基因測序的是與非

楊欣

國家食品藥品監督管理總局、國家衛生計生委日前聯合發出通知，任何醫療機構不得開展基因測序臨床應用，已經開展的要立即停止，仍繼續開展的，衛生行政部門要依法依規予以查處。

基因決定論與測序亂象

國家衛生計生委等部門叫停基因測序的理由是，目前國內使用的基因測序儀及相關試劑、軟件，均未獲得國家的審評審批，屬于“違法醫用”。

其實，這只是表面理由。深層的原因在于，基因測序在不同國家和地區都存在認識上的模糊和使用上的亂象。

基因測序只是基因檢測的方法之一，又稱基因譜測序，是國際上公認的一種基因檢測方式。但是，在實際中基因測序的理念和做法卻有些走樣和變形。從理念上來看，基因測序有陷入“基因決定論”的危險。在歐美國家的基因測序開始進入臨床后，中國的一些醫院也相繼引入，甚至在一些地方基因測序成為體檢的項目。在觀念上一些專業人員已經把基因測序萬能的理念傳遞給了公眾。

有專家稱，“吸煙致癌說”不科學，如果通過基因測序發現一個人的基因是尼古丁依賴基因，就需要吸煙，吸煙對他的身體有好處，反之就不能吸煙。與這種觀念相似的還有飲酒、戒毒需要基因測序等，只有基因測序才能給出科學指導。

更有甚者，一些人還宣稱基因測序可以“包測百病”，甚至“包治百病”；基因測序可以測出“天賦基因”，實現對孩子的“因材施教”等。

基因固然主導著一個人的生老病死，是內因，即便如此，對人一生的健康而言，基因的作用也只是占30%左右，決定人的生老病死更多的因素在于外部環境和后天因素，要占70%左右。即便只考慮基因的作用，致病基因也需要在其他基因和分子的啟動下才能表達和發揮作用。例如，即便一個人的DNA中含有致癌基因，也需要DNA的異常甲基化才能產生致癌作用。早在2009年，美國加利福尼亞大學的克里斯托夫·普拉薩等人就發現，在許多類型的癌癥中，癌細胞中的某些基因會被甲基化，從而無法正常表達。這種DNA的異常甲基化才是癌變的基礎。

后來，研究人員進一步發現，基因測序只是檢測遺傳信息，但是，遺傳信息的編碼和表達不僅取決于DNA的線性序列即4種堿基的排序，還取決于DNA和染色質結構的表觀遺傳修飾。表觀遺傳修飾或表觀遺傳學現象主要包括DNA甲基化、染色質構象變化、基因組印記、基因沉默和RNA編輯等。其中，DNA甲基化是一種主要的基因表觀遺傳修飾形式，異常的DNA甲基化才是癌癥的特征和誘因。

基因測序只是檢測DNA的線性序列，即便發現基因變異、失序、缺失、增加、減少或重復也無法獲得人的生老病死的全面信息。

基因測序的原理和技術

理性看待，基因測序當然是有巨大作用的。基因測序可以讓人們更前瞻地了解一些遺傳病和罕見病，發現致病基因，從而提早采取控制措施和及時治療。因此，基因測序為解釋人類重大疾病發病機理，開展個性化預測、預防和診斷治療奠定了基礎。

簡單地說，基因測序就是檢測DNA的4種堿基的線性序列。人和高級生物的細胞核（DNA）中的堿基有4種，分別是A（Adenine腺嘌呤）、T（Thymine胸腺嘧啶）、G（Guanine鳥嘌呤）和C（Cytosine胞嘧啶）。

目前比較普遍使用的基因測序手段是英國科學家弗雷德里克·桑格等人于1977年發明的雙脫氧鏈末端終止法，其原理是根據核苷酸在某一固定點開始，隨機在某一個特定的堿基處終止，產生A、T、C、G4組不同長度的一系列核苷酸，然后在聚丙烯酰胺凝膠上電泳檢測，從而獲得DNA序列。

基因測序從20世紀70年代末桑格發明雙脫氧終止法后，經歷了巨大的發展，主要體現為測序速度越來越快，精確度越來越高，但是測序的基本原理并沒有本質變化。20世紀70年代末是雙脫氧終止法手動測序，同位素標記；80年代中期，出現自動測序儀（應用雙脫氧終止法原理），熒光代替同位素，計算機圖像識別；90年代中期，測序儀出現重大改進，集束化的毛細管電泳代替凝膠電泳。21世紀初期，又出現高通量測序技術，能一次并行對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定。目前，以單分子測序為特點的新一代測序技術也已臨床使用。

單分子測序的原理是，用一種聚合酶將DNA的復制限制在一個微小的間隙中，給各種堿基加上熒光示蹤標記，當堿基合成DNA鏈時，這些熒光標記就會發出不同顏色的閃光，根據閃光顏色可以識別不同的堿基。使用結果表明，單分子測序儀讀出堿基對的平均長度是1500對，這是代表該領域目前技術發展水平的伊盧米納公司所生產測序儀的10倍。閱讀長度越長，將DNA序列片段拼接成完整基因組序列就越容易。

另一方面，在測序成本上，現在只花1000美元就可以對一個人的基因組測序的技術已出現。總部位于美國加利福尼亞州卡爾斯巴德的生命技術公司推出的一款新的測序機器Ion Proton能夠在一天內完成個人全部基因組測序，所需費用不到1000美元。與此同時，總部位于美國加利福尼亞州圣迭戈市的伊盧米納公司也不甘示弱，已推出HiSeq X Ten測序系統，可以將個人基因組測序的機器和試劑成本控制在1000美元以內。

基因測序應用的優勢和短處

基因測序的優勢在于它能查出基因序列在線性上的變異，對于診斷和預測一些疾病是比較準確的。例如，唐氏綜合征（又稱21三體綜合征，是人染色體的第21對染色體發生了變異）就是一種染色體變異中的數目變異。因此，基因測序技術已經廣泛地應用到唐氏綜合征產前診斷，基因測序的準確度比傳統的血清測試要高出幾十個百分點，可以達到99%以上。所以，對于這種以基因數目變化為特征的疾病，基因測序可以大顯身手。

當然，基因測序的優勢還在于，可以進行微衛星序列分析、長片段多聚酶鏈反應（PCR）、定量多聚酶鏈反應等分析，臨床上在進行常規DNA測序外，還可進行單核苷酸多態性分析、基因突變檢測、親子和個體鑒定、微生物與病毒的分型與鑒定等。

在解析病原體上，基因測序當然也發揮著重要作用，可以了解病原微生物和解碼其功能基因，找到攻克病原體的好方法，如研制藥物、疫苗等。例如，2011年5月德國爆發大腸桿菌疫情，進而并發溶血性尿毒綜合征（HUS），到6月導致26人死亡，約500人入院。中國華大基因研究院和德國漢堡-埃本德多夫大學醫療中心通過基因測序發現，致病大腸桿菌O104∶H4基因序列與2001年德國從腹瀉病人大便中分離到的大腸桿菌01-09591和2002年從中非長期腹瀉的艾滋病患者大便中分離到的大腸桿菌55989有高度相似性，這也為治療和預防大腸桿菌疫情提供了線索。

但是，基因測序也存在短處。其一，它不能提供基因綜合發揮作用的其他信息，如無法提供表觀遺傳修飾、垃圾基因的作用和后天環境作用的信息。其二，它可能為人們帶來兩難選擇。其三，它會造成倫理問題。

基因測序造成人的兩難選擇可以從美國好萊塢電影明星安吉麗娜·朱莉切除雙乳乳腺談起。朱莉通過基因測序得知，她的身體攜帶致癌基因BRCA1，醫生據此認為，她患乳腺癌的幾率大約是87%，患卵巢癌的幾率是50%。于是，朱莉決定先發制人，將發病的可能性減到最小，從2013年2月開始切除乳腺并重塑乳房。未來她還將繼續進行卵巢切除手術，以徹底降低致癌風險。

不過，切除了乳腺和卵巢是否就能擔保朱莉未來不會患癌呢，這是一個未知數。癌癥如同其他疾病一樣，既有先天遺傳原因，也有后天生活方式的因素。即便以癌癥的基因遺傳因素來看，目前的認識也是多因素的。人體內既有致癌基因，也有抑（抗）癌基因，而且這些基因都并非是一兩個，而是有很多。目前發現的致癌基因和抑癌基因就有好幾十個。癌癥的發生與否是致癌基因和抑癌基因在整體水平上此消彼長的結果。

同時，對于具體的癌癥來看，每種癌癥也有特定的致癌基因和抑癌基因，例如乳腺癌不僅有致癌基因BRCA1，也有BRCA2，同時還有抑癌基因p15、p16和Rb等。因此，在基因層面已經存在抗衡癌癥的力量。

另一方面，即便切除乳腺和卵巢，也只是切除了癌癥發生的靶器官，但不可能根除一個人所有細胞染色體上的致癌基因。當靶器官切除了，致癌基因固然不能作用于靶器官而致癌，但同樣可以作用于類似的組織和器官，例如，與卵巢相似的組織——子宮內膜，因此，這些部位同樣有患癌的可能。

更重要的是，基因和遺傳對癌癥的發生起到的作用不過30%左右，后天的生活方式和個體的免疫功能至少占60%。也就是說，如果在衣食住行方面健康、合理，并且加強鍛煉，提高免疫力，則防癌的作用要高于基因致癌的作用。

基因測序的倫理問題

基因測序當然要遵循知情、自愿的原則，這對于成年人來說問題不大。但是，對于新出生的孩子，就會深陷倫理泥淖。

2013年9月4日，美國國立衛生研究院宣布，將在未來5年總共投入2500萬美元，用于資助為新生兒基因測序，參與這個測序項目的有數百名即將出生的美國嬰兒，科學家將為他們測序基因。

對于為何要為新生兒進行基因測序，美國國立兒童健康與人類發展研究所所長阿蘭·古特馬策稱，每個新生兒在出生時，將會有自己的基因序列，它將成為電子健康記錄的一部分，并且終其一生都會被用來幫助更好地預防疾病，尤其是探測遺傳疾病以及更多地警示一種疾病的早期臨床表現。

古特馬策也承認，盡管基因測序能在嬰兒生命之初就發現疾病風險，但這種破譯個人遺傳密碼的能力也伴隨許多臨床與倫理問題，因此探討與新生兒階段有關的基因組研究技術、臨床與倫理這三重問題至關重要。

新生兒基因測序的倫理問題首先體現在，作為監護人的父母是否有權代替孩子決定進行基因測序，如果有一天孩子長大了，認為這種測序不是他們所想要的，是否侵犯了孩子的權利。但是，更為重要的是美國人類基因組倫理委員會主席露絲·查德威克提出的幾點問題。假如一個孩子出生后通過基因測序發現像朱莉一樣帶有乳腺癌基因，家長該如何處理這種情況？假如在胎兒時期就發現問題，是否會導致流產決定？而且這種病有可能50年后才發作，甚至一輩子都不出現？那么，該如何應對基因測序的結果？

如果不回答和解決這些問題，基因測序必然陷入困境，甚至會誤入歧途。

另一方面，過去的研究發現，基因測序可能在15%～50%患有未確診疾病的兒童身上找到相關疾病的遺傳原因，那么參與測序的其他健康兒童的基因信息該如何處理？醫生應該從患者基因中檢測何種信息？多少信息應該告知其家庭？誰應該擁有和控制這些基因數據？

其實，基因測序的倫理難題和危險性同樣存在于成年人。因此，可以說，基因測序對于一般人來說是一把雙刃劍。基因測序即便將來要開展，也需要在制定完整的規則和倫理原則之后方可進行。

不過，叫停基因測序也許不能一刀切。如果現在叫停一些已經成熟的基因測序診斷，如對唐氏綜合征的診斷，就有可能逼迫孕婦要么去接受羊水穿刺、臍血檢查等不太準確有效的產前檢測，要么讓孕婦冒著風險生下有缺陷的孩子。

因此，叫停基因測序應當有針對性。對成熟的基因測序技術不必叫停，同時嚴格監管，但對不成熟者叫停。

【責任編輯】張田勘