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基因DNA密码也就是一个人的健康密码

在刚刚举办的第二届感染性疾病精准医学高峰论坛上,曾亲身参与这项工作的中国科学院武汉病毒研究所研究员刘翟,现在说起那段经历,依然如同好莱坞大片般让人心惊。他说,病原体能使人类群体性致病甚至致死,而中国团队使用的高通量测序等新技术,能帮助人们追溯病原体、捕捉放大它们在分子水平上的变化、锁定病原体的“命门”。经过对样本进行生物信息学分析,中国科学家终于在病毒暴发过程中第一次锁定了埃博拉病毒的“进攻线路图”, 揭示了埃博拉病毒基于自身的变化,最终赢得了这场“人毒之战”——这场对埃博拉病毒的研究和控制,在学术界被认为是高通量测序技术全面应用的首次实战。
 

埃博拉病毒是一种能引起人类和灵长类动物产生埃博拉出血热的烈性传染病病毒,有很高的死亡率,当年在非洲暴发时曾引发全球恐慌。达斯廷·霍夫曼主演的大片《极度恐慌》,就曾再现了埃博拉病毒夺人生命的恐怖景象。

2014年西非埃博拉病毒暴发时,美国科学家最初断言病毒可能在加速进化。这也意味着传统的检测防治方法或许失效,如果埃博拉病毒是迅速变化且致命性叠加的致病原,其危险性将比人类最初认知的更高。美国团队的结论是否可靠,为此中国科学家团队采用了全新的方法检测了大量临床样本,对175株埃博拉病毒进行了全基因组测序,采用高通量测序技术让病毒的微小变异也逃不过科学家的“火眼金睛”。

 

其实,像埃博拉病毒一样,在我们身边潜伏着很多人类还不知道的危险,就像电影《变形金刚》里的大反派“威震天”那样,虽然被消灭多次,却会在宇宙的尽头休整,伺机等待人们松懈时卷土重来。不过,有了新的技术,人们对付这些潜在的威胁也就有了更多的方法。

“精准诊断是感染性疾病精准防控的前提。”在感染性疾病精准医学高峰论坛上,中国工程院副院长、中国医学科学院北京协和医学院院长、国家呼吸疾病临床医学研究中心主任王辰院士说,分子诊断技术发展迅速,特别是基于下一代测序技术的宏基因组学检测技术发展迅猛,将有力推动感染性疾病精准医学发展。

“下一代测序技术”也被称作高通量测序技术,是指一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定。高通量测序技术的诞生是基因组学研究领域一个具有里程碑意义的事件,这项技术使得核酸测序的单碱基成本与第一代测序技术相比急剧下降, 以人类基因组测序为例, 上世纪末进行的人类基因组计划花费30亿美元解码了人类生命密码,而第二代测序使得人类基因组测序已进入万(美)元基因组时代。大幅下降的单碱基测序成本使得可以实施更多物种的基因组计划,从而解密更多生物物种的基因组遗传密码,同时在已完成基因组序列测定的物种中, 对该物种的其他品种进行大规模地全基因组重测序也成为可能。

除了针对重大传染病疫情的防控,高通量测序技术在我们的日常临床中也有很多应用,因为通过对宏基因组进行测序,可无差别地检测各种病原体,突破了传统检测手段的限制,大大提高了病原学检出的敏感性,之前难以被检出的病原体也“露了馅”,24小时内诊断也能为急性感染的判断和对症迅速给出参考。现在,在生育健康领域、肿瘤诊断和个性化治疗领域、遗传病诊断、天赋基因检测、致病基因检测、病原微生物检测等方面,新的基因方式的引用都带来了诊断方法的革新。

基因DNA密码也就是一个人的健康密码

据美国BCC Research发布的最新调研报告显示,2017年全球高通量测序在肿瘤诊断、药物指导、复发监测领域应用的市场规模已达到8.39亿美元,预计到 2022年将增至40.93亿美元,年均增长率达到37.3%。高通量测序在其他疾病如免疫系统疾病、线粒体疾病、心血管和神经系统疾病诊断中的应用也将迎来一轮市场布局。此外,通过高通量测序技术进行人类微生物组信息挖掘,进而应用于疾病预警预测、特定病原体定点筛查、靶向药物精确研发,将成为高通量测序医疗应用的另一重要突破口。记者了解到,re:HEALTH仁和基因检测中心,基因测序水平同样全球领先。

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