個人基因檢測:足不出戶,知曉前世今生?

“基因檢測”,對今天的人們來說已不再是一個陌生的詞。

在美劇《實習醫生格蕾》第 10 季中就曾有過一個經典的病例:一對健康的夫妻,生育的 3 個子女都先後突發心肌炎,其中一人經搶救無效去世。令醫生們感到不解的是,整個家族並無相關病史,他們進行了一係列檢查,也排除了包括病毒感染、裝修甲醛汙染在內幾乎所有可能的病因,始終無法查明原因。直到數月後,貝利醫生為全家人進行了基因檢測。檢測發現,該家族存在隱性的基因缺陷,是 Raf1 基因的變異導致了孩子們的心肌炎——在他們最初發病時,科學界尚未發現這二者之間的關聯。

不僅在影視劇中,在現實生活裏,基因檢測正在改變著醫生們對疾病的認知,並因此修正醫療手段 :對高齡孕婦而言,“唐氏篩查”是使用最廣泛的、針對唐氏綜合征的產前檢測手段,但準確率隻有 70% 左右。過去,一旦孕婦在初檢時被認定為具有高危風險,就會被建議進行羊水穿刺作為進一步檢查。如今,無創的“產前基因檢測”成為許多準媽媽的新選擇。隻需抽取 5 毫升靜脈血即可完成采樣,安全快捷,準確率更是高達99%以上。

隨著生物技術的不斷發展,近年來,在臨床醫療領域,基因檢測在無創產前篩查、腫瘤個體化治療、遺傳病診斷等方麵的應用日趨成熟。另一方麵,在醫院、科研機構之外,諸多消費級基因檢測產品的出現,也讓這項高科技進入了越來越多普通人的生活中。

比如,你的祖上來自哪裏?為什麽一喝酒就會臉紅?爆發力怎麽樣?還有哪些潛在的健康風險?甚至無需走出家門,一口唾液就會告訴你所有答案。不過,這樣測出來的結果真的靠譜嗎?這種傳說中“高大上”的基因檢測又會給我們帶來些什麽?

一口唾液知曉前世今生?

來自深圳的白領楊宇今年35歲,是一名科技愛好者,向來熱衷於嚐試新鮮事物。2015 年的一天,他聽說一家名為 WeGene 的初創公司,提供針對普通消費者的基因檢測服務,可以測祖源、遺傳疾病、健康風險等等。以前他知道國外有類似的公司,這讓他好奇心大發,馬上決定要試一試。

在公司官網上在線支付了 999 元後,楊宇很快就收到了一個盒子,裏麵裝有一份使用說明書和一支試管狀的唾液采集器。遵照說明,他用舌頭反複刮舔了上下顎,並用牙齒輕輕地刮了幾下舌頭,將含有足量口腔黏膜上皮細胞的唾液裝入了試管中。然後合上蓋子,輕輕搖晃5 秒,使采集器中已有的 DNA 樣本穩定劑與唾液完全融合。

采樣完成後,楊宇把盒子寄回了 WeGene 公司,他的基因樣本將和其他被測者的樣本一起被送往位於複旦大學的實驗室。在那裏,檢測人員將通過基因芯片篩查的方式,把每個樣本背後、每個人的“生命密碼”破譯出來。

所謂基因,是存在於人體細胞中,染色體上的一段具有遺傳效應的 DNA(脫氧核糖核酸)片段,通過指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控製生物個體的性狀表現,也影響著人們的膚色、體貌、性格以及疾病的發生。基因檢測,正是通過人體血液、體液或細胞,對這些 DNA 分子進行檢測的技術。

從 1977 年英國科學家弗雷德裏克·桑格發明第一代基因測序技術“Sanger 測序法”,到 2000 年,來自6 個國家的科學家聯合繪製完成了人類首個基因組工作草圖 ;從 2007 年高通量測序技術出現直到 2014 年,測序設備生產商 Illumina 推出 Hiseq X10 測序係統 ;生物技術的日新月異使基因組測序的單次成本從最早的 1億美元下降至 1000 美元以下,所需的時間也降到了幾天。如同 10 萬元家庭轎車的出現之於汽車工業的意義,如此高效、便捷的新技術也為基因檢測市場開啟了一個新的大眾消費時代。

2006 年,Google 公 司 聯 合 創 始 人 謝 爾 蓋· 布林的前妻安妮·沃西基等人創立了個人基因檢測公司23andMe。通過郵寄檢測套件、收集唾液樣本,他們開創了直接麵向普通消費者、足不出戶即可進行基因檢測的先河。2008 年底,美國《時代周刊》評選出了該年度“50項最重要的發明”,23andMe 的個人基因檢測服務位居榜首。

從此一個無比巨大的市場被打開。曾經隻存在於全球頂尖實驗室裏的基因測序技術正在快步走向世界各地的醫院、診所、公司,進入了普通人的家中。

與臨床醫學上的基因診斷相比,這種“零售型”的基因檢測服務收費更低,隻需幾百美元。 除了健康風險、遺傳疾病等傳統項目,還有諸如眼睛的顏色、酒精耐受度、對於香菜的喜好等一些有趣的項目,用戶甚至還能了解到自己的祖先來自哪裏——通過將個人的 Y 染色體、線粒體、常染色體等遺傳信息與不同人種、人群的數據進行比較,研究人員可以計算、追溯出其祖源成分。

一口唾液就能透露出一個人前世今生的諸多秘密,這種概念有趣、價格親民又簡單快捷的“新玩意兒”極大地滿足了人們的好奇心,23andMe 迅速得到了諸多消費者的追捧,也成為了各路風險投資的寵兒。2012 年,公司一度將價格降低到 99 美元,其用戶數量在隨後的 9個月裏足足增加了一倍。

而在中國,基因檢測的概念直到這兩年才真正開始火起來。除了華大基因等主要麵向醫學和科研類的、老牌的基因檢測公司,市場上也相繼出現了一批直接麵向個人、提供消費級基因檢測產品的初創公司。檢測項目包括運動、性格、營養、天賦等,吸引了越來越多像楊宇這樣的——看著星座運勢、血型分析長大的年輕人,他們轉向寄望於科技的手段為自己“算算命”。

WeGene 的聯合創始人陳鋼介紹說,“我們的用戶大部分來自北上廣深這樣的一線城市,白領占 60%以上,20-40 多歲的比較多”。除了常規的檢測,他們也為在23andMe進行過檢測的用戶提供免費的數據解讀服務。從 2015 年成立至今,已經獲得累計超過 1.3 萬人的基因組數據。

寄回樣本三周後,楊宇收到了一份線上報告,內容涵蓋祖源分析、運動基因、營養代謝、健康風險、遺傳性疾病、藥物反應、遺傳特征等七個方麵,共有 200 多項數據解讀。

報告顯示,他是“B 型血,極少數為 A 型血 ;爆發力出色、記憶力不錯 ;吸煙不容易上癮,喝酒可能臉紅,有幹燥的耳垢,運動對減肥的影響較大”。這些可證偽的項目似乎都挺準確。

在他最好奇的祖源方麵,結果顯示,楊宇的祖上起源於 17000 年 -22000 年前的中亞或北亞,主要分布在美洲、亞洲大部分地區和北非,以美洲土著人、因紐特人和凱特人為代表人群,與“原子彈之父”羅伯特·奧本海默同源。而意外的是,老家在西北的他本以為自己是純種的北方漢族人,但基因告訴他,他還有將近 28% 的韓國血統!

楊宇覺得很有意思,特意去谘詢了相關領域的朋友才得知,這可能與曆史上西北地區某些少數民族的遷徙有關,“我真沒想過會是這樣”。

基因檢測有什麽用?

今年 29 歲的平麵設計師李尤不抽煙不喝酒,從4 年前開始堅持健身,一直對自己的身體非常自信。2015 年 9 月,在朋友的推薦下,他在個人基因檢測公司“23 魔方”做了一次檢測,沒有特別目的,“就覺得這東西挺酷的。”

他也是在網上下單、自主采集唾液樣本、寄回檢測套件……一個月後,他也在微信上看到了檢測結果。

報告顯示,在他的“健康風險”中,排名第一的是“強直性脊柱炎”,患病風險是普通人的 8.57 倍。“這個病是什麽鬼啊!聽都沒有聽說過。”原本隻是圖新鮮、測著好玩的李尤完全沒往心裏去,很快就把這事忘到了腦後。

兩個月後的一天,李尤突然感覺自己臀部右側連同大腿根部疼痛難忍。原以為是健身時用力過猛拉傷了肌肉,當這不同尋常的疼痛折磨得他一整晚都無法入睡後,他突然想到了那份基因檢測報告。

第二天,他趕到醫院,經過一係列的化驗、檢查,醫生做出了診斷 :強直性脊柱炎。這是一種慢性的自身免疫性疾病,並不致命,如果控製得當,甚至都不會出現症狀,但不少患者都因為在病情較輕時沒能及時發現,貽誤了最佳治療時機。

醫生告訴李尤,強直性脊柱炎與遺傳基因缺陷有關,但並不意味著每個攜帶這種易感基因的人一定會發病。不過,久坐、運動損傷、床墊過軟都是重要的誘發因素。

“他說的這些,我全中!”想到自己之前的大意,李尤有些鬱悶, “從前以為每年體檢一次就夠了,原來盲目性太大了。很多基因檢測顯示的高風險項,體檢完全沒有覆蓋到。”從那時起,李尤開始遵照醫生的指示定期服藥,調整運動強度,“強直”的症狀再沒有發作過。盡管知道是隻具有參考意義的非臨床產品,李尤仍然慶幸,對他而言,是基因檢測的“神預言”幫助自己在阻擊病痛的戰爭中搶占了先機。

在這方麵更有行動力的當數美國影星安吉麗娜·朱莉。2013 年,朱莉在基因檢測中發現,自己從母親那裏遺傳了突變的癌症易感基因 BRCA1,未來患上乳腺癌和卵巢癌的幾率高達 87%和 50%。為了降低可能的風險,避免和母親一樣早逝的命運,她決定接受預防性的雙側乳腺切除手術。兩年後,她再度接受手術,摘除了雙側卵巢及輸卵管。手術後,她患上這兩種癌症的幾率將大幅降至 5%。

當時,朱莉的選擇在一夜之間將基因檢測推到了聚光燈之下,也在社會上引發了軒然大波。越來越多的人開始討論,基因檢測真的能幫助我們改變命運嗎?她這樣的做法會不會太矯枉過正了?

據丁香診所婦產科醫生田吉順介紹,“BRCA1 基因與乳腺癌、卵巢癌的高相關性,是上世紀 90 年代的一大發現。”乳腺癌是由遺傳和環境等多種因素導致的惡性腫瘤,“但 BRCA1 和 BRCA2 基因是和乳腺癌高相關的,尤其是和家族遺傳性的乳腺癌高相關。”

有研究表明,80% 攜帶了已經突變的 BRCA 基因的女性將會罹患乳腺癌,因此,BRCA1 基因最早的發現者、2014 年拉斯克獎得主瑪麗 - 克萊爾·金教授還曾建議,所有女性都應該接受 BRCA 基因篩查。

事實上,現代醫學的研究表明,絕大多數疾病都是由多個基因和多種環境因素共同作用的結果。而受製於人類對基因和疾病認識的局限性,對於許多複雜疾病,目前的科研進展仍無法告訴我們基因究竟在其中起到了怎樣的作用,像家族遺傳性乳腺癌這樣基本明確了致病基因和原理的疾病並不多見。

除了“與未來的疾病對抗”,基因檢測還在以更多的方式影響、改變著人們的命運。

一年前,32 歲的白領李曉娜是個“體重基數大”的姑娘 :身高 168cm,體重 78.8kg。

恰逢工作瓶頸期,來自各方的壓力讓她十分沮喪,幾乎放棄了減肥的念頭。直到 2015 年底,在朋友的鼓勵下,她來到一家主打“健康管理”的基因檢測公司,進行了一次專門針對減脂的運動基因檢測。該公司的主營業務之一,是在基因檢測的情況上,為每位客戶設計個性化的瘦身方案。

基因檢測顯示,她的蛋白質代謝能力較高,對維生素的吸收能力和利用率較低。根據這一特點,營養師糾正了她原先為了減肥不吃肉、不吃主食、不吃晚餐的壞習慣,重新為她製定了一份均衡的食譜。

檢測結果還顯示,有氧運動對她的體脂消耗影響很小,而力量訓練的影響則很大。於是, 李曉娜開始步行上下班,以加大有氧運動的強度 ;同時在健身教練的指導下,走進健身房,進行器械訓練。她第一次發現,之前自己跑步一小時都不怎麽出汗,但是力量訓練僅 20多分鍾,她已經汗流浹背了。

這樣的“驗證”讓她備受鼓舞,她決定依據檢測結果的建議,認真堅持下去。在之後的 131 天時間裏,她在沒有刻意節食的情況下成功減掉了 19.2kg。

“其實科學隻是一個手段,關鍵還是取決於個人的自控力。但基因檢測能讓你更了解自己的身體是怎樣的狀態,這樣瘦身事半功倍,不會像別人那樣走冤枉路。”如今每每回想起那段“奮鬥史”,李曉娜都很激動。她已經無需再減肥,重新找回了自信,健康飲食、定期鍛煉的習慣也一直保留了下來。

通過基因檢測,有人發現了祖源的秘密,有人檢測出了潛在的疾病,還有人變成了更好的自己。不過,在業內人士看來,無論是臨床醫學市場還是消費級市場,基因檢測的春天還遠未到來。距離公眾真正地理解基因檢測,並樂意主動為此買單,還有相當長的一段距離。

檢測結果靠譜嗎?

新興的基因檢測公司經常會收到用戶的各種反饋 :“我的身高 180 ㎝,應該高於平均水平吧,怎麽測出是‘可能趨近於平均身高’?”“完全記不住事,測出來還是‘記憶力不錯’?”“乳腺癌的風險值高於 94% 的人,是不是考慮生完孩子摘掉乳腺?”

每到這時,基因檢測公司都會耐心地一遍遍向用戶們解釋 :很多生理特征、疾病屬於多基因控製的複雜性狀,在受到基因影響的同時,也受到來自人體內外環境、生活方式等諸多因素的影響。因此,基因並不能決定一切,而且,他們的檢測本身也不能被視為臨床產品。

事實上,消費級基因檢測產品的準確性,多年來在業內一直存在爭議。

嚴格意義上來講,人們習慣說的“基因檢測”,其實是一個籠統的大概念,主要分為基因測序(GeneSequencing)和基因芯片篩查(Gene Chip Screening)。

科學研究表明,每個人都有 23 對染色體,由DNA 和組蛋白組成,全部染色體上有約 31.6 億個堿基對。當相同的堿基對位置上產生變異(即由單核苷酸變異引起 DNA 序列多態性,簡稱 SNP ),進而對人體的遺傳性狀和健康產生一定影響,這個 SNP 就是基因檢測報告裏通常所說的“位點”。個體 DNA 之間的差異,比如生物性狀的不同、不同人對疾病的敏感等等正是源於 SNP 的差異。

目前,一般消費級的基因檢測產品,出於對成本等因素的考慮,大多采用的是基因芯片篩查的方式,而非醫療領域會使用的基因測序。也就是說,他們通過基因分型芯片對幾十個、幾十萬個,甚至上百萬個位點進行檢測,將測得的 SNP 與具有特定性狀或疾病人群的SNP 進行比對,據此作出推測。

這樣的方式優缺點都很明顯。就好比一棟摩天大樓突然停電了,為了弄清問題出在哪裏,有兩種方法。全基因組測序技術是對整棟建築中每一個房間的每一條電路進行逐一排查,從而找出發生故障的位置。而基因芯片篩查,則是有選擇地對已知容易發生故障的地方進行檢查。與前者相比,這種方式在很大程度上提高了效率,但也很容易遺漏其他線路新出現的問題。

這也正是消費級基因檢測產品備受爭議的原因之一 :在現階段,人體內已知的位點數量大約有 6000多萬個,而消費級基因檢測公司通常使用的芯片,最多也隻能檢測 100 萬個位點,這意味著提取的基因數據本身就非常有限。“想象你拿了一本書,然後隻讀了每頁的第一個字母,”哥倫比亞大學臨床精神病學教授羅伯特·克裏茲曼這樣解釋這其中的“誤差”,“99.9%的內容都被你漏掉了。”

而由於各家公司在進行檢測時,采用的技術手段、依據的研究報告、使用的數據庫和分析方法等等都各不相同,即便是同樣的檢測項目,測出來的結果很可能也不一樣,這也給人們對檢測準確性的疑惑蒙上了一層陰影。早在 2011 年,美國國立衛生研究院(NIH)院長弗朗西斯·柯林斯就曾在自己的著作《生命的語言 :DNA 和個體化醫學革命》中,講述了自己的經曆 :他先後在 Navigenics、23andMe 和 deCODE 這三家知名的個人基因檢測公司進行了檢測,但結果卻不盡相同。

其中差異最大的是前列腺癌的患病風險。23andMe 的報告顯示一切正常;deCODE 的報告認為,柯林斯的患病風險略高於平均值 ;而另一家公司Navigenics 則指出,他患上前列腺癌的概率比一般人高出了 40%。

身為經驗豐富的外科醫生,柯林斯對三家公司的數據進行了仔細比對,很快就發現了問題所在 :截至檢測時,已知有 16 種基因變異會導致前列腺癌,但23andMe 隻檢測了其中 5 種,deCODE 檢測了 13 種,Navigenics 檢測了 9 種。而當他把三家公司的數據綜合到一起,自行計算後發現,他實際的患癌風險與Navigenics 的結果最為接近。

在基因檢測起步較早的美國尚且存在這樣的情況,在中國,一些並不規範的公司號稱通過十幾個位點就能夠檢測出用戶的遺傳疾病或健康風險,其結果準確性可想而知。

除此之外,盡管目前中國的基因檢測技術已經非常成熟,一些公司使用的檢測設備也和國外沒有區別,但在對檢測數據的解讀和分析方麵,與國外相比仍存在差距。

在 WeGene 的聯合創始人陳鋼看來,任何一項基因檢測,其科學性都是建立在相關研究的進展之上的,不同的檢測項目,其“準確性”不能一概而論。他坦言,由於國內以及整個亞洲地區的基因檢測都起步較晚,導致東亞人群的基因數據量很少,因此相關的科學研究都是建立在白種人的基因數據之上的——這意味著,基於不同人種之間的差異,包括他們在內諸多國內的基因檢測公司,檢測報告的準確性還有較大的提升空間。“比如我們檢測報告中有一項關於香菜氣味喜好的分析,因為是根據白人數據做的解讀,對中國人基因的判斷基本上都不準。”

隻有隨著基因庫樣本數量的不斷積累,算法不斷進行校正,準確率才會越來越高。

 

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好文! -閑看花開花落- 給 閑看花開花落 發送悄悄話 (0 bytes) () 02/11/2018 postreply 19:58:11

原創?轉貼? -欲千北- 給 欲千北 發送悄悄話 欲千北 的博客首頁 (0 bytes) () 02/11/2018 postreply 22:08:38

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