“親民”基因測序技術出世
導讀：第三代人類基因測序關鍵技術研制取得重大進展：人體全基因測序有望只需1000美元、在1天時間內完成，提前預測、干預潛在遺傳類疾病的可能性大大增加。
隨著技術的不斷進步，基因測序的成本正變得越來越“親民”。不過，人們認為1000美元仍然不能使基因測序成為一個“飛入尋常百姓家”的臨床診斷價格，人們的下一個目標是100美元。
“如果說二代測序的使命是使成本降低到1000美元/基因組的話，那么三代測序的使命就是使成本降低到100美元/基因組，進一步促進測序發(fā)展為臨床的常規(guī)檢測技術，在臨床診療上發(fā)揮更大的作用?！蹦戏娇萍即髮W副教授、深圳市瀚?；蛏锟萍加邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“瀚海基因”）創(chuàng)始人兼CEO賀建奎告訴《中國科學報》記者，隨著第三代測序技術（即“單分子測序技術”）的發(fā)展，人們距離這個目標正越來越近。
臨床推廣更傾向于第三代測序
世界范圍內，基因測序儀一度被幾家主要的公司所壟斷，著名的測序公司有Illumina、Life Tech、羅氏（Roche）、太平洋生物等，我國99%以上的測序儀和試劑都依賴于進口。而在單分子測序方面，此前也僅有美國和英國推出了第三代測序儀。
第三代測序技術不需要PCR擴增，可直接對單個分子進行測序；樣品制備簡單，測序成本進一步降低；可直接讀取RNA的序列和包括甲基化在內的DNA修飾。相比之下，二代測序需要一個比較復雜的樣品制備過程，同時為了建庫，還需要匹配十余臺設備，光這些設備就需要一百多萬元。第三代測序優(yōu)勢可以大大改善臨床基因測序的成本、速度和質量。
瀚?；?014年5月份立項，致力于開發(fā)一款面向臨床應用、可供醫(yī)生直接使用的第三代基因測序儀。2015年10月底，瀚?；蚵氏仍趪鴥妊邪l(fā)出第三代測序儀的原理樣機“GenoCare”，引起了國內外的廣泛關注。賀建奎預計，工程樣機將于2016年下半年制成。
基因測序已成為精準醫(yī)療的入口
基因測序作為精準醫(yī)療的重要一環(huán)，隨著技術的進步以及成本的下降，近年來發(fā)展迅速。
精準醫(yī)療主要包括精準診斷和精準治療兩部分。作為精準診斷的關鍵，基因測序已成為當仁不讓的精準醫(yī)療的入口。如今，醫(yī)療部門通過基因測序及分析技術對病人分子層面信息進行收集，再利用生物信息學分析工具對所有信息進行整合并分析，醫(yī)生可以早期預測疾病的發(fā)生、可能的發(fā)展方向和疾病可能的結局，以幫助作出診斷。
賀建奎介紹說，目前，單分子測序平臺可以廣泛應用于無創(chuàng)產前診斷、腫瘤早期無創(chuàng)診斷、胚胎植入前遺傳學篩查、病原體檢測和遺傳病基因變異檢測等。
“已有文獻報道證明，對唐氏綜合征的篩查，單分子測序技術比Illumina測序技術對檢測21號染色體異常更為靈敏。”高雁告訴記者，他們的實驗設計還顯示，單分子測序能夠檢測到3%的低頻突變。
對于病患而言，如果切除癌癥的腫瘤組織，其中大概只有40%是真正的癌癥組織，其余60%則是正常的血管等組織。而在40%的癌癥組織中，大約只有50%發(fā)生了癌細胞突變，另外一半正常。這樣算下來，需要真正檢測的有突變的癌癥細胞只占所要切除的癌癥組織的20%左右。
“我們研究團隊將靶向基因捕獲和測序融合在一步完成，實現了單分子靶向測序。經過實驗設計，證實了可以檢測到3%低頻突變。所以我們認為，這個原理將來有可能用到癌癥的早期檢測?！备哐阏f。
此外，賀建奎告訴記者，對于諸如埃博拉等重大暴發(fā)性傳染病的應用領域，第三代或第四代（納米孔分子測序）測序技術的應用，更是能夠第一時間讓病毒現出原形，從而為重大傳染病防控提供科學依據。
“測序技術不能僅僅用于科研，更要用于臨床，這樣才擁有更廣闊的市場和更長久的生命力?！备哐阏f。
二代測序攜手三代測序致力“中國創(chuàng)造”
盡管第三代測序技術優(yōu)勢多多，但并不意味著單分子測序無所不能，也并非毫無瑕疵。賀建奎告訴記者，目前第三代測序并不能取代二代測序，而是作為對其的一種補充共同發(fā)展。
“單分子測序有通量限制，普遍不如二代測序儀高。這限定了其在全基因組測序方面‘拼’不過二代測序儀?！辟R建奎說，單分子測序儀并不適合獨立做全基因組測序，更適于針對有限的、個性化的、目標性的應用。
此外，第三代測序儀盡管節(jié)省了人力和物料成本，但它的硬件成本還相對較高。賀建奎舉例說，太平洋生物公司一款單分子測序儀的成本約為150萬美元，其最新版本盡管降低了1/3的成本，其“身價”仍令人咋舌。
“總體來講，第三代測序儀還處于起步的發(fā)展階段，仍有未知的空間等待進一步探索。比如三代測序儀提供了一個強大功能，它或能發(fā)現潛在遺傳信息?！辟R建奎說，基因測序技術作為生物大產業(yè)的金字塔頂尖的技術，需要國家大力支持。
“三代測序技術的發(fā)展需要國家像支持國產CPU、國產大飛機那樣的力度去支持?！辟R建奎認為，基因測序技術涉及多學科領域的交叉，這一行業(yè)的快速發(fā)展，勢必帶來光學、表面化學等工業(yè)品質的提升，這些方面的共同進步最終將推動“中國制造”走向“中國創(chuàng)造”。
聲明：素材來源網絡，如有侵權，請聯系刪除
