具有深遠(yuǎn)影響的基因序列

安南尤·巴塔查亞（Ananyo Bhattacharya）

很快，兩家生物科技公司將開(kāi)始在胚胎植入母親子宮之前，為采用體外受精的夫婦提供篩選其胚胎的機(jī)會(huì)。這種植入前基因診斷已經(jīng)有近30年的歷史了，被廣泛用于檢測(cè)染色體異常或僅影響單個(gè)基因的特定基因紊亂，例如囊腫性纖維化。總部位于加州門(mén)洛帕克，即將于2019年經(jīng)營(yíng)的MyOme以及新澤西州北布倫斯威克的Genomic Prediction則在醞釀更具顛覆性的技術(shù)。

這兩家公司希望使用來(lái)自于活組織切片的少量細(xì)胞和父母雙方的基因序列，來(lái)重組整個(gè)胚胎基因組的序列。借助手頭掌握的基因組，上述公司在理論上可以計(jì)算胚胎在今后患有不同疾病的概率。重要的是，可疑病變的發(fā)生是異常復(fù)雜的，因?yàn)樗婕盎蚪M不同部位的數(shù)千個(gè)基因變異體（普通變異）。

這一壯舉基于兩大進(jìn)展。第一個(gè)進(jìn)展是獲得了用于生成胚胎基因組準(zhǔn)確信息的方法。通過(guò)對(duì)胚胎極少數(shù)量DNA進(jìn)行測(cè)序后獲得的基因數(shù)據(jù)必然是雜亂無(wú)章的。然而，父母的序列可以得到精確確認(rèn)。借助第二個(gè)事實(shí)，這兩家公司使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)算法，克服了基因數(shù)據(jù)雜亂無(wú)章的難題，同時(shí)尋獲并拼接胚胎染色體與父母各方染色體最可能匹配（因而也最有可能被繼承）的部分。MyOme的兩位創(chuàng)始人阿卡西·庫(kù)瑪和馬修·拉比諾維茨及其同事公布的研究顯示，他們使用這一技術(shù)得到了近乎完整的胚胎基因組序列，其準(zhǔn)確度超過(guò)了99%（Genomic Prediction則稱(chēng)，其方式與MyOme使用的方法有關(guān)聯(lián)，但并不完全相同）。

第二項(xiàng)進(jìn)展則是DNA測(cè)序的加速發(fā)展以及成本的降低，也積累起越來(lái)越多的人類(lèi)基因信息。通過(guò)利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析相關(guān)數(shù)據(jù)，研究人員還制作出了心臟病、糖尿病、乳腺癌、自身免疫性疾病和其他常見(jiàn)疾病的風(fēng)險(xiǎn)圖譜。此舉的目的在于，基于某個(gè)人的DNA序列，我們便可以通過(guò)疊加數(shù)千乃至數(shù)百萬(wàn)個(gè)普通基因變異體的因素，計(jì)算疾病的“多基因風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)”，雖然每個(gè)基因帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)微不足道，但累積疊加之后，患有特定疾病的概率將大幅提升。

非自然選擇

例如，傳統(tǒng)的乳腺癌測(cè)試可能會(huì)尋找兩個(gè)基因的有害突變——BRCA1和BRCA2。女性出現(xiàn)此類(lèi)突變的概率為五百分之一（美國(guó)），但只要出現(xiàn)了其中一個(gè)基因突變，則患乳腺癌的概率增加五六倍。通過(guò)考慮約5000個(gè)基因變異體而計(jì)算得出的多基因風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)，可發(fā)現(xiàn)那些患乳腺癌概率是其他女性3倍者，但她們可能并未出現(xiàn)BRCA1或BRCA2突變，這部分女性的占比為1.5%。

通過(guò)對(duì)比不同的胚胎，采用體外受精的夫婦（占美國(guó)生育總數(shù)的1%-2%）可優(yōu)化其未來(lái)后代的健康狀況，而那些自然懷孕的夫婦卻無(wú)法做到這一點(diǎn)。當(dāng)該技術(shù)得到廣泛使用之后（這一點(diǎn)是必然的），那些有錢(qián)人即便可以自然受孕，依然可能選擇采用體外受精。而且盡管這兩家公司都稱(chēng)，出于倫理原因，他們僅會(huì)從疾病風(fēng)險(xiǎn)的角度出發(fā)來(lái)篩選胚胎，但我們有理由相信，其他的一些特征，例如身高以及最有爭(zhēng)議的智商，也可能通過(guò)同樣的方式進(jìn)行篩選。

這一技術(shù)有其局限性。只有歐洲世系人群才能得到最為準(zhǔn)確的多基因風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)，原因在于，到目前為止其他世系人群參與基因測(cè)序的數(shù)量相對(duì)較少。雖然多基因分?jǐn)?shù)可能意味著特定基因的異變會(huì)提升智商，但它們實(shí)際上并未解答智商得到提升的原因。基因與人體特征之間的因果關(guān)聯(lián)依然存在謎團(tuán)。

所有這一切說(shuō)明，嬰兒基因組定制的真正實(shí)現(xiàn)需要基因編輯科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，以及科學(xué)家進(jìn)一步攻關(guān)。無(wú)論如何在2019年，那些有錢(qián)人將有機(jī)會(huì)提升其后代過(guò)上健康長(zhǎng)壽生活的可能性。