《浙商》杂志 牛金霞

科学家们对人类的“基因密码”始终充满了好奇和热情，在个人基因组测序变得越来越便捷的今天，我们到底能用这些基因数据做什么——精准预测和治疗疾病？使人长生不老乃至返老还童？这些都是人类内心最深处的渴望，这些尝试也都已开始。

《浙商》：在人类基因层面“动手术”是建立在足够了解个人基因信息的基础上的。那么，个人基因组测序是生物科技当下的主要关注点吗？

皮埃罗：生物科技领域的创业公司五花八门，各种各样的都有。不过，自人类基因组计划开始后，个人基因图谱确实吸引了很多资金和人才。

目前，提供个人基因组测序服务的有四家大的公司，分别是23andMe（最出名的基因组创业公司，也是首个将个人基因组测序商业化并提供给普通客户的公司），Generations Network的Ancestry DNA（2007年10月发布），国家地理（National Geographic）2005年推出的基因地理工程（Genographic Project）以及Family Tree DNA（家谱DNA，2007年该公司向德国公司DNA-Fingerprint收购的技术）。

这四家公司目前已有了数百万人的基因标签。23andMe给他们的第一个客户贴上基因标签是在2007年11月，至2015年6月它完成了为第100万个客户贴基因标签的工作。如今，23andMe的个人基因组测序服务只需约200美元。

2015年，位于美国马里兰州的Veritas Genetics，一家2014年由乔治·切奇创立的初创公司（该公司在杭州也设有研发中心）推出了一项包括个人基因组测序+结果分析报告的“套餐”，价格只需1000美元。

拉斯维加斯的Sure Genomics公司，是2014年由一群没有生物学背景的人创立的公司。2016年，这家公司声称，他们能让用户在家里仅用唾液采样就可以做个人基因组测序，而且还能获得比23andMe公司的DNA检测更全面的结果。Sure Genomics提供的价格是2500美元一次，比23andMe高出很多。

《浙商》：为什么基因组测试的成本能下降这么多？

皮埃罗：这个故事略为复杂。但可以肯定的是，首先是因为测序仪器的成本在显著下降。基因测序仪器市场由三家公司主导：圣迭戈的Illumina公司（2007年收购了Solexa的测序技术），位于硅谷的Applied Biosystems公司（2014年被Thermo Fisher Scientific公司收购）和454 Corporation（2007年被罗氏公司收购）。Illumina公司占有大约70%左右的市场，它曾预测，至2020年，个人基因组测序的市场规模会达到200亿美元。

近几年来，基因测序仪的价格更是不断下降，以至于越来越多的人想要知道自己的“基因密码”。可以预见，当我们有便携式基因测序仪后，基因测序的下一次革命就会到来。这一天已经非常近了。

由牛津大学化学生物学教授Hagan Bayley成立的Oxford Nanopore公司，2012年开始测试一个名为Minion的便携式基因测序仪。该仪器很快就被医生们用于“读取”埃博拉病毒的基因组，这种病毒在几内亚肆虐时一度导致2万人死亡。Minion的用法很简单，只需要将它插入笔记本电脑的USB端口，它就能实时呈现读取出来的碱基结果,它甚至比芯片上的实验室（lab-on-a-chip）还要好,它是一个USB上的实验室（lab-on-a-USB-drive），你想带它到哪里都行。

虽然 Minion第一版只能在短的基因组上运作良好，还不足以分析像人类基因组那样又长又复杂的基因组，但在不久的将来，更多像Minion这样的便携式设备会投入市场量产。一位生物学家可以把它装在背包里，带着它到丛林里对一些罕见的动物进行基因测序；警察可以用它快速识别陌生的有机体，用以判断是否是生化武器；NASA可以让机器人带上它到火星去，寻找其他生命的痕迹。

《浙商》：如果我去做了个人基因组测序，它都能给我提供哪些有价值的信息？

皮埃罗：好消息是DNA检测越来越便宜，普通人能便捷地完成个人基因组测序。坏消息是它现在确实还并不怎么有用：DNA检测结果目前整体来说并不是“可操作的”。比如，它还不能告诉你，根据你的基因信息，你要怎么做才能降低疾病的风险。

事实上，目前个人基因组测序的价格往往都是不包含结果分析报告的。23andMe价格最低的个人基因组测序服务自然也不包含数据的“解释”。这些初创企业里只有极少数可以提供全面的数据分析报告。

在“可操作”的个人基因组报告领域，目前有两家领袖企业，分别是来自波士顿的Knome（2007年第一个尝试将人类基因组测序商业化的创业公司，现在是犹他州Tute Genomics公司的一部分）和Illumina。但是，这两家公司对这类分析报告的收费高达1万美元。

你肯定会问，既然暂时并没有什么实际用处，为什么还有那么多人去做？我在硅谷观察到的现象是，大多数去23andMe或Ancestry尝鲜基因测序的人都是为了好玩，更多是把它当成一种高科技娱乐，而不是严肃的医疗保健。

比如，如果你想知道自己是否有来自欧洲的祖先，一测便知。很多年轻人将自己进行基因组测序的过程“晒”到网上，觉得这件事本身就很酷。

为什么看起来如此“高科技”的强大医疗技术暂时只能“被娱乐”？因为科学家们目前对我们的基因跟疾病之间的相关性还了解得太少。

科学家们首先需要海量的基因组数据，并且同时拥有贡献这些基因组数据的人的疾病档案，有了这些足够的大数据之后，才能进一步分析验证特定基因与特定疾病之间的关系，才能找到真正对人类健康极具价值的基因组密码。届时，个人基因组应用才能对现有医学进行颠覆性、革命性的改变。

不过，如今已经有很多创业公司推出了各种基因组APP。比如，Helix是位于旧金山的Illumina的分公司，想要创建第一个关于基因信息的“应用商店”，它的想法是，让一个基因APP的用户能够选择将结果分享给其他基因APP，以这种“众包”的方式促进创业公司对个人基因组信息的解读和应用。Helix可以根据你的情况向你推荐其他基因组应用，帮助你了解更多关于自己DNA的信息。

《浙商》：个人基因组图谱是一个人的“生命之书”，如今这么多人尝试个人基因组测序，会不会引发新的隐私问题？它的风险主要在哪里？

皮埃罗：隐私问题其实并不算个人基因组测序的重大风险，就好像你的医生掌握着很多关于你的健康数据，但这些数据长久以来并没有引发隐私风波一样。

可能困扰你的是，这些DNA测试公司会利用你的基因来赚钱。当用户们觉得花上几百到上千美元做个基因组测试既好玩又酷的时候，他们实际上都在为DNA测试公司的基因数据库贡献资源。客户的基因数据对23andMe或Ancestry这些公司来说都是宝贝，它们精心收集这些数据，就是为了当样本数据足够多时，能够分析出来到底哪一种或几种基因有非同寻常的价值，进而开发出更极具潜力的“基因应用”。比如，很多人都会对长寿这个“基因应用”感兴趣，而寻找足够可靠的长寿基因就需要数以万计的样本，如果数据库里超过100岁的人都具有某种特别基因，这种基因自然值得特别研究。

以目前的个人基因组测序的现状来说，隐私不是阻碍用户们主动做基因组测试的主要问题。基因研究领域不可避免地充满了隐私和伦理问题，但我认为目前整个社会应该在“给用户足够的动机”上努力，而不是关注所谓的隐私保护。毕竟，帮助科学家们找出“基因密码”是造福人类的大事。整个行业应该解决的优先级问题是如何说服更多人来做基因组测试。

《浙商》：能够对人类基因组进行测序之后，精准医疗这一概念逐渐兴起，它的发展潜力如何？

皮埃罗：所谓精准医疗是说，要从个人基因层面掌握精确的病因，进而为患者提供量身订制的治疗方案。

2015年，美国政府推出了“精准医疗计划”，初步目标是将100人的基因组分类，真正的目标则是“药物基因组学”。由于人类基因组的多样性，不同个体对药物治疗的反应不同，从而产生的疗效不同，药物基因组学就是试图为特定的病人在特定的时间提供特定剂量的药物。其背后的理念是，某些基因会让一些人先天就有患上某种疾病的倾向，只有从基因层面精确了解病因，医疗才能精准，唯一能验证这种理论是否正确的方法就是找到患有同一种疾病的人们的共同基因。

人类基因组被测序已经10年有余，但我们在精准医疗上还没有一个“成功故事”。导致这种结果的主要原因还是老问题——“基因大数据”的缺失。我们在医疗上花的大部分钱都是在人生病以后才花掉的，政府和社会提供的医疗保险和补贴等也都是“病后帮助”。如果能扭转这种情况，将大部分钱花在“病前”的预防上，人们的健康状况必将大大改善。

此外，我们还需要一个更全面的样本基因库，现在大多数做基因测序的人都是欧洲血统，意味着目前已有的数百万可用基因组数据只适合白人。

《浙商》：再生医学近年来也引起很多人关注，它的未来会怎么样？

皮埃罗：再生医学的吸引力是很明显的——这意味着未来我们能在身体上“种植”特定的组织和身体器官。某种程度上，人类将具备和蜥蜴一样的能力，尾巴断掉了还能再生。目前，每年都有约120万人遭遇器官损伤或完全坏死，而只有10%-20%的人能及时得到器官移植。如果再生医学得到充分发展，每年就能够拯救超过100万人。

人类在伤口自我愈合上的能力很好，但当涉及到肌腱、韧带和月牙形的纤维软骨半月板时，自我修复和再生的能力就不行了，远不如有些动物那样好。世界各地每年大概有百万人半月板受伤，通常都不能被修复。

也有科学家认为，他们可以直接“打印”出身体组织和器官。将3D打印技术与活体组织结合起来的想法确实很有吸引力，第一个尝试将其商业化的公司是Organovo，由密苏里大学的Gabor Forgacs等创立于2007年。现在，致力于3D生物打印的初创公司已经在亚洲出现，比如日本的Cyfuse，以及杭州的捷诺飞生物科技有限公司。不过，总的来说，目前的生物打印研究仍然主要在大学里进行，尤其是维克森林大学以及哥伦比亚大学。2015年，美国哥伦比亚大学的毛剑展示了一台能够打印人体半月板的机器，2016年，维克森林大学的科学家推出了一台专门为烧伤患者打印新的皮肤细胞的生物打印机。

最后，当我们将基因治疗和干细胞研究结合起来看的时候，对得到身体器官和组织再生的工具就会颇为乐观。虽然研究者们用的是不同的研究方法，但这种研究在世界各地多个实验室都在进行。

2016年，女科学家伊丽莎白·帕里什在自己身上进行了基因治疗（她在西雅图有自己的创业公司Bioviva），用以提升和改善自己的“端粒量”。端粒是人体变老时首先会受损的DNA，测试其质量最简单的方式是分析血液中的白细胞，这是一种在年轻人体内普遍比较高的物质，而在老年人体内普遍比较低，也就是说，端粒是一种能让你保持年轻的物质。这位女科学家通过基因治疗将这种物质在20年里下降的数量重新“找回来”了。理论上讲，她在试图让自己“返老还童”。

鉴于端粒下降只是人类老化过程中的一个因素，伊丽莎白·帕里什同样在自己身上“倒回逆施”了其他导致老化的因素。虽然目前只有时间会告诉我们她的“年轻血液”是否真的能帮助她活得更久,但毫无疑问，基因治疗正在变得更加真实，不再是遥不可及的传说。