100美元基因测序开启个人医疗时代

　　获得完整的个人基因密码序列，需要花费多少钱？35万美元？这是去年冬季的价格。瑞士百万富翁丹·斯多埃塞斯库（Dan Stoicescu）选择了以购买一辆宾利汽车的价格，得到了自己的基因图谱。当时，丹·斯多埃塞斯库很清楚，再过几个月，这个价格就会像股票一样大幅下跌。果不其然，据美国应用生物系统公司上个月公布的报告，在未来的六个星期中，购买个人完整基因组图谱只需要6万美元。有科学家估计，在未来的三年中，这个价格甚至会降至1000美元。不过，科学家似乎对这个结果仍然不甘心，他们的目标是——100美元，相当于一条牛仔裤的价格。

　　五年后，100美元

　　“在十年前，人们可能还会觉得我们的这个项目只是科幻电影。”瑞多基·德芒纳克（Radoje Drmanac）是美国完整染基因公司（Complete Genomics）的首席科学家，该公司位于加利福尼亚山景城（Mountain View, CA）。他所说的项目，正是这个让人花100美元就能了解自己遗传密码的工程。在整个项目的研究中，完整染色体组公司得到了生物纳米矩阵公司（BioNanomatrix）的纳米技术支持。他们正在全力开发的快速基因测序方法，能在24小时内完整读取个人基因图谱。尽管这个让基因测序变得平民化的梦想，至少还需要五年的时间去实现，但瑞多基·德芒纳克他们仍然对此充满了信心。

　　说到技术层面，瑞多基·德芒纳克所采用的技术，与要在三年内实现1000美元完整基因组测序的美国基因公司（US Genomics）基本上属于同一种思路。其核心在于一种名为“纳米流体”(Nanofluidic)的芯片。在这种比一片手指甲还小的芯片里，纳米级的流体拖曳出DNA分子长链，让其中的分子徐徐展开，通过像保龄球瓶一样排列的管道中。这时芯片会取一个基因组作为参考，用荧光标记被测DNA链中与参考基因组不同的碱基对。DNA链通过管道时，探测器就顺势读取这些用荧光做过标记碱基对的顺序。然后，添上与参考基因组相同的碱基对，就完成了成为整个基因的序列。这种快速方法每分钟可以测序大约200000个碱基对。

　　目前，提供多数基因测序的生物科技公司采用的测序方法，都是根据1977年由“基因狂人”克雷格·文特尔（Craig Venter）发明的“全基因组鸟枪法测序”发展而来。这种化学测序方法又被称为“霰弹法”，需要把DNA长链切割成若干片段，对每个片段进行测序，然后用计算机把碎片序列重新拼接成整个DNA的序列。尽管，随着计算机技术的飞速发展，测序设备的速度早已今非昔比，但这种方法每次仍然只能阅读大约1000个碱基对，还需要费时费钱的准备和分析过程。用这种传统测序方法，人类基因组的次测序耗费十多年，花费30亿美元，直到2003年才初步完成。去年，DNA双螺旋之父詹姆士·沃森（James Watson）也通过改良后的“鸟枪法”获得了自己的基因图谱，并付出了100万美元。

　　不过，将基因图谱看作品的观念马上就要过时了。越来越多的生物科技公司开始向人们提供完整基因测序服务，按照目前的态势发展，完整基因测序已经成为一种商业行为。而纵观其历史发展轨迹，竟和计算机的普及过程颇有几分相似。计算机刚诞生时，也让人可望而不可即，而现在几乎人手一台，还是那种小巧的笔记本电脑。再看看现在电脑制造商的竞争激烈程度，这会不会也是未来基因组测序服务的景象？

　　基因的秘密

　　人们对于描绘自身完整基因图谱的热衷，并不是完全出于图新鲜和看热闹。每个人都有了解自己的权利，每次基因，检测人员都会从被检测对象的血管中抽取三试管血，就在这些试管中，隐藏着人类了解自己秘密的钥匙——基因。那么，基因到底对人们有着怎么样的意义？

科学家在绘制出人类基因组图谱后发现，任意两个不相关的个体的DNA序列有99.9%是一致的。就是说，人类所有的差别就包含在剩下的0.1%中。也就是这看似微不足道的0.1%，决定了每个人的外貌、性格倾向、能力、可能获得某种疾病的概率以及其他种种特征，造成了人类社会的丰富性和复杂性。

　　对于医疗工作者来说，解开这0.1%差别的秘密，就能真正开启个人医疗的时代，为病人度身定制医疗方案，精确地实现对症下药的目的。研究者发现，在这0.1%的差别中，有90%的部分是由单个核苷酸的变异引起DNA序列多态性所导致的。虽然，人类单核苷酸的多态性会有所差别，但绝大部分的差别对人的表征没有影响。而一旦这些由单核苷酸所引起的差别产生了影响，就有可能引起基因功能的改变，从而影响体内蛋白质的正常功能，或者在蛋白质功能不变的情况下造成蛋白质数量的改变。这些改变，将导致某一类人对某种疾病的抵抗能力减弱，某一类人对某种药物特别敏感，而另一些药却对某一类人无效，某一类人的某项身体机能特别强或者特别弱。完全了解自己的基因组，破解这些身体的秘密，将有助于人类做好更多预防准备工作。不止是科学家的愿景——让100美元基因组测序时代来得更快一些吧。