人類基因組上，有大量混亂的遺傳變異隱藏在DNA雙螺旋體中，導致了世界上千奇百怪的遺傳疾病，要捕捉這些神秘莫測的錯誤基因代碼，就必須將整組基因組測序，來捕捉一些基因變異的罪魁禍首。

　　《國際先驅導報》特約撰稿金煜發(fā)自北京

　　喬·貝利和麗塔是在美國加州工作的一對夫婦，過去20年來，他們一直在試圖搞明白自己的一對龍鳳雙胞胎到底患了什么怪病。兩個孩子，諾亞和亞歷克斯總是不斷嘔吐，肌肉萎縮，時常癲癇發(fā)作，還有時候無法控制行動。雙胞胎長到18歲時，怪病的癥狀愈發(fā)嚴重，卻仍無法確診。

　　直到父親喬·貝利此后加入到加州的“生命技術公司”——一家專做基因組測序的公司，這家人的命運才改變了。在基因組測序儀器幫助下，他們發(fā)現(xiàn)，兩個孩子此前一直都被誤診了，治療也不得當。原來，女兒亞歷克斯身上有一個基因突變，降低了其大腦化學物質—血清素和多巴胺的水平，而另一個孩子身上有著同樣的基因缺陷。

　　今天，個人基因組測序成為目前生物界商業(yè)化最迅猛，發(fā)展最快速的產業(yè)，如果你想為自己的基因組測序，花費在5000美元以下，據(jù)預計，這個價格今后甚至可能降到1000美元。

　　捕捉基因變異的罪魁禍首

　　對于解開一些疑難病癥根源來說，個人基因組測序有著至關重要的作用。

　　每個生物的一部分，哪怕只是一小段DNA，都包含著可以對這個生物的全部信息，對其基因的測序，如同解碼一樣，可以把隱藏在生物各種特性背后的秘密揭示出來。人類基因組上，有大量混亂的遺傳變異隱藏在DNA雙螺旋體中，導致了世界上千奇百怪的遺傳疾病，要捕捉這些神秘莫測的錯誤基因代碼，就必須將整組基因組測序，來捕捉一些基因變異的罪魁禍首。

　　基于基因組測序診斷，醫(yī)生決定給亞歷克斯的日常治療中加入了產生血清素的藥物，現(xiàn)在，諾亞和亞歷克斯都能正常地呼吸、運動和生活了。“基因組測序真的拯救了他們的生命?！蹦赣H貝利說。

　　另一則好消息也在2012年年初由醫(yī)生們帶來。通過基因組測序，醫(yī)生們第一次可以辨別出一種極難診斷的疾病——線粒體病，這也是DNA測序首次在臨床界應用。

　　基因組測序的技術從2009年開始迅猛發(fā)展，但此前都只在實驗室對幾千個疾病基因解碼，而現(xiàn)在，它正式向臨床界進軍了。不知自己病在何處的病人和被疑難疾病困惑的醫(yī)生們，擁有了絕佳的工具。

　　線粒體病會影響人體能量制造的過程，也是最難診斷的疾病之一。全球大約至少有5000人患有此病，這種疾病和很多基因有關，而癥狀又會在不同器官上出現(xiàn)，一些常見的癥狀是失明、癲癇、消化不良和肌肉酸痛。

　　按照傳統(tǒng)方法，醫(yī)生可能需要花上數(shù)月甚至數(shù)年才能診斷出這種疾病，而且還需要對人體肌肉進行活檢，但是最近，悉尼默多克兒童研究所和哈佛醫(yī)學院的科學家們，在對42名患有這種疾病癥狀的兒童進行基因組測序后，終于發(fā)現(xiàn)了導致這種疾病的基因突變。

　　42名對象兒童中，有10名兒童的基因突變直接和線粒體疾病有關，他們完全可以對癥下藥了，另外還有13名兒童身上，有著和已知疾病沒有關系的基因突變，科學家稱，在確定了這些基因的功能之后，也可以對這些兒童進行治療。

　　“我們很激動，”研究者塔克說，“這些兒童所患疾病的診斷都是很難用傳統(tǒng)方法找出來的?！?/P>

　　墨爾本莫納什大學的科學家馬修·麥克肯茲評價，這是一次很棒的研究，他說，要在線粒體疾病患者身上尋找基因突變如同在干草堆中尋找一根針一樣難，“我想這是基因組測序進入臨床試驗的很好的結果。”

　　風頭蓋過谷歌的科技黑馬

　　9年前，科學家們做出了第一次人體整合基因組測序，很快，這種技術如同星火燎原般發(fā)展起來。越來越多的基因組測序公司出現(xiàn)，為個人基因組測序的價格則在不斷下降，于此同時，這種新技術也正進入醫(yī)院。

　　一家提供基因組測序設備的公司Illumina公司最近以570億美元的高價被全球最大的抗癌藥物公司，瑞士羅氏控股所收購，業(yè)內預測，在激烈的競爭下，個人基因組測序的價格今后會降到1000美元，這就比目前一些常用的檢查如結腸鏡檢查都要便宜了，專家預測，在不遠的將來，DNA掃描會成為醫(yī)學領域的常規(guī)檢查。

　　ILLumna公司是基因組測序公司中的新起黑馬，其在2008年美國成長最快的科技公司評選中，風頭甚至蓋過了谷歌。它們提供的產品可以直接給病人使用。

　　同為基因組測序領域的領跑者的還有“太平洋生物公司”(Pacific Bio)實力雄厚，其也提供基因組測序設備，目前，其商業(yè)基因組測序設備也已經不僅只局限于研究者，而開始向公眾開放。

　　另一家公司，“整合基因”公司(CG)則在生物公司領域大名鼎鼎。這是第一家把個人基因組測序拿出來當產品賣的公司，也是唯一一家不出售設備，但直接提供基因組測序服務的公司。在迅猛發(fā)展的基因組測序領域，這家公司走在最前，連“整合基因”的名字都被他們注冊了。

　　“整合基因”又叫“整體基因組測序”，指的是在實驗室里，對一組完整的生物基因組一次測序完成的過程。

　　自動化加速測序速度

　　根據(jù)《新科學家》雜志對CG公司的探訪，這家公司已經完全自動化，進行測序的，并不是研究人員，而是一排排的機器人。

　　這家公司的“前臺”就是一座計算機終端，會主動向來客問好，詢問姓名、身份和來訪意圖。旁邊連接的一臺打印機則自動打出訪客掛牌。與此同時，一份電子郵件已經發(fā)送到內部接應人員的電腦上。

　　其生產線更像科幻電影里的實驗室，昏暗藍色的房間里到處都是高級儀器，室內溫度保持在28℃和相對較高的濕度，幾名穿著實驗服，帶著發(fā)罩的工作人員在監(jiān)視著電腦屏幕，查看著機器人的運作狀態(tài)。這兒已經成為了世界上最大的人類基因組測序工廠。

　　在一個大約只有半個網球場大的房間里，“坐著”16臺機器人，不間斷地進行著人類基因組測序的工作。2010年，它們完成800個人的基因組測序工作——其中三分之一是后半年做出來的。而在去年，它們已經可以每個月生產出400個人的基因了。

　　目前，CG公司的每對基因組測序要價已經從過去的幾百萬美元降到了5000美元，而他們與醫(yī)學界的合作，也已經產生了很多讓人驚喜的結果，公司名詞常出現(xiàn)在《科學》等權威期刊上。他們曾首次發(fā)布了三個完整人類基因組序列分析的結果，并宣布，測序的成本已經可以降到1726美元，這在生物界引起了轟動，此后，其又和西雅圖系統(tǒng)生物學研究所合作，為一家四口基因組進行測序，判斷出了兩個孩子患有罕見的隱性遺傳病——米勒綜合征和纖毛運動障礙。

　　隨著微生物處理、計算機技術和信息技術的發(fā)展，基因組測序的技術慢慢被人類掌握，但此前，要用人工的方法來尋找錯誤的基因片段，是如同“大海撈針”般的非常龐大的科學工程。而目前，CG公司就引領了機器人自動測序的潮流，當基因組測序變成自動化的過程后，其效率會大大增強，測序時間縮短，測序價格下降。

　　CG公司首席執(zhí)行官克利福德·里德說，現(xiàn)在大家都在拼速度和效率，今后幾年，基因組測序的能力可以增加100倍以上。

　　最終獲益的將是病人

　　另一個挑戰(zhàn)是要開發(fā)能夠讓醫(yī)院和醫(yī)生們用上重要基因數(shù)據(jù)的軟件。目前，谷歌公司已投入了2千萬美元的初始資金到軟件開發(fā)中來，希望能夠加速這些數(shù)據(jù)的應用。

　　還有一些公司，如“基因組探索”公司和“軟件基因學”則在開發(fā)各類軟件，幫助醫(yī)生們可以從大量的基因變異數(shù)據(jù)中得到有用的信息。而一家為公眾進行基因組測序的公司，克諾姆公司則立志于進行DNA分析，也在展開醫(yī)院可用軟件的咨詢和執(zhí)照申請工作。

　　曾在蘋果公司和沃爾瑪公司工作過的軟件工程師馬丁·里斯，也通過自己的新公司奧米尼亞公司開發(fā)可以對海量的基因變異數(shù)據(jù)進行篩選的系統(tǒng)。其表示，可以將花時半年之久的人工分析過程縮減到自動化狀態(tài)下的一個小時甚至半小時。

　　一些人甚至走得更遠，Illumina公司的首席執(zhí)行官杰爾·弗萊特里對媒體說，目前已經開發(fā)出存儲人體基因組測序數(shù)據(jù)的應用程序，今后，病人們可以直接拿著智能手機去看病。

　　據(jù)行內預計，臨床醫(yī)學界將涌現(xiàn)一股使用基因組測序的熱潮，今后幾年，基因組測序全球產業(yè)將可以從現(xiàn)在的15億美元增加到100億美元。

　　最終獲益的將是病人。隨著爆炸性的基因組數(shù)據(jù)產生，可能很快就會帶動一些遺傳疾病治療的變革，比如，困擾人類百年的癌癥。目前，美國國家癌癥協(xié)會也在積極和各基因組測序機構和公司合作，希望能找到個體腫瘤出現(xiàn)的起因。

　　“這是我所見的腫瘤學中最大的變革?！泵绹┌Y協(xié)會主席哈羅德·瓦爾穆斯說，“人們可以得到病人腫瘤的基因信息，癌癥治療也正在發(fā)生巨變。