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2017年——基因組學(xué)的突破之年

[2018/1/2]

FDA也創(chuàng)造了歷史，批準(zhǔn)了美國第一個基因治療：諾華（Novartis）的Kymriah，適用于治療患晚期白血病的兒童。FDA很快又批準(zhǔn)了吉利德（Gilead）旗下Kite Pharma的Yescarta，它適用于一種成人淋巴瘤。這些療法從人體中提取出T細(xì)胞，對其進(jìn)行遺傳改造，使其對抗患者的特定癌癥。
　　
　　Evelyn Villareal出生時患有1型脊肌萎縮癥（SMA1），這是一種遺傳病，患病的嬰兒會逐漸癱瘓。診斷結(jié)果讓她的父母心碎不已，因為他們的第一個女兒也被這種疾病奪去了生命，當(dāng)時她只有15個月大。大多數(shù)患病的兒童活不過兩歲。
　　
　　不過這一次，這個家庭發(fā)現(xiàn)了一種臨床試驗。八周時，Evelyn接受了一種實驗性治療，具體方案是讓攜帶健康基因的病毒穿過血腦屏障，提供一種關(guān)鍵的缺失蛋白。試驗獲得了驚人的成功：所有15個嬰兒都取得了良好的反應(yīng)，Evelyn現(xiàn)在已經(jīng)三歲了。
　　
　　SMA1并不是個例。經(jīng)過20年的緊張工作，我們突然發(fā)現(xiàn)一系列的基因治療都取得了成功。Spark Therapeutics公司的Luxturna有望成為第一個被批準(zhǔn)用于遺傳性失明的藥物。另一種針對大皰性表皮松解的實驗性治療也在開發(fā)當(dāng)中。這些患病的孩子常被稱為“蝴蝶兒童”，因為他們的皮膚如蝴蝶翅膀一般脆弱。
　　
　　對抗癌癥
　　
　　癌癥是一種遺傳病，所以基因組測序可以在癌癥診斷和治療中發(fā)揮重大作用。Foundation Medicine的綜合性實體瘤遺傳檢測FoundationOne CDx™近日獲得了美國食品藥物管理局（FDA）的批準(zhǔn)，這一事件具有里程碑式的意義。
　　
　　利用新一代測序，這種檢測尋找324個基因中與黑色素瘤、乳腺癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌以及非小細(xì)胞肺癌相關(guān)的變異。腫瘤醫(yī)生根據(jù)檢測的結(jié)果，將每位患者與獲批的靶向療法、免疫療法或臨床試驗相匹配。
　　
　　這一成功案例并不是孤證。今年，美國FDA簡化了腫瘤分析檢測的批準(zhǔn)程序。更多產(chǎn)品即將獲批。
　　
　　FDA也創(chuàng)造了歷史，批準(zhǔn)了美國第一個基因治療：諾華（Novartis）的Kymriah，適用于治療患晚期白血病的兒童。FDA很快又批準(zhǔn)了吉利德（Gilead）旗下Kite Pharma的Yescarta，它適用于一種成人淋巴瘤。這些療法從人體中提取出T細(xì)胞，對其進(jìn)行遺傳改造，使其對抗患者的特定癌癥。
　　
　　默克（Merck）的免疫治療藥物Keytruda則是另一個監(jiān)管上的里程碑，它是第一個獲批的癌癥治療藥物，適用于帶特定基因組生物標(biāo)記的實體瘤，而無論其在身體中的何處。
　　
　　基因編輯的進(jìn)展
　　
　　作為近年來最激動人心的發(fā)現(xiàn)之一，CRISPR-Cas9基因編輯能夠確保穩(wěn)定的食物供應(yīng)，讓生物燃料更經(jīng)濟(jì)，并治愈許多遺傳病。此外，一種新的CRISPR變體Cas13讓研究人員能夠編輯RNA，而不僅僅是DNA，這打開了許多治療應(yīng)用的大門。
　　
　　2017年，一名患者首次接受了一種意在精確編輯體內(nèi)細(xì)胞DNA的療法，該臨床試驗利用基因編輯工具來治療亨特綜合征，這是一種遺傳代謝疾病，可導(dǎo)致嚴(yán)重殘疾。
　　
　　另外，研究人員還利用CRISPR來校正胚胎的遺傳性疾病。研究小組修復(fù)了MYBPC3基因中的突變，這些突變可能導(dǎo)致心源性猝死及其他心血管疾病。如今，我們擁有了工具，有望消除亨廷頓舞蹈癥、囊性纖維化及其他遺傳病。不過，生殖系的編輯也引發(fā)了倫理問題。研究需要開展下去，而法律、監(jiān)管和倫理的討論也必須跟進(jìn)。
　　
　　患者權(quán)益的改善
　　
　　基因組測序已經(jīng)推動了醫(yī)療保健的各種進(jìn)步，但如果患者享受不到，便毫無意義。今年，精準(zhǔn)醫(yī)療在付費者接納方面邁出了重要的一步。
　　
　　FoundationOne Cdx實體瘤檢測除了獲得FDA的監(jiān)管批準(zhǔn)，還獲得了美國聯(lián)邦醫(yī)療保險（Medicare）的初步覆蓋，這意味著最容易患癌癥的老年患者將有更多的機(jī)會使用這種檢測。
　　
　　其他付費者也正參與其中。11月，美國最大的私營保險公司聯(lián)合健康保險（United Healthcare）開始報銷罕見病患兒的全外顯子組測序。
　　
　　更多的群體基因組學(xué)
　　
　　全世界的多個國家在群體基因組學(xué)上繼續(xù)取得進(jìn)展，希望更好地了解遺傳學(xué)與疾病之間的關(guān)聯(lián)。丹麥和印度也加入英國、美國、中國、卡塔爾、沙特阿拉伯、土耳其和愛沙尼亞的行列，開展群體基因組學(xué)計劃。截至本月，全球首個也是最大的群體基因組學(xué)行動Genomics England的十萬人基因組計劃已經(jīng)對癌癥或罕見遺傳病患者的41,000多個基因組進(jìn)行了測序。英國國民保健署（NHS）正準(zhǔn)備將全基因組測序作為某些罕見病和癌癥患者的常規(guī)診斷檢測。
　　
　　同時，法國也首次指定了2個測序點，而最終將有12個測序點分布在該國的大學(xué)醫(yī)院，作為法國2025年基因組醫(yī)療計劃的一部分。該計劃旨在將基因組醫(yī)療整合到法國的臨床保健行動中，其目標(biāo)是在2020年之前，每年對23.5萬個基因組進(jìn)行測序。
　　
　　在美國，國立衛(wèi)生研究院的All of Us研究計劃開始招募參與者，而美國退伍軍人事務(wù)部也簽訂了一份合同，對百萬退伍軍人計劃（MVP）的首批34,000個基因組進(jìn)行測序。最終，All of Us和MVP計劃將分別收集超過百萬名美國人的健康數(shù)據(jù)，包括基因組信息。
　　
　　基因組學(xué)無處不在
　　
　　2017年，基因組學(xué)生態(tài)系統(tǒng)以多種方式擴(kuò)大，包括直接面向消費者的市場。Helix推出了在線消費者市場，提供基于DNA的產(chǎn)品。23andMe的客戶超過了200萬。單就今年來看，AncestryDNA的客戶就翻了一番，超過600萬，也創(chuàng)造出世界上最大的DNA數(shù)據(jù)庫。
　　
　　這一勢頭將逐步強(qiáng)勁，而周密的監(jiān)管將起到重要作用。FDA宣布，它正在簡化消費者檢測公司的審查程序。
　　
　　以基因組學(xué)為重點的創(chuàng)業(yè)公司也呈爆炸式增長，包括Illumina加速器資助的那些。例如，Checkerspot正利用先進(jìn)的生物技術(shù)和化學(xué)來設(shè)計高性能的材料，而Mantra Bio正利用外泌體（exosomes）這種天然存在的細(xì)胞結(jié)構(gòu)來輸送新一代的靶向治療藥物。
　　
　　臨床基因組學(xué)
　　
　　研究人員和臨床醫(yī)生正為充分利用基因組學(xué)而另辟蹊徑；蚪M測序技術(shù)讓新境界觸手可及：更大規(guī)模的研究，以全基因組而不是外顯子組為對象的更廣范圍應(yīng)用，以及超深度測序。這將讓“大海撈針”的應(yīng)用成為現(xiàn)實，比如開展深度的腫瘤分析，或通過一滴血來尋找單個癌癥分子。
　　
　　麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)旗下Broad研究所的研究人員表明，他們能夠檢測患者血液中幾乎90%的腫瘤遺傳特征，而Illumina子公司Grail也推進(jìn)了其液體活檢項目。
　　
　　Illumina的NovaSeq架構(gòu)也支持這些及其他方面的工作，而這種技術(shù)才剛剛開始在患者中發(fā)揮作用。
　　
　　保健革命的潛力是驚人的。目前，只有少數(shù)實體瘤得到了測序？茖W(xué)家已經(jīng)開始揭示ApoE4基因變異如何增加阿茨海默病的風(fēng)險。同時，人類細(xì)胞圖譜（Human Cell Atlas）計劃正在繪制人體中全部37萬億個細(xì)胞。通過描繪和定義健康與疾病的細(xì)胞基礎(chǔ)，這項大膽的舉措將影響生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的方方面面。
　　
　　測序有望徹底改變癌癥、未確診的罕見遺傳病及進(jìn)行性疾。ㄈ绨⒋暮Ｄ。┑闹委煼绞。對于Evelyn等孩子來說，生活從此變得不同，他們?nèi)缃褚灿袡C(jī)會過上健康長壽的生活。而作為Illumina的一份子，我們很榮幸能夠推動這些進(jìn)步，讓全世界的廣大民眾受益。