总医院在2008年建立了一套个性化医疗系统,它将癌症患者的基因测试信息输入系统内,并针对每一位癌症患者的突变基因采用药物治疗。
这些都代表着未来癌症治疗的一种趋势。“个性化的癌症治疗有很大的潜力,那些小部分能用药物治愈的人可以被识别出。癌症的本质就是基因错误。”约翰霍普金斯医学实验室的教授Ralph Hruban说。他曾牵头负责研究已故的苹果公司创始人乔布斯的癌症治疗方案,乔布斯的医生那时搜集了和乔布斯患有同样类型胰腺癌的68个患者的DNA,试图找到导致这种癌症的具体基因的位置和变异方式,然后研究治疗药物。
祁鸣还认为,未来基因信息可以作为病例档案的一部分,然后根据基因做个性化的治疗方案,这不仅限于癌症,还可以包括普通的处方药。“现在许多研究所花了好几亿元、八九年的时间研制出来的药,因为副作用概率大无法上市,这对病人、研究所、投资人都是损失。”他说。如果在未来,医生可以通过基因测试成果迅速判断一种药是否有效、会对什么人产生什么样的副作用,就可以加快药物投入使用的速度。
这一切都让生物学家和医生们感到兴奋,只是人类对所有基因的发现和定义,也就是那些有效的基因测试成果的累积,仍然还是一个漫长的过程:估计还需要8至10年时间,科学家才能完成大约2.5万个基因功能的定义,并且这个数字只占人类DNA数量的2%左右。
所以最终的关键问题,并不在于人们可以多快、多便宜地检测出身上可能的致病基因。就像23andMe所做的那样,这件事只要有充足的数据库就行了。更重要的,是医学界定义出了多少致病基因,并设法在病人的治疗过程中发挥作用。更令人无助的还有基因测试与治疗方案之间的鸿沟,当病人被检测出阳性的基因变异,与此同时却并没有相应的预防和治疗办法时,这对病人来说往往只会造成沉重的心理负担。朱莉做出的那个勇敢的决定,也在一定程度上体现了这种鸿沟。
看似激进的23andMe,其实远不止是一个基因测试服务商,它真正试图实现的是基因数据的搜集工作。对于基因研究,搜集大量的有效基因数据从来都是一件困难的事。因此沃西基拿到融资后做的第一件事情,就是把测试价格降到了99美元,同时她希望2013年将顾客由之前的18万扩至100万。“当有100万人积极参与,分子医学时代将正式开始”,她这样表示。
基因测试,只是人类对抗癌症的一个新阶段的开始。
朱莉的做法并非没有科学依据。1990年代,科学家先后发现了两个与乳腺癌和卵巢癌相关的遗传基因变异,即BRCA1和BRCA2,而朱莉是BRCA1基因变异的携带者。
按照过去的统计,这两种基因变异携带者患上乳腺癌的概率是50%至87%,患卵巢癌的概率高达44%。在朱莉的家族中,包括她母亲在内的两位亲人都死于乳腺癌。结合这样的家族病史和检测结果,朱莉患上乳腺癌的概率高达87%。
最终朱莉在3个月的时间内做了乳腺切除以及乳房填充重塑手术,这让朱莉患乳腺癌的概率降到了5%以下。严格地说,BRCA1、BRCA2只是少数被证明与乳腺癌和卵巢癌有关的变异基因,并且截至目前,也只是能够证明患上这两种癌症的几率更高,而不是“肯定会患上”,所以朱莉的手术只是一种预防手段。
这个手术迅速引发了一些争论,一些医学界人士对基因测试是否真的能够准确预测疾病,以及它可能导致的过度医疗问题也发出了质疑。与此同时发生的还有美国提供乳腺癌基因测试专利技术的上市公司Myriad Genetics,股价在几周内上升了20%。
基因测试最终成了问题的核心。这种技术手段让朱莉发现自己是BRCA1基因变异的携带者,她的医生也据此判断自己的这位客户有患上乳腺癌的极大风险。但这些依据还没有完全得到医学界的公认。医学界其实有一项统计:所有的基因变异中,只有5%至10%是先天遗传携带的,其余大部分都是后天因为辐射等环境因素导致 的。
“即便通过基因检测,确定了身体的某个基因变异,但因为和这个疾病相关的基因以及外界因素太多了,目前也只能告诉你,比起其他人你得某种疾病的概率会大一些。要弄清楚每个基因分别与一个疾病有多大的相关性,需要非常大量的数据、实验和分析,误差也会很大。”国际人类基因变异组计划中国区总协调人、华大基因生育健康临床诊断及咨询主管祁鸣,在接受《第一财经周刊》采访时这样解释。
2006年,世界卫生组织和教科文组织为了促进研究、避免资源的重复浪费,发起了国际人类基因变异组计划,建立一个基因变异的数据库。生物学家通过将病人的基因与标准的基因做对比,将发现的基因的变异方式做记录,并对其功能进行分析,确定每种基因变异是否对疾病产生影响。祁鸣透露的一个数字是,在过去10年里,几乎每一个星期都会有一个新的基因功能被发现,最近半年甚至每天都有一个新发 现。
与基因有关的一些技术,正在成为一个创新产业。7年前,一家名为23andMe的互联网基因测试公司在硅谷成立,客户只需要将自己的口水放到试管内,并寄到23andMe实验室,4至6周之后就可以通过在线的方式查看检测结果,看自己是否携带已被发现的与疾病相关的基因变异。当有新的疾病基因发现后,它还会自动更新基因报告。目前这个检测可以告诉你是否携带了已发现的40多种遗传病基因,以及100多种疾病的基因变异情况。
23andMe的创始人和CEO安妮·沃西基(Anne Wojcicki),是Google联合创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)的妻子,同时Google也是这家公司的投资方之一。在2012年12月获得5000万美元的投资后,沃西基将这笔投资用来降低测试的费用—降到了99美 元。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/dycj/dycj201322/dycj20132221-1-l.jpg)
23andMe所做的,只是根据已知的数据库,将测试结果告诉使用者。今天这样的基因检测手段的迅速平价化,很大一个原因在于能够准确描绘出基因图谱的基因测序技术的发展。
简单地说,除了红细胞之外,人体的所有细胞都含有同样的DNA,它记载了人体的所有功能信息。一个DNA分子都由5000万至2.5亿个叫碱基的东西组成。碱基只有四种,分别被命名为A、C、G、T,却可以有许多种排列组合方式,其中有些序列会传达特定信息,对应特定功能的蛋白质的生产。这些带有功能的DNA,就被称做“基因”,每个基因大概由几千至几十万个碱基组成。
在确定有“基因”这回事之后的前30年,发现一个基因,也就是利用基因测序得到一个基因图谱的时间,往往需要七八年。大多时候科学家只能凭运气,从无数个实验中试图找到和确定一个基因的位置和功能,而要研究基因与疾病之间的关系就更加困难。在1990年代初,被确认和疾病相关的基因只有53个。
一家来自硅谷的生物技术公司Applied Biosystems(ABI),在1980年代初利用荧光成像技术,成功研发出DNA测序仪器,将DNA测序带入了自动化时代。美国能源部的健康与环境研究中心发起的人类基因组计划,是第一个全球性的、对人类基因进行测序的项目,被称做是继阿波罗登月计划之后的又一项人类科学史上的伟大工程。它主要由6个国家的科学家用了13年时间,到2003年才最终完成,也推动了许多私营生物技术公司的研发。2013年是人类基因组计划完成的10周年。截至5月底,在这个数据库的图谱中,已经有3008个基因的功能以及与之相关的疾病被确认。
1996年平均每一对碱基的测序需要90美分,在2003年这个成本降到了5美分以下。到今天,要进行完整基因测序只需1至2天的时间,费用只需要5000美元,如果只是对个别基因进行检测,成本会更低。基因测序的进步,为下一步的各种基因测试—即在获得基因排序图的基础上,研究其与各类疾病的关系和治疗方案,打下了基础。
随着对基因的更深了解,生物学家们发现许多疾病都是由于基因变异引起的。也就是说,那些变异基因呈现出来的碱基排列的图案,与正常基因有所不同。基因变异的形式多种多样,比如可能是一个碱基错位了,也可能是数量多了或者少了一个。一些遗传疾病有关的基因总共有300多种变异,有些症状很明显,有些则没有任何症 状。 “如果只是随便从街上找一个人来做基因测试,这个测试能告诉你的,往往和医生告诉每个人最基本的健康意见是一样的,都是类似注意饮食、戒烟、多锻炼之类的。”曾获得诺贝尔奖的斯坦福大学的RNA生物学家Andy Fire这样评论基因测试。再换句话说,他并不认为基因测试能够成为“预测癌症”的权威依据。
不过因为价格越来越便宜、并且数据库也会越来越完善,23andMe这样的公司仍然有它的积极意义,它让基因技术首先成为个人健康护理、疾病预防的有效辅助手 段。
基因技术的另一个积极意义还在于,它已经开始在对已知患者的治疗中发挥作用。一些医生和生物学家,一直试图用基因测试为癌症患者制订治疗方案。目前研发出的针对癌症的特效药,往往只对一小部分人有效,病人只能抱着碰运气的心态去使用这些药,而大多数人等到的都是坏消息,还耽误了时间。
比如有一种针对晚期非小细胞肺癌的特效药,试验证明它只对30%的人有效,价格也很高,需要6至8个疗程才能见效。但后来生物学家通过基因测试发现,只有在一个叫ETFR的基因的某个特定节段发生变异之后,这个药才有效,如果变异发生在其他节段,这个药就没有任何作用。
根据一些类似的研究成果,哈佛大学医学院附属麻省总医院在2008年建立了一套个性化医疗系统,它将癌症患者的基因测试信息输入系统内,并针对每一位癌症患者的突变基因采用药物治疗。
这些都代表着未来癌症治疗的一种趋势。“个性化的癌症治疗有很大的潜力,那些小部分能用药物治愈的人可以被识别出。癌症的本质就是基因错误。”约翰霍普金斯医学实验室的教授Ralph Hruban说。他曾牵头负责研究已故的苹果公司创始人乔布斯的癌症治疗方案,乔布斯的医生那时搜集了和乔布斯患有同样类型胰腺癌的68个患者的DNA,试图找到导致这种癌症的具体基因的位置和变异方式,然后研究治疗药物。
祁鸣还认为,未来基因信息可以作为病例档案的一部分,然后根据基因做个性化的治疗方案,这不仅限于癌症,还可以包括普通的处方药。“现在许多研究所花了好几亿元、八九年的时间研制出来的药,因为副作用概率大无法上市,这对病人、研究所、投资人都是损失。”他说。如果在未来,医生可以通过基因测试成果迅速判断一种药是否有效、会对什么人产生什么样的副作用,就可以加快药物投入使用的速度。
这一切都让生物学家和医生们感到兴奋,只是人类对所有基因的发现和定义,也就是那些有效的基因测试成果的累积,仍然还是一个漫长的过程:估计还需要8至10年时间,科学家才能完成大约2.5万个基因功能的定义,并且这个数字只占人类DNA数量的2%左右。
所以最终的关键问题,并不在于人们可以多快、多便宜地检测出身上可能的致病基因。就像23andMe所做的那样,这件事只要有充足的数据库就行了。更重要的,是医学界定义出了多少致病基因,并设法在病人的治疗过程中发挥作用。更令人无助的还有基因测试与治疗方案之间的鸿沟,当病人被检测出阳性的基因变异,与此同时却并没有相应的预防和治疗办法时,这对病人来说往往只会造成沉重的心理负担。朱莉做出的那个勇敢的决定,也在一定程度上体现了这种鸿沟。
看似激进的23andMe,其实远不止是一个基因测试服务商,它真正试图实现的是基因数据的搜集工作。对于基因研究,搜集大量的有效基因数据从来都是一件困难的事。因此沃西基拿到融资后做的第一件事情,就是把测试价格降到了99美元,同时她希望2013年将顾客由之前的18万扩至100万。“当有100万人积极参与,分子医学时代将正式开始”,她这样表示。
基因测试,只是人类对抗癌症的一个新阶段的开始。