天天看點

用基因測序“治未病”

在中國兩部委(食品藥品監督管理局、國家衛生計生委)用一紙禁令将基因測序打入“冷宮”僅兩個月,世界最大的基因測序儀器制造商illumina的掌門人jay flatley先生就急沖沖跑來中國,并高調表示:“我十分看好中國基因測序市場。”

可能有人會懷疑jay flatley這一逆風言論,但沒有人會懷疑illumina在基因測序行業的霸主地位。這家總部位于美國加利福尼亞聖疊戈市的上市公司,被麻省理工學院主辦的《技術評論》雜志評為全球最聰明的50家公司之首,其身後站着的可是特斯拉和谷歌。

這家全世界最聰明的公司在今年初宣布,可在24小時内将個人全基因組測序完畢,而費用僅需1000美元。能夠完成這一壯舉的機器叫hiseq x ten,每套由10台機器組成,每台售價100萬美元。當hiseq x ten在全球售出9套以後,illumina驕傲地宣布:我不賣了。

基因測序,簡單說,就是檢測四種堿基排列順序。在遺傳物質的層面上,人與人之間的差别就表現在堿基排列順序的差别。基因測序通過解碼生命這本天書,有助于人類生老病死規律的揭秘和人類患病基因的掌握,對人類疾病的預防和診斷起到輔助性的作用。

随着基因測序技術的飛速發展以及測序成本的大幅降低,原本一直躲在實驗室中的基因測序技術開始走出實驗室,走向大衆,改變大衆生活。這種改變正在醫療領域醞釀,有可能會颠覆整個醫藥行業。

“上醫治未病”

《黃帝内經》有雲:“上醫治未病。”說的是最高明的醫生擅長采取相關措施,防止疾病發生和發展。現在,基因測序技術正在踐行中醫“治未病”的智慧。

國内基因測序“領頭羊”華大基因的創始人汪建在2014年黑馬運動會醫療健康分會春季論壇上講述的幾個數字讓人觸目驚心:中國每30秒就有一位缺陷嬰兒出生,每10秒鐘就有一位心腦血管患者死亡……

汪建不相信藥,他相信健康,相信健身,其實就是相信預防。華大基因旗下的華大健康依托其強大的基因測序能力建構了一個臨床醫學平台,通過對遺傳疾病、惡性良性腫瘤等人類重大疾病相關基因的測序,提供個性化健康管理服務,以降低疾病對人類健康的危害。比如華大基因跟許多醫院合作開展的無創産前診斷,通過對母親外周血中的胎兒遊離dna進行測序,以判斷胎兒患唐氏綜合症的風險。與傳統的羊水穿刺産前診斷技術相比,基于基因測序技術的無創産前診斷準确度更高而無流産風險。

以前,基因測序技術一直服務于高校、研究所等機構而鮮為大衆所知,直到好萊塢知名影星安吉麗娜·朱莉的一次壯舉才讓基因測序為全球所知,并徹底催熱了基因測序産業。2013年,朱莉在麥利亞德(300296,股吧)基因公司接受了基因測序疾病篩查,結果顯示她攜帶了家族遺傳的缺陷基因,是以她有87%的可能性會罹患乳腺癌。朱莉毅然接受了雙側乳腺切除術。

朱莉在給《紐約時報》的信中寫到:“我自身攜帶了一個‘錯誤’基因,這讓我有87%的幾率患乳腺癌,50%的可能患卵巢癌。完成切除乳腺的手術後,我的乳腺癌患病風險從87%降到了5%,我的孩子們不必再擔心因為乳腺癌而失去他們的媽媽。”全球在熱議朱莉這一壯舉的同時也對基因測序技術産生了濃厚的興趣,人們發現基因測序技術确實有用,尤其是在個人健康管理上。

21世紀什麼最貴?不是人才,是健康。在日益忙碌的世界中,許多人都用自己的青春和身體在賭美好的明天。而當癌症等重大疾病突然降臨,他們往往發出這樣的疑問:“為什麼是我?”這以後就是漫長而又痛苦的治療,甚至是死亡。現在以基因測序技術為依托的個性化健康管理和個性化醫療有可能改變這種局面,一個龐大的基因測序市場正在悄然形成。

“大魚吃中魚”

正因市場前景看好,全球範圍内的基因測序商業競争日益加劇。不論是産業鍊上遊的裝置制造商還是下遊的服務提供商,都在加緊布局基因測序産業,争食這塊大蛋糕。這些公司想到的最快捷布局政策就是并購。

有傳奇創業經曆的喬納森·羅斯伯格博士在1999年創辦了454生命科學公司,推出454測序儀,該公司最後被制藥巨頭羅氏公司收購。2007年,喬納森又推出了ion torrent測序儀,後被life tech收購。

有資料顯示,美國基因測序龍頭illumina公司在全球基因測序裝置供應市場的份額占到了三分之二,在市場上還能跟illumina抗衡的隻有life tech公司。這兩家公司顯然并不滿足于其業務隻限于基因測序裝置供應,開始通過并購将業務滲透到下遊的基因測序服務。比如illumina通過收購産前診斷公司verinata health,加速進入産前診斷市場。life tech公司收購了navigenics公司,該公司是一家基因産品和服務提供商,主要提供個人基因組測序服務。

基因測序“蛋糕”惹得制藥業巨頭都想咬幾口。當羅氏的454測序儀被市場淘汰以後,他又打起了illumina的主意。2012年以來,羅氏先後三次向illumina發起收購要約,但最終未能如願。不過,不死心的羅氏在6月2日發表聲明稱以3.5億美金收購了基因測序公司genia technologies,該公司正在開發一個基因測序平台。相比于illumina這塊難啃的骨頭,美國人類基因組科學公司則好啃多了。制藥業巨頭葛蘭素史克在2012年7月以30億美元收購美國人類基因組科學公司,高調插足基因測序。

國内的華大基因早在1999年就參與“國際人類基因組1%項目”,經過十幾年的發展,已經成長為全球最大的基因組研究中心,但它卻沒有自己的測序平台,隻能向産業鍊上遊的illumina公司和life tech公司購買。為了降低進口依賴,2013年,華大基因成功收購美國一家在人類全基因組精準測序和分析領域處于領先地位的公司complete genomics。後者擁有自己的測序平台、試劑和分析軟體,但不對外出售。

就像美國阿拉巴馬州哈森阿爾法生物技術研究院研究員韓健所說的,收購和被收購在生物技術領域是家常便飯,“無非是大魚吃中魚罷了。”基因測序市場中大魚吃中魚,中魚吃小魚極為普遍,最終要達到的目的就是通吃整個産業鍊。

資料分析是難題

不過,整體來看,中國的基因測序産業才剛剛起步,企業均處于産業鍊的中下遊,開展測序服務所使用的測序儀均從國外進口,在測序技術上嚴重依賴國外。那麼中國的基因測序産業會不會受制于人呢?武漢錦奧生物科技有限公司負責人侯玉彬語出驚人:“現在中國整個基因測序産業最主要的問題,不是測序服務産品的豐富度問題,也不是測序平台是不是國外進口的問題,而是後期資料分析搞不定的問題。”

人類基因組有30億個堿基對,用基因測序儀器得到的資料是四種堿基的排列。在普通人看來,基因測序資料隻是a、c、g、t四個字母無意義的排列。但在專家眼裡,這些字母卻蘊含着生命的奧秘。某個地方多一個字母或者少一個字母,意味着你很可能會患某種疾病。隻是這些資料異常龐大,光靠人力解讀是不現實的。是以,現在對基因資料的分析和解讀需要專門的資料分析軟體。比如在臨床上,分析軟體将測序平台上測得的病人基因資料導成可視化資料,臨床醫生用軟體得到自己需要的資料結果,依靠這些結果,并憑借自己的臨床經驗,形成臨床報告,診斷病情并采取相關治療措施。

既然許多醫院都有基因測序平台,但是為什麼基因測序技術還沒有大規模的臨床應用呢?侯玉彬認為不是這項技術有多難,而是臨床推廣很難。難在哪裡,難在解讀,沒有幾個醫生能讀懂。

華中農業大學生命科學與技術學院教授李國亮也認為資料分析是個難題:“如何解讀基因測序資料進而判斷某人得某種病的機率,現在是一個科學研究熱點。大家公認,更多的疾病是基因和我們的環境(包括飲食、生活習慣等)互相作用的結果,僅僅依靠基因組測序,是難以判斷這些疾病的機率的。是以,我們現在要積累測序以及病人的資料,在達到一定的資料量後,對基因組的重組、小片段dna序列的缺失或插入等進行分析,并與病人的生活習慣等環境因素相關聯,進而得出測序資料與疾病之間的關系。”

李國亮的同僚陳玲玲教授也表達了相同觀點:“目前全基因組測序資料解析的确是個很大的問題。我認為現在的解析水準還不能用于臨床研究,當然個體測序和醫療是大家夢寐以求的,也是基因組學的發展方向。”

不容忽視的風險

在中國,基因測序産業面臨的困難,不僅來自于技術,還有可能來自于政策。

就在華大基因同許多醫院合作開展的無創産前診斷正在逐漸催熱基因測序市場之際,國家相關部門冷不丁地給這個火熱的市場澆了一盆冷水。2014年2月9日,中國食品藥品監督管理局和國家衛生計生委下發了《關于加強臨床使用基因測序相關産品和技術的通知》。該通知将基因測序診斷産品(包括基因測序儀及相關診斷試劑和軟體)歸為醫療器械類,而按照《醫療機械監督管理條例》等規定,醫療器械應向國家申請注冊,未經注冊的不得生産、進口、銷售和使用。現在的問題是:國内所有的基因測序診斷産品均未注冊。

難道華大基因就沒想過注冊嗎?汪建在公開場合不止一次地抱怨:“華大基因并不是沒有試圖注冊,而是按照現行的政策法規,注冊程式是一個無法完成的死結。”

原來,中國現在使用的基因測序診斷産品都是國外進口,而《醫療器械注冊管理辦法》中明文規定,境外醫療器械在國内注冊需滿足這一條件:“境外醫療器械已經通過境外政府醫療器械主管部門的上市準許。”可問題是這些基因測序診斷産品在原産國也沒有注冊。比如華大基因從illumina大批購置的型号為hiseq 2000的測序儀就沒有獲得美國fda準許上市。于是,中國的基因測序服務公司就陷入了一個尴尬境地:想注冊而不得。

難道中國的基因測序産業會因政策難題而停止不前嗎?在“叫停”一個月以後,國家又以試點的形式支援基因測序産業發展。侯玉彬認為此舉有點像國外的實驗室認證機制。認證是對實驗室實力和信譽的認可。在美國,實驗室取得認證以後,即使其所使用的基因測序診斷産品沒有注冊,實驗室仍有資質釋出臨床診斷報告。現在國家通過給試點機關以基因測序資質,淨化了基因測序市場,保證了基因測序的健康發展。

除了上述政策風險,基因測序還會産生基因歧視和宿命論的風險。如果有一天,基因測序在臨床上廣泛應用,每個人一出生就會做一次全基因組測序,測序資料顯示你有哪些缺陷基因,你患某種疾病的機率是多少,好似你的基因已經決定了你的命運。當一個人整天背負宿命論的壓力,生命還有意義嗎?當你的全基因組資訊流通以後,你可能在就業和購買保險(放心保)等方面遭遇歧視和不公,就像電影《千鈞一發》中所講述的故事一樣。

侯玉彬是以認為,在未來,個人基因資訊極有可能被保密,隻有個别機構可以檢視。上海複鑒生物科技有限公司的一個科研團隊正在為湖北建設個人基因資料庫,其項目負責人安海甲表示,基因資料庫會處于保密狀态,隻限特殊機構查詢。

原文釋出時間為:2014-07-20

本文來自雲栖社群合作夥伴“大資料文摘”,了解相關資訊可以關注“bigdatadigest”微信公衆号

繼續閱讀