對話Illumina：基因測序是一把雙刃劍？

Illumina公司從事著比谷歌和微軟更“神秘”的行業:制造基因測序儀。記者就"基因測序，會不會是一把雙刃劍？"等一連串基因測序的話題，提問這家全球“最聰明”的創新企業

　　人類基因組測序的成本真的已經降到了約1000美元了嗎？完成一次測序只需要一天時間？這些聽起來很神奇的事情，究竟是如何發生的？基因測序，會不會是一把雙刃劍？

　　近日在上海自貿試驗區內，由美國麻省理工學院《麻省理工科技評論》最新評出的“2014年度全球創新企業50強”第一名——Illumina公司的首席執行官Jay T.Flatley（杰·弗拉特利）與中國媒體面對面。

　　Illumina，這個名字在科學界比較有名，對大眾而言依然很陌生。他們從事著比谷歌和微軟更“神秘”的行業——制造基因測序儀。記者就一連串基因測序的話題，提問這家全球“最聰明”的創新企業。

　　基因測序之“變”

　　在中國人的記憶中，認識基因遺傳理論是從中學課本里介紹孟德爾的豌豆雜交試驗開始的。遺傳定律被發現是在19世紀60年代。到了20世紀初，遺傳學家摩爾根通過果蠅遺傳實驗，認識到基因存在于染色體上，并且在染色體上呈線性排列。

　　再過了大約半個世紀，隨著分子遺傳學的發展，尤其是沃森和克里克發現DNA的雙螺旋結構以后，人們進一步認識了基因的本質，即基因是具有遺傳效應的DNA片斷。研究結果還表明，每條染色體一般含有一個長長的DNA分子，每個DNA分子上有成百上千個基因，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。

　　不過中學老師都會告訴你，就算知道了這些，人類依然無法了解人類自身的基因圖譜。要測出成人染色體中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，依靠的是“人類基因組計劃”，它由美國科學家于1985年率先提出，于1990年正式啟動，美、英、法、德、日以及中國科學家共同參與了這一預算達數十億美元的人類基因組計劃。

　　有人把人類基因組測序計劃與阿波羅登月計劃相提并論，認為它對人類歷史而言十分偉大。這項計劃集合了全世界頂尖科學家的力量，最終在2000年完成了人類基因組草圖的繪制，并于2001年公之于眾。到2005年，人類基因組計劃的測序工作宣告基本完成。

　　顯然，在2005年之前，動輒上億美元的高額測序成本，使得人類基因組測序還停留在高端研究的領域。不過，這樣的情況在2005年-2007年發生了變化，多家公司相繼推出了“高通量測序儀器”，使得測序成本下降到了幾百萬美元的級別，這種通過技術改進實現的測序，也被稱為“二代基因測序”。

　　Jay T.Flatley告訴記者，時隔不到10年，又經過了數輪技術改進與革新，到了2013年，Illumina公司發布了“Hiseq XTM Ten”成套設備，又將人類基因組測序成本大幅降低，速度再次提升。不過，對普通人而言“1000美元測人類基因”，聽上去好像還是一個神話。

　　“快捷”與“低成本”是如何實現的？

　　來自Illumina公司的消息說，今年年中，上海自貿試驗區就將迎來一整套“Hiseq XTM Ten”，它將完全服務于自貿區內的研發平臺企業——誕生于中國的藥明康德公司的科學研究。

　　這將是全球第九套、中國第二套投入科研運用的此類大型設備，在中國境內的另一套設備目前在北京服務于一家名叫“諾禾致源”的公司。此外，此類大型設備的購買和應用者主要分布在美國、澳大利亞、韓國等。

　　在基因測序領域，這樣的“快捷”與“低成本”是如何實現的？弗拉特利告訴記者，公司的核心競爭力是“多重合一”的，這一強大的設備將激光技術、生物分子技術、表面化學、軟件分析、電子學等多學科相關的新興技術綜合在一起，實現了測序數據的高效產出。

　　藥明康德方面介紹說，這樣的成套設備好比是一個“測序工廠”，適合運行于大型基因組測序中心，為各類生命科學和生物醫學研究提供海量、高效率的測序服務。據測算，在一天24小時內，此類設備可同時完成一套或多套人類基因組測序任務。

　　基因測序是雙刃劍嗎？

　　除了在基礎研究、遺傳學分析、生物制藥等方面的應用，基因測序設備正在發揮更多的作用，人們也聽到如今在醫療領域有一些機構和醫院提到“測序”。就在今年2月，中國國家食品藥品監管總局和國家衛計委叫停未經審批準入的包括產前基因檢測在內的二代基因測序（指獲得技術改進后的高通量測序）產品和技術等在醫療機構臨床診斷中的應用。

　　對此，記者采訪從事相關領域研究的中國科學家和Illumina公司時，他們也都表示理解中國政府迅速規范基因測序領域的政策意圖，并認為政府監管和實施認證具有必要性。

　　“對遺傳性疾病有診斷與咨詢意義的基因測序應當是在政府授權、各部門嚴格監管下展開，衛計委等叫停的測序，與近年來一些測序服務機構、廠家宣稱可以提供基于基因測序的咨詢與診斷服務，以及出具那些未獲認證的咨詢及診斷書有關，沒有經過充分基礎與臨床研究的基因咨詢與診斷極易出現假陽性、假陰性，對接受測序者是極不負責的。”

　　中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所研究員仇子龍說。據了解，所謂高通量的“二代測序”，曾被一些機構異化為“ 一滴血 包測百病”等噱頭，其背后則裹挾著巨大的商業利益。

　　仇子龍分析，叫停臨床診斷中的基因測序，不意味著在科研領域不能使用測序方法和儀器。在規范的科學研究過程中，若使用基因測序方法應用人類樣本對遺傳性疾病進行研究，首先必須與醫生團隊進行合作，得到醫院的醫學倫理批準，在獲得國家相關政府部門的許可、監管后進行。

　　仇子龍說，科研人員期望對諸多重大疾病如癌癥、自閉癥等進行有針對性的基因測序，最終確認基因突變與復雜重大疾病的關系，從而推動科研突破，惠及普通患者。但這是一個漫長的過程，必須循序漸進。

　　專家強調，隨著基因測序技術的不斷進步，蘊藏于人類遺傳領域的眾多信息和奧秘將逐步被“破譯”。在利于前沿高科技解碼基因信息的同時，也要尊重人類本身，即必須是依法合規的，秉持倫理性和公益性，并保護隱私和信息安全。