基因預(yù)測-遇見未來的自己

第第頁基因預(yù)測:遇見未來的自己有一個古老的寓言:最早的人類原本有一條尾巴,分成10節(jié)。當其中的9節(jié)均已變黃時,表明這個人已快走近生命的終點。終于有一天,上帝意識到,這個尾巴的存在是件殘酷的事情,于是將尾巴收走了。從此之后,人類對自己的命運走向開始無法察覺。

而在21世紀,聰明的人類,正在努力將這條“尾巴”重現(xiàn)。

這條“尾巴”就是位于我們細胞內(nèi)部的23對染色體,那上面蘊藏著關(guān)于我們生命現(xiàn)象的全部謎底。隨著人類基因組圖譜被逐一解密,基因檢測技術(shù)在全世界方興未艾。也許不久之后,不再是生辰八字、也不再是星座屬相,而是科學(xué)技術(shù)充當起你的“算命先生”,它用冷靜到不容置疑的語氣,揭示出你的性情、天賦、甚至在未來會患有某種疾病……

“未卜先知”的基因檢測,究竟是新技術(shù),還是偽科學(xué)?提前預(yù)測出未來的自己――你,做好準備了嗎?

后基因組計劃:

人類共有的“生命天書”

我們都知道,人一共有23對染色體,上面分布了30億個堿基對,它們構(gòu)成了一個人的全部遺傳信息。

從某種程度上說,染色體仿佛是一部“生命天書”――這部“天書”上一共只有4個字母:A、C、G、T,分別代表一種堿基;它們?nèi)齻€一組構(gòu)成特定的“單詞”,這部“天書”一共有10億個這樣的詞,完全稱得上是一部“鴻篇巨制”――假設(shè)你每秒讀一個詞、每天念8小時,那么需要100年的時間才能讀完這部書。

1985年,美國的科學(xué)家率先提出:我們能不能把這部“天書”破譯出來呢?這項工作最終于1990年啟動。由于工作量過于浩大,美國聯(lián)合了其他國家的科學(xué)家一起參與進來,包括英國、法國、德國、日本,還有中國――唯一一個發(fā)展中國家。這項計劃一共投入了30億美元,平均破譯一個“字母”,需要花1美元。

2006年,隨著“塊頭”最大的1號染色體測序工作的完成,解讀“生命之書”的最后一個章節(jié)也被破譯成功。先前,雖然科學(xué)家不止一次宣布該計劃完工,但推出的均不是全本,而是人類基因組草圖。這一次,科學(xué)家殺青的“生命之書”更為精確,覆蓋了人類基因組的99.99%。

不過,這還只是把這部“鴻篇巨制”中每一個字母忠實地記錄了下來而已,我們依然不明白這部書究竟講了些什么:哪些排列組合表示一個基因?而這種基因又如何決定了人的行為?

廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院院長助理余細勇教授告訴記者,“解讀”生命天書的工作屬于“后基因組計劃”,是各國科學(xué)家當前都很關(guān)注的一個課題?？茖W(xué)家已經(jīng)在“天書”中破譯出了3萬個左右的“小故事”――每一個“小故事”就是一個基因。它們各有不同的功能,不同的組合又能呈現(xiàn)出另外的不同功能。

我們每個人都擁有屬于自己的那一本“生命天書”。雖然世界上的人形形色色,可任何兩個人,他們細胞核中存放的“生命天書”,99.9%的內(nèi)容是完全一樣的。換句話說,這本“天書”里有30億個字母,只有幾百萬個字母因人而異。但也就是這0.1%的區(qū)別,使我們成為獨一無二的個體。

我們因此呈現(xiàn)出不同的相貌和個性,擁有不同的命運――比如,有的人生來健康;有的人卻一出生就帶有遺傳病;有的人又抽煙、又喝酒卻可以活到100歲;有的人謹小慎微地生活,卻罹患心臟病、肺癌……這些千百年來被看作只能逆來承受的“命運之謎”,原來并非全無來由,它們的根源都在這因人而異的0.1%之中。

所以,如果每個人都可以得到并且讀懂屬于自己的那本“生命天書”,從某種程度上說,就幾乎了解了自己生命的全部真相。

定制“生命天書”:離我們有多遠?

30億美元,16年的時間,這是徹底完成人類基因組測序工作時付出的時間和金錢。

2007年,世界上第一份屬于個人的基因圖譜在美國誕生,一共花了兩個月的時間,外加100萬美元。它的主人正是被譽為“DNA之父”的詹姆斯?沃森,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一。

由于測序儀器核技術(shù)不斷改進,個人基因圖譜的成本在這兩年下降得很厲害。2008年,美國破解一份個人基因圖譜的成本已經(jīng)下降到了10萬美元?！懊磕晗陆稻懦?降價速度比電腦更快?！惫鸫髮W(xué)基因?qū)W教授丘奇形容道。

2009年8月,美國斯坦福大學(xué)教授斯蒂芬?夸克只用了5萬美元,為自己成功“自繪”了一套基因圖譜。他是運用一臺冰箱大小的單分子測序儀器完成這一工作的?！耙豁椩ㄙM一架飛機的錢的任務(wù),現(xiàn)在降到了一輛中等豪華轎車的價格。”他說。過去繪制圖譜至少需要上百名的工作人員參與,而夸克的圖譜繪制工作只需要3個人就可完成。

5萬美元,并不是最低價格。一家名叫BioNanomatrix的美國生物公司聲稱,他們最快可以在2010年將個人基因圖譜的價格下降到100美元,并且每次測序只需要8小時。

夸下如此“海口”,是因為BioNanomatrix開發(fā)了一項全新的測序技術(shù)。傳統(tǒng)的基因測序采取的是“霰彈法”,需要把DNA長鏈切割成若干片段,對每個片段進行測序,每次只能閱讀大約1000個堿基對。而BioNanomatrix開發(fā)的“納米流體”芯片,其中納米級的流體可以拖曳出DNA分子長鏈,讓其中的分子徐徐展開,通過像保齡球瓶一樣排列的管道。芯片會取一個基因組作為參考,用熒光標記被測DNA鏈中與參考基因組不同的堿基對。DNA鏈通過管道時,探測器順勢讀取這些用熒光做過標記堿基對的順序,然后添上與參考基因組相同的堿基對,完成整個基因的序列。這種快速方法每分鐘可以測序大約20萬個堿基對。

該項目的首席科學(xué)家瑞多基?德芒納克表示,這個“8小時、100美元”的基因測序計劃,最遲在未來3～5年就可以完全實現(xiàn)。到那時,每一個普通人都可以用最小的代價,獲悉屬于自己的“生命天書”。

基因檢測――

新技術(shù)還是偽科學(xué)?

“個人化醫(yī)療時代”即將來臨

如果你擁有了屬于自己的“生命天書”,你的生活將會發(fā)生怎樣的改變?余細勇教授告訴記者,基因檢測的普及將意味著“個人醫(yī)療時代”的降臨。醫(yī)生可以根據(jù)這些“生命密碼”為病人設(shè)計個性化醫(yī)療方案,做到因人施藥,更精確地治病。

位于廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院、廣東省人民醫(yī)院內(nèi)的華南臨床基因檢測中心已經(jīng)在開展這方面的實踐:“每個個體,因為具有不一樣的基因突變,適合的治療方式也是不同的。比如肺癌患者:其中有一部分人的體內(nèi)EGFR基因發(fā)生突變,而另外一部分人的EGFR基因則沒有這種突變,這個微小的差別,使得同一種藥物對于這兩種患者會取得截然不同的效果。對EGFR基因發(fā)生突變的患者有效率達到80%的藥物,對EGFR基因非突變的患者療效甚小甚至接近于無。如果患者在接受治療之前去做這種基因檢測,更有效率的治療不僅可以大大減少患者的痛苦,還可以節(jié)省非常大的一筆開支?！?/p>

其次――也是和健康人群更加息息相關(guān)的,基因檢測可以告訴我們身體中具有什么樣的“易感基因”,指導(dǎo)我們的日常生活。

60多歲的科學(xué)家溫特爾,是全世界第二個獲得個人基因圖譜的人,他的行動可以為我們做個示范:2007年,他在拿到自己的基因圖譜的第二天,吃的早餐是一碗麥片,外加一杯脫脂牛奶。吃一頓如此寡淡的早餐,完全是因為DNA報告顯示,他患心臟病的幾率比一般人要高很多。不過,也有一個好消息:他可以更加放心大膽地享用牛排了:因為他所擁有的一個基因,使他大大減少了感染瘋牛病的危險。

由此可見,如果你身上帶有某種“壞基因”,也不必特別擔心,因為你可以調(diào)整自己的生活習(xí)慣,讓這種“壞基因”不要被激活。

中國工程院院士巴德年認為,在未來,醫(yī)生問前來就診的病人的第一個問題可能會是:“你帶基因圖譜來了嗎?”因為在看完病人的基因圖譜后,臨床醫(yī)生更容易斷定病人會發(fā)生什么問題,更有針對性地開處方,也會更準確地建議病人在日常生活中如何加以預(yù)防。

提醒:基因不能決定一切

然而,令一些專家感到擔憂的是,人們會像迷信“占星術(shù)”那樣迷信“基因檢測”。

目前,在國內(nèi)北京、上海、廣州等地,出現(xiàn)了不少基因檢測機構(gòu)。記者從廣州的一家基因檢測機構(gòu)了解到,該機構(gòu)并不是對人體全部的基因組進行測序(雖然在未來這樣做有可能只需花費100美元,但目前來看技術(shù)難度還很大,國內(nèi)的報價在40萬以上),而是針對一些目前已被證實的“壞基因”進行針對性的檢測。一份涵蓋了百余項重大疾病易感性的報告收費近5000元。檢測的過程很簡單:檢測人員用專門的刮勺或棉簽,從被檢測者的口腔里刮取少許的口腔組織標本,放到專用試管中封存,然后將其寄到上海一家“具有資質(zhì)”的機構(gòu)進行檢測。一個月后,你就可以知道自己的身體當中埋著什么樣的“定時炸彈”了。

“對大部分疾病,基因能起到的作用不超過20%。環(huán)境、生活習(xí)慣、醫(yī)療水平、及早就醫(yī)的程度,都會影響到你最終是否會得這種疾病?；驒z測甚至不能取代例行體檢,但可以提醒你在體檢中更多去注意身體發(fā)出的危險信號?！币晃还ぷ魅藛T說道。

除此之外,這家檢測機構(gòu)還提供“兒童天賦基因”的檢測,這份收費四千余元的報告中將顯示涵蓋了性格、情感、藝術(shù)、智商、運動、成癮、保健、環(huán)境八大類近四十項的基因檢測,不僅有樂觀基因、冒險基因、爆發(fā)力基因、高度近視基因,還包括早戀基因、網(wǎng)絡(luò)成癮基因、二手煙敏感基因……

這位負責(zé)人告訴記者,檢測報告的準確率可以達到99%以上。許多專家卻對這樣的檢測表示擔憂?！叭祟愔挥?萬個左右的基因,比小小的線蟲和果蠅多了不到兩倍。但是人體卻有極為復(fù)雜的機能。包括癌癥、心血管疾病在內(nèi)的大部分疾病,都是多種基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果?！庇嗉氂抡f,“在對某種疾病整體的發(fā)病機理沒有搞清楚的前提下,只是檢測少量基因就下結(jié)論說這個人可能會得這種復(fù)雜性疾病,我認為是不可信的。”

相形之下,近幾年另外一項流行的“兒童天賦檢測”則更加接近“偽科學(xué)”?！叭绻f天賦是指個體智力在某一方面或某幾方面的突出表現(xiàn),那么可以肯定,它絕不是十幾個或幾十個基因所能夠決定的,檢測如此眾多的相關(guān)基因,超出了目前國內(nèi)相關(guān)檢測機構(gòu)的能力?！笔锥紟煼洞髮W(xué)教育科學(xué)學(xué)院心理學(xué)博士上官芳芳撰文表示。

事實上,遺傳與環(huán)境因素在人的生長發(fā)育過程中缺一不可。上官芳芳舉例:“把剛出生的小鼠經(jīng)常與母鼠分開,小鼠長大后精神會很緊張……不同的環(huán)境,會讓我們體內(nèi)的基因不定期地發(fā)生這種叫做‘表觀遺傳學(xué)’的變化?！边@似乎意味著:也許你在基因測試時顯得很“平庸”,但這不意味著你無法在將來為自己創(chuàng)造一份“天賦”;而就算你被測試出擁有“天賦基因”,也很有可能,這種基因在你的身體里終其一生也沒有辦法被激活。

遇見未來的自己

然而,一旦技術(shù)完善,你可以清晰看見未來的自己,也意味著你可能知道你本不愿意知道的事情。

2007年拿到人類第一份個人版的基因組圖譜的沃森博士,就表示他不想分析一種叫做ApoE的基因,這種基因的某種類型將會導(dǎo)致阿爾茨海默氏病(早老性癡呆癥),而他不想知道自己是否會患上這種疾病。

對于大部分疾病而言,可以通過改善生活方式而減小罹患的概率,但有一些疾病,DNA上一個小小的異動,就可以決定我們命運的最終走向。其中最為“臭名昭著”的就是“亨廷頓舞蹈癥”。這種病的患者會在某個時刻陷入神智失常的狀態(tài):智力下降、四肢震顫、幻聽妄想……并且無法醫(yī)治?；颊邥诮?jīng)受15～25年病痛的折磨后死去。而這悲慘命運的始作俑者,只是因為他們的某個基因片段上,一個叫“CAG”的單詞重復(fù)次數(shù)過多。在你的基因組里有10億個3個字母組成的“詞”,而這個詞的重復(fù)次數(shù),就決定了你是正常還是發(fā)瘋。

“你想知道你什么時候死嗎?尤其是在你無能為力的時候。”事實證明,大多數(shù)的回答都是“否”。從1986年至今,亨廷頓舞蹈癥的高危人群中,只有20%的人選擇去做了相關(guān)的基因檢測。

類似由“基因決定命運”的疾病還有不少,比如血友病、唐氏綜合征等等,它們的學(xué)術(shù)統(tǒng)稱叫“單基因遺傳病”。規(guī)避這些疾病最通常的辦法是做產(chǎn)前檢測,將生命扼殺在“萌芽”狀態(tài)。而在2009年,一個“更好”的辦法在英國誕生了,這種名為“胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(PGD)”的技術(shù),是讓母親的卵子在體外受精,當受精卵發(fā)生分裂后,科學(xué)家提取一個或多個細胞進行活檢,然后選擇將沒有“壞基因”的胚胎植入母體