解码生命 守护健康

关键词：基因检测 生育健康 癌症体检 基因打拐 

指导用药 罕见病诊断 农业育种 

基因治疗 新药研发  

建议用时：7分钟

 

 

您是做什么的？

基因行业……

好高端啊！是做什么的？有什么用？……

我们知道人类基因组计划与登月、原子弹计划齐名。而基因技术对老百姓有什么用？不用省略号，我们尝试用九个真实的故事，专属分享给基因慧读者，谈谈基因技术的用处。欢迎留言讨论。（声明：仅供学习参考，不作为决策依据）

 

 

原创文章，欢迎转载，转载请注明来源
 

感谢萧芳权、李木等读者对本文提供部分素材

 

 

 

1. 无创产前检测帮助生一个健康宝宝

 

 

 

图：2017年香港中文大学医学院副院长卢煜明因为开创无创产前基因检测，被授予首届未来科学大奖“生命科学奖”。图片来自网易科技。

 

（真实案例，人名为化名）晓西的老婆怀孕后做了唐氏筛查，检查报告显示高风险。医生告诉她需要尽快做进一步检查——做羊水穿刺或者无创DNA检查（NIPT）。晓西的老婆吓哭了。据说羊水穿刺大概有0.5%-1%的流产风险。晓西经过了解后，推荐老婆在某机构做了无创DNA检查，过了七八天后，检测结果出来了，是低风险。在2015年下半年，喜获可爱健康的宝宝。

在这个过程中，晓西了解到表姐通过试管婴儿技术生了一对双胞胎，有一个是唐氏综合征的患儿。原本无创DNA检查结果显示21三体综合征高风险。医生建议做羊水穿刺以确认胎儿到底有没有问题。一个宝宝的羊水穿刺结果正常，另一个宝宝的结果因为羊水培养失败结果没有出来。表姐没有再做检查，结果生出的双胞胎中有一个是唐氏综合征的患儿。

 

【无创产前基因检测，NIPT】NIPT在2007年被证明临床应用价值[1]。目前国内公开报道的NIPT样本数超过300万。NIPT结果高风险仍需羊水穿刺确认，但低风险一般无需经过羊水穿刺，降低流产风险。深圳、重庆等地将NIPT纳入医保。闽，鄂，湘，苏、川、贵等地物价局对NIPT明确定价。

 

 

 

2. 郭台铭宣布十年助力乳癌和血癌基因检测

 

 

 

图：郭台铭未來10年支付乳癌和血癌基因檢測。图片来自东森新闻云

 

（据东森新闻云报道）2017年母亲节前夕，永龄健康基金会创办人、鸿海董事长郭台铭出席公益活动“永龄华人抗癌联合行动”，宣布永龄健康基金会在未来10年将免费支付乳癌、血癌患者基因检测临床研究计划，深入医疗研究，造福更多癌症患者。由于亡妻林淑如12年前因乳癌过世，今年3月郭台铭在永龄健康基金会宣誓与台大、华大基因、Nantworks、HudsonAlpha合作共组抗癌联盟，一起攻克乳癌[2]。

 

【癌症基因检测】越来越多的基因被发现作为某些癌症的发生、术后复发或者转移的指标，比如乳腺癌相关的BRCA1/2、HER2等基因；和血癌相关的BCR-ABLP210基因等。通过对这些指定基因的快速检测，可以用来诊断癌症或者治疗指导。

 

 

 

3. “基因身份证”

 

图：中国公安部建立全球首个“打拐DNA信息库”。图片来自新华视频（2016年01月17日）[3]

 

（根据新华网重庆频道报道）2015年，38岁的綦江人王某怎么也没想到，她失踪了12年多的儿子会再次回到她的怀抱。綦江警方借助全国查找被拐儿童DNA信息系统，辗转福建、广东等地，终将这名被拐男孩成功解救。

（根据公安部官网）公安部于2009年建立了世界上第一个“打拐DNA信息库”。近两年来，进一步完善了网上比对和线下调查核实等工作，截至到2017年2月，已帮助4500余名被拐多年的儿童与家人团聚[4]。

 

【“基因身份证”】容颜可以改，甚至指纹可能损坏。但我们每个人独一无二的基因是伴随一生。通过固定不变的遗传标记位点，可以确定一个人的身份和遗传关系，是一种非常准确且操作性相对较强的技术。相信不远的将来，我们的身份证上会携带基因信息，可能是物质，也可能是数字形式。

 

 

 

 

4. 避免“药物致聋”类似悲剧

 

图：千手观音。图来自网易。

 

（根据南方日报和央视报道）2005年的央视春晚上，由中国残疾人艺术团表演的舞蹈《千手观音》，华美之内充满灵动，带给观众极大震撼。更后来根据报道带来更大震撼的是，这个舞蹈表演的全部都是聋哑演员。而非常遗憾的是，21位聋哑演员中，有18位是由药物导致的耳聋。药物耳聋主要是由于使用毒性剂量的氨基糖甙类抗生素，或者携带药物敏感性的基因突变（比如A1555G基因）。常用的氨基糖苷类抗生素除了人们所熟悉链霉素以外，还有卡那霉素、核糖霉素、庆大霉素等[5]。

【基因检测指导用药】药物的毒副作用，除了自身成分，还和人的基因有关系。通过基因筛查，通过较低的成本提前预知药物敏感性，可以避免这样人为悲剧的发生。呼吁更多药物敏感性基因纳入新生儿筛查。

 

 

 

5. 罕见病，寻常药

 

图：BVVL综合征患者接受基因诊断侯，服用维生素B2的治疗情形，图片来自Cold Spring Harb Mol Case[6]

 

 

（真实案例,Nature Genetics报道）在北欧的冰岛，有这样一个不幸的家庭，两个女孩, 5岁时患渐进性眼盲, 耳聋, 膈肌无力，发病四年之后尝试了各种诊断手段还未确诊，对父母和两孩子进行基因组测序后，发现基因SLC52A2突变，进一步诊断为BVVL综合征。BVVL综合征是一种临床罕见疾病,影响神经和肌肉发育。致病原因的基因突变影响了核黄素转运子功能，接受高剂量高剂量核黄素——也就是维生素B2，病情得到缓解控制[7]。

 

 

【罕见病诊断】罕见病，用老百姓的话说疑难杂症，它的复杂性并不在于“治”，而是“诊”。通过基因检测，联合家系分析等可以发现罕见病症状对应的基因突变，找到病根。对于某些引起代谢异常的疾病，通过代偿治疗，往往会出现上文的情形，“罕见病，寻常药”的欢喜结果。

 

 

 

 

6. 分子育种增产抗病

 

图：基因组辅助分子育种后，提高了谷子的光合作用效率及穗子产量

 

通过基因分型平台，获取了重要农业性状相关的定位，进行优势基因组合（类似杂交水稻的方式），从F1代开始到最后获得完整的改良植株只有12个月时间，一年可以完成6个世代的特性改良。大大缩短了育种时间。同时结果显示，谷子的光合作用提高了，明显提高了穗子产量。目前选育种的材料在贵州、湖南等地试种效果很好。

 

 

【基因分型辅助分子育种】传统的育种凭经验和肉眼观察，难以复制且时间和成本难以控制，过程是一只“黑匣子”。分子育种打开“黑匣子”，通过基因型精准定位性状位点，通过计算分析来筛选和组合，再结合传统育种，实现精准，快速的效果。育种不仅限于农作物、还包括畜牧、水产等。

 

 

 

 

7. 靶向药给坐轮椅14年的男孩提供希望

 

 

 

图：患SMA的患者丹尼。来自Nexstar Broadcasting

（据KORN报道）在丹尼6个月大时，医生告诉他的父母可以做最后的告别了，他被诊断为一种叫SMA（脊髓性肌萎缩症）的重型疾病[8]。丹尼的父母没有放弃，做了无数次手术，丹尼两岁开始坐在轮椅里。SMA的发病原因是SMN1基因的突变导致SMN蛋白缺失。2016年FDA批准了一种叫做Spinraza的SMA药物——它能修复SMN2基因来增加SMN蛋白的产生。丹尼的医生给他注射这种药物后，他的右臂可以摆动到胸前，手指可以够到自己的脚，现在上高中，代数和物理很好。

 

【靶向药治疗】有的疾病因为基因突变引起，针对这些基因的修复的分子靶向药，可以针对性地提高患者生存率。类似SMA的靶向药Spinraza还有，ALS的靶向药Radicava，白血病靶向药Rydapt等。

 

 

 

 

8. 基因治疗

 

图：缺乏腺苷脱氨酶基因（ada基因）而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩接受基因治疗.图片来自NIH官网

 

(NIH官网报道) ·1900年，一个四岁的美国女孩因缺乏ADA基因，而有患先天性体液免疫缺陷病。这种病能用PEG-ADA治疗，但这种药物十分昂贵（约60,000美元/年）。而且必须通过持续静脉注射来维持疗效。

美国国立卫生研究院（NIH)的W. Anderson博士团队对其采用基因治疗方案，即采取先将人体正常ADA基因提取之后进行克隆，用来替换反转录病毒的原有基因，随后将患者的淋巴细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常ADA基因转入培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常，能够上学并过上了正常的生活[9]。

 

【基因治疗】当我们谈到治疗和移植时，除了系统、器官和组织层面，基因也是一个维度。当某些导致疾病的基因发生异常时，可以将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，达到治疗目的。目前应用在部分疾病中，随着基因组技术的发展，应用范围有望扩大。

 

 

 

 

9. 新药研发 

 

图：基因数据分析提供新药研发的线索。图片来自NIH

 

在法国一个有遗传性高胆固醇疾病家族里，基因数据分析指向PCSK9基因突变。后来被美国德克萨斯州的一位罕见的低血脂患者Tracy再次验证。基因PCSK9被确定为药物降脂靶点。2015年PCSK9抑制剂Repatha和Praluent问世，拯救了全世界无数高胆固醇患者，减少了减少心血管疾病发生率和死亡率[10]。

 

【基因分析协助新药靶点发现】药物研发的周期和成本超出普通人的想象，Ipilimumab药物就达30年[11]。一方面基因作为新药靶点，特别是人群队列研究，某种程度上提供了药物研发的效率。另一方面，我们对罕见病的认识和分析，为常见病的药物研发提供靶点线索。

  

参考资料：

1. Jonathan C. M. Wan Charles et. al. Liquid biopsies come of age: towards implementation of circulating tumour DNA,Nature Reviews Cancer 17, 223–238 (2017) doi:10.1038/nrc.2017.7

2. http://www.ettoday.net/news/20170513/923738.htm

 

3. http://news.xinhuanet.com/video/2016-01/17/c_128636057.htm

4. http://www.mps.gov.cn/n2255079/n4876594/n4974590/n4974593/c5624815/content.html

5. http://news.163.com/16/0301/07/BH295RRF00014AED.html

 

6. Petrovski et al. Exome sequencing results in successful riboflavin treatment of a rapidly progressive neurological condition, 2015, Cold Spring Harb Mol Case Stud 1: a000257

7. Daniel F Gudbjartsson et.al. Large-scale whole-genome sequencing of the Icelandic population， 2015; doi:10.1038/ng.3247

8. http://wric.com/2017/05/06/in-depth-hope-for-16-year-old-california-boy-fighting-rare-genetic-disease/

9. https://history.nih.gov/exhibits/genetics/sect4.htm

10. Nat Genet 2003;34:154–156

11. Nature Reviews Drug Discovery doi:10.1038/nrd.2015.35