近幾年，隨著基因概念股在股市上的熱浪，國(guó)際癌癥基因組計(jì)劃完成的消息，啟動(dòng)又停止、停止又啟動(dòng)的高通量測(cè)序的唐氏篩查工作等等。每天不斷更新的消息使得基因測(cè)序這個(gè)產(chǎn)業(yè)和概念成為了一個(gè)非常熱門(mén)的話題。

　　在“創(chuàng)新中國(guó)智庫(kù)專題講座”上，中國(guó)科學(xué)院北京基因所技術(shù)研發(fā)中心常務(wù)副主任任魯風(fēng)作了《基因測(cè)序技術(shù)在中國(guó)應(yīng)用前景》主題講座。他主要從基因到底是什么?測(cè)序是干什么?基因測(cè)序到底能解決我們什么問(wèn)題以及測(cè)序技術(shù)、應(yīng)用在中國(guó)及全球的發(fā)展態(tài)勢(shì)等方面解讀了基因測(cè)序的相關(guān)內(nèi)容。

　　什么是基因測(cè)序

　　“首先做一個(gè)基本概念的科普。把地球比作生命之樹(shù)的話，那么人只是大樹(shù)末端的一個(gè)枝節(jié)。就動(dòng)物而言，全球有1000萬(wàn)種動(dòng)物，其中哺乳類就有5000。人只是其中一種�！比昔旓L(fēng)介紹。

　　據(jù)了解，幾乎每個(gè)生命體都由細(xì)胞組成，這個(gè)細(xì)胞里有一個(gè)細(xì)胞核，細(xì)胞核包裹著遺傳物質(zhì)，從父母那兒遺傳的染色體，把它松散拉直之后，就是平常所說(shuō)的DNA(脫氧核糖核酸)，即通過(guò)核苷酸作為基本單位，排列形成生命密碼。

　　任魯風(fēng)表示，在細(xì)胞DNA轉(zhuǎn)化為RNA(核糖核酸)之后，通過(guò)RNA在細(xì)胞核外面的翻譯，生產(chǎn)出蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)也是通過(guò)DNA和RNA的排列順序，構(gòu)成生命體的不同結(jié)構(gòu)。在這里所有生命活動(dòng)都是來(lái)源于這個(gè)順序，關(guān)注這個(gè)順序就可以解決生命的發(fā)生和發(fā)展問(wèn)題。

　　DNA與RNA只有四種基本組成單位，也就是核苷酸，這四種核苷酸僅僅在化學(xué)分子結(jié)構(gòu)上具有細(xì)微的差異，而這四種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的分子在DNA鏈上的排列順序，決定了所有生命活動(dòng)的本質(zhì)，“測(cè)序”就是把這個(gè)順序決定出來(lái)。

　　“人和人之間的差異只有千分之一，就是這個(gè)排列的順序只有千分之一的差別，這種差別引發(fā)了無(wú)數(shù)的遐想，這些遐想促進(jìn)了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等一系列科研和應(yīng)用的不斷前行�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。

　　測(cè)序技術(shù)發(fā)展了40年，已經(jīng)走過(guò)了四代技術(shù)階段。第一代測(cè)序技術(shù)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，在特定市場(chǎng)里保持著獨(dú)占性應(yīng)用。第二代測(cè)序技術(shù)從2006年推向市場(chǎng)后，10年來(lái)產(chǎn)生了諸多激烈的競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)內(nèi)廠家也有參與。而第三代和第四代技術(shù)，現(xiàn)在還都是處于技術(shù)有待成熟和發(fā)展階段。所以近年來(lái)主要的競(jìng)爭(zhēng)還將集中于第二代技術(shù)上。

　　基因測(cè)序能做什么

　　“成本的進(jìn)一步降低，讓基因組學(xué)衍生出更多的組學(xué)相關(guān)研究，并延伸至極為廣泛的基礎(chǔ)研究和實(shí)踐應(yīng)用中�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。

　　“在涉及生命科學(xué)的領(lǐng)域目前都用得到這項(xiàng)技術(shù)，目前用基因測(cè)序逐漸開(kāi)始解決實(shí)踐應(yīng)用的問(wèn)題，成本也已經(jīng)達(dá)到實(shí)踐應(yīng)用的要求�！比昔旓L(fēng)表示，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域包括檢驗(yàn)檢疫，食品安全、種質(zhì)鑒定、臨床診斷、環(huán)境檢測(cè)、疾病防控、微生物的進(jìn)化。在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)域，測(cè)序技術(shù)也已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用其中。

　　任魯風(fēng)介紹，現(xiàn)在突發(fā)傳染病每時(shí)每刻都在發(fā)生，但不會(huì)再出現(xiàn)像2003年SARS疫情時(shí)長(zhǎng)時(shí)間不能準(zhǔn)確判別病原的情況了�；驕y(cè)序技術(shù)能夠在新突發(fā)傳染病發(fā)生的72小時(shí)內(nèi)獲得病原的確切信息。

　　法醫(yī)鑒定方面早已將測(cè)序技術(shù)作為基本物證鑒別手段。在國(guó)家安全層面，基因信息的安全性和生物反恐都是值得注意的發(fā)展領(lǐng)域。實(shí)際上這些都是細(xì)分領(lǐng)域，目前已經(jīng)開(kāi)始呈現(xiàn)市場(chǎng)容量急劇擴(kuò)張的趨勢(shì)�！盎驕y(cè)序在應(yīng)用市場(chǎng)里的蓬勃發(fā)展和爆發(fā)式的增長(zhǎng)將從2015年開(kāi)始�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。

　　基因測(cè)序重在醫(yī)學(xué)

　　據(jù)悉，奧巴馬在國(guó)情咨文里邊提到，要啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃，要把所有人基因組全都測(cè)完，指導(dǎo)后期的健康分析。這被定義成醫(yī)學(xué)上的一個(gè)劃時(shí)代的開(kāi)端。

　　那么究竟什么是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)呢?任魯風(fēng)介紹，根據(jù)大量數(shù)據(jù)積累和分析，得到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣就會(huì)得到不同的基因型和疾病與用藥之間的關(guān)系，之后通過(guò)每個(gè)人不同的基因或基因表達(dá)水平的不同，與這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)去對(duì)照，會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)人每一種疾病的預(yù)防、發(fā)生、發(fā)展、治療、預(yù)后均和基因具有顯著的相關(guān)性，這樣直中靶心，采取有針對(duì)性的不同的治療方法，這就是所謂的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。

　　在目前這個(gè)初級(jí)階段，基因測(cè)序可能更多集中在遺傳病的診斷，傳染病的病原檢測(cè)，腫瘤的個(gè)體化治療以及藥物基因組學(xué)方面，也就是根據(jù)基因來(lái)判斷病因是什么、藥物能不能用和好不好用等問(wèn)題�！霸谶@個(gè)過(guò)程中個(gè)人基因組和臨床相關(guān)性研究，是目前精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)首先要做的工作�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。

　　任魯風(fēng)把健康相關(guān)領(lǐng)域分成兩個(gè)部分，一個(gè)是疾病易感性，一個(gè)是藥物敏感性，疾病易感性是指每個(gè)人都有患某種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自本身的遺傳物質(zhì)。如果醫(yī)生可以看到病人的基因組譜，就可以提前獲知和進(jìn)行干預(yù)。

　　當(dāng)然，除了預(yù)防還要治病�！八幬飳�(duì)這個(gè)疾病有治療作用，還沒(méi)有毒性，這是最好的情況。如果沒(méi)有治療作用，藥毒還可能對(duì)病人有損傷，對(duì)于患者而言就是災(zāi)難。但通過(guò)基因水平來(lái)判斷，就可以選擇既沒(méi)有毒性又起作用的藥物�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。

　　基因測(cè)序應(yīng)加快自主研發(fā)

　　“在基因測(cè)序方面，中國(guó)現(xiàn)在處于機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的時(shí)期�！比昔旓L(fēng)告訴記者�；蚪M學(xué)從概念的出現(xiàn)到現(xiàn)在只不過(guò)二三十年的時(shí)間。伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外信息互通，讓中國(guó)的科學(xué)家有更多與國(guó)外同行直接交流和溝通的機(jī)會(huì)，加之大量的海外高水平人才回國(guó)，使中國(guó)在基因組學(xué)基礎(chǔ)研究，測(cè)序技術(shù)領(lǐng)域并不比西方國(guó)家落后多少。

　　2011年的統(tǒng)計(jì)顯示，人類基因組計(jì)劃完成以后，對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響是巨大的。意味著通過(guò)38億美元的投資，獲得了將近8000億美元經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用，創(chuàng)造了31萬(wàn)個(gè)工作崗位，到2013年，對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用達(dá)到了1萬(wàn)億美元。

　　據(jù)悉，中國(guó)第一臺(tái)測(cè)序儀是由深圳華因康公司生產(chǎn)的，而華大基因從美國(guó)收購(gòu)CG公司，也是看中了其測(cè)序技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用前景。

　　“雖然中國(guó)的測(cè)序技術(shù)剛起步，但包括LifeTech和Illumina這兩家測(cè)序技術(shù)巨頭，在通過(guò)貼牌方式進(jìn)入中國(guó)醫(yī)療市場(chǎng)，一定程度上阻礙了我國(guó)自主研發(fā)的進(jìn)程�！比昔旓L(fēng)表示。

　　在測(cè)序技術(shù)這一領(lǐng)域，自主研發(fā)，自主原理，自主技術(shù)平臺(tái)的缺失一直造成我國(guó)應(yīng)用領(lǐng)域永遠(yuǎn)給國(guó)外這種廠商打工的局面，從機(jī)器、軟件甚至數(shù)據(jù)分析方面都要依托外國(guó)。

　　“中國(guó)有廣泛的醫(yī)療資源和人群，最基礎(chǔ)的醫(yī)療資源是不缺的，缺的是沒(méi)有一項(xiàng)是自主創(chuàng)新的技術(shù)�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。例如，生物技術(shù)必要的功能性軟件，所有進(jìn)行基因數(shù)據(jù)分析的算法基本上均來(lái)源于國(guó)外原創(chuàng)性的基礎(chǔ)算法。中國(guó)的高性能計(jì)算硬件資源已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平，但對(duì)于數(shù)據(jù)解讀、挖掘和數(shù)據(jù)庫(kù)建立等方面還落后很多。另外一個(gè)問(wèn)題在于，我國(guó)的基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累方面，碎片化嚴(yán)重，無(wú)法形成統(tǒng)一有效率的研究計(jì)劃和數(shù)據(jù)挖掘，這些有待于國(guó)家層面的科學(xué)布局規(guī)劃。

　　在技術(shù)發(fā)展層面，據(jù)了解，美國(guó)對(duì)基因測(cè)序技術(shù)的研發(fā)，從2004年到2014年持續(xù)進(jìn)行資助，從第二代測(cè)序技術(shù)到目前的第四代測(cè)序技術(shù)，累積已經(jīng)投入超過(guò)2億美元。而我國(guó)的國(guó)家級(jí)別支持的基因測(cè)序技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)一共大概2000萬(wàn)元人民幣。

　　“這項(xiàng)技術(shù)是決定中國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，我國(guó)的科技體制改革，需要在這方面有所考慮�！比昔旓L(fēng)說(shuō)。還有就是目前有一些飲鴆止渴的現(xiàn)象，除了華大收購(gòu)的CG還算是國(guó)產(chǎn)，其他獲得國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械證書(shū)的測(cè)序產(chǎn)品，均來(lái)自于國(guó)外。

　　“我們已經(jīng)堅(jiān)持了六七年的時(shí)間來(lái)做基因測(cè)序技術(shù)，目前已經(jīng)完成了產(chǎn)品樣機(jī)的生產(chǎn)，即將給國(guó)內(nèi)客戶進(jìn)行免費(fèi)試用�！比昔旓L(fēng)介紹。另外，其領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)正在策劃針對(duì)應(yīng)用的整體解決方案，包括樣品處理、測(cè)序、數(shù)據(jù)分析等流程的全自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，“用戶可以在對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)序和數(shù)據(jù)分析中實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，通過(guò)云計(jì)算和自主研發(fā)的算法，可以解決數(shù)據(jù)的有序積累和挖掘過(guò)程”。

　　任魯風(fēng)表示，在中國(guó)缺乏核心精密工業(yè)條件和高端生命科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的情況下，如何依靠和支持自主創(chuàng)新來(lái)抵抗國(guó)外技術(shù)蠶食中國(guó)市場(chǎng)，值得我們反思。