【TED知多少】歡迎來到基因革命!

科博文Says:這場演講中,講者Richard Resnick展示了低成本和快速的基因組測序,將如何地顛覆現有的醫療保健,以及保險和政治。未來人們可能可以透過很低的成本進行基因組測序,了解和自己的男女朋友的基因是否適合、了解總統候選人是否在基因上表現出有心肌病隱患,各位覺得如何呢?科博文個人覺得這是一件可怕的事情,未來我們不只在玩facebook時失去肖像、個人興趣、資料等隱私,甚至連基因的隱私也廉價地失去了。 😈

講者:Richard Resnick (CEO of GenomeQuest, a maker of genomic software)

講題:歡迎來到基因革命!(Welcome to the genomic revolution)


講者首先為聽眾展示人類基因組。染色體一在左上角、性染色體在右下角。女生有兩份大的X染色體;男生有一份X染色體,還有一份小的Y染色體。放大這個基因組的圖片,會看到雙螺旋結構,生命的編碼是由四個生化字符編寫出來,我們稱之為基對:A,C,G和T。人類基因組有多少基對呢?30億。這是一個很大的數字嗎?每個人都可以隨便講一些很大的數字出來。如果我把這1280像素高800像素寬的螢幕上,每一個像素都用一個基對替換,我們需要3000塊這麼大的螢幕來觀察這基因組,所以這個數字真的是很大。或許是因為這麼大,有一群人有Y染色體的人,決定想要把為它排序。15年前開始,花費了40億美金後,對基因組的排序終於完成並發表。 2003年,最終的版本發表,人們繼續對它的研究都是一台儀器上完成。 每排序一個基對花費一美元左右,是非常慢的一種做法。

但是我要告訴大家,這世界已經發生了天翻地覆的變化,然而你們卻都渾然不覺。 現在我們把一個基因組,複製50份,然後把他們切割為50基對,接著我們就對他們進行大量並行地排序。然後將結果輸入到軟體中加以組合,我們可以得出結論。講者給大家看一張圖片來瞭解人類基因組計畫:30億基對在這些儀器上進行排序,每週可以完成2000億基對。而且今年夏天它的速度會變成6000億基對,這速度上的進展絲毫沒有減慢的跡象。對一個基對排序的價格 已經下跌了一億倍。 這就相當於你在1998年給汽車加滿一次油的錢,放到2011年 可以讓你在地球和木星之間來回開2次。

講者介紹了一個按指數擴大的新技術;通常是不會看到這樣的走勢的。全世界用於人類基因組測序的能力,可以在今年做到5萬到10萬個人類基因組。我們是從已經投入應用的儀器來判斷這個數字。在可預見的未來裏每年這個數字都會翻倍,或是以三倍甚至四倍的速度增長。有一個實驗室 佔據了全世界測序能力的20%。它叫做“華大基因。中國在這場新的“登月競賽”中處於領先。對於醫學這意味著甚麼呢?

有一個37歲的女性。她出現了階段2的雌激素受阻體陽性乳腺癌。經歷了手術,化療和放射性治療 回到了家裡。兩年以後她又發現了三C期的卵巢癌。她又接受了手術和化療,不幸的是三年後她42歲,又發現了更多的卵巢癌 回到醫院,再接受更多的化療。6個月後,她又患上了急性骨髓性白血病,最終因呼吸道衰竭在8天以後逝世。在短短的10年中,這名婦女接受的治療看起來如同放血一般。因為我在華盛頓大學基因研究院的同事Rick Wilson決定要研究一下這名婦女的遺體,進行檢驗,他提取了她正常皮膚細胞和發生癌變的骨髓細胞並進行測序,在幾周的時間裡,他對兩個基因組進行了徹底的排序。然後在軟體中比對這兩組基因,他在30億基對中的,一個叫做TP53的基因上發現了一段 2000基對的基因缺損。如果你在這個基因上有此類缺損的異變,你一生中有90%的可能性會患上癌症。不幸的是這個發現對這婦女沒有任何幫助,但是這對她的家人,有非常重要的影響。如果他們有相同的異變,接受這基因檢測,並對它有所瞭解,他們可以定時地做篩檢,及早發現癌症 藉此可能大大延長壽命。

另一對Beery兄弟,在2歲時候被診斷出大腦性癱瘓。他們的母親是一位非常勇敢的女性,她不相信這是真正的病因,認為實際症狀與診斷並不相符,通過英勇的努力與大量的網上搜索,她成功地說服醫療人員孩子患上的是其他疾病。他們所患的是多巴反應性肌張力障礙。於是對他們使用了左旋多巴,症狀的確有所改善,但是沒有完全消除,嚴重的問題仍然存在。幸運的是有一位叫做Joe Beery男士,他在一家叫做生命科技的公司擔任首席資訊長的職務。他們是現有的兩家開發大量全基因組測序工具的公司之一。他將自己孩子的基因進行測序。結果在一個叫做SPR的基因里發現一系列異變,這個基因負責產生的物質裏包括血清素。所以在左旋多巴的基礎上他們再給這些孩子使用血清素激發藥物。現在他們過上完全正常的生活。沒有全基因組測序,這樣的事情永遠不可能實現。在幾年前,全基因組測序要花費10萬美元。今天的價格是一萬美元,明年就是一千美元。到了後年或者大後年可能就是100美元。價格移動的就是如此之快。

另有一位叫做Nick小朋友. 喜歡蝙蝠俠與水槍。Nick來到兒童醫院時他的肚子腫脹地像營養不良的小孩,他並不是沒有吃東西,而是無論他吃甚麼,腸道都會自動打開,排泄物溢出到他的體內。經歷了無數的手術後,他看著他的媽媽說:媽媽,請為我祈禱,真是太疼了。他的兒童科醫師恰巧有臨床遺傳學的背景,他不知道病因到底是甚麼,但是他決定為這個孩子做基因測序。他發現的是在一個控制細胞死亡的基因上有一處單點變異,原因就是他的身體對食物產生了一種會導致程序性細胞死亡的免疫性反應,這原本很正常一種的反應。但是管控這個機制的基因失效了。這個結果使醫院在對Nick的治療方案中加入了骨髓移植手術,在經過9個月迅速地恢復後,他現在可以吃沾著A1醬汁的牛排了。

今天使用基因組作為普遍診斷的前景已經來到我們身邊,這對我們所有人意味著 ,額外的5年,10年,20年的壽命就是靠這一項技術。真是一個美妙的故事, 你如果不去想到人類在地球上占有的空間,以及我們如何提高食物產能等等這些問題的話,結果就是同樣的技術也能用來製造新一代的對乾旱、洪水、害蟲和殺蟲劑有超強抵抗力的玉米、小麥、大豆和其他糧食。只要我們的人口繼續在增長, 我們就必須培養和食用更多的轉基因食物,這是我今天唯一的立場。除非觀眾裡有人自願不再吃東西?沒有,一個都沒有。

這是一個打字機,數十年來,所有辦公桌上的主要用品之一。實際上,打字機基本上被淘汰了,然後更普遍的文字處理機出現了。最終,在顛覆性的技術上出現了更顛覆性的技術。Bob Metcalfe發明了乙太網連接起了所有電腦,徹底地改變了一切。 突然間我們有了Netscape,然後有了Yahoo,再然後我們有了整個網路泡沫。不過不用擔心,很快地就被iPod,Facebook 和憤怒鳥(angry bird )拯救了。

這就是我們今天所處的位置。這就是今天的基因革命。我希望你們思考的是:這些不僅僅代表你個人基因組的基對,而是與全世界的基因組聯繫在一起,意味著甚麼?我最近剛買了人身保險。我被要求回答:A 我從沒有過基因測試,B 我有過基因測試,和C 我有過但是不告訴你。還好我可以選A,我是非常誠實地在講,以防我的保險經紀人在聽這個演講。但是如果我選了C會怎樣?

與基因組相關的商業應用會遍地開花。如果你想瞭解自己與女朋友基因上是不是相適合?當然可以。DNA在你的iPhone上進行測序?也有一個app可以做到。 有誰想做個個人基因按摩嗎?今天已經有實驗室在測試AVPR1基因上的allele 334, 就是所謂的欺騙基因。現場任何人帶了你的另一半來的話,轉向他們並在他們口中取些樣本,送到實驗室你就會知道了。你想選舉一位基因上表現出有心肌病隱患的總統嗎?想像一下現在是2016年 優勢的總統競選人不僅發佈了她過去四年中的退稅情況,也公開她的個人基因組它看起來非常好。接著這位競選人也要求她的競爭對手做同樣的事情,你難道認為這一定不會發生?你覺得這會幫助麥凱恩嗎?

在場觀眾中有多少人,有和我一樣的姓氏Resnick?請舉起手來。有嗎?沒有。通常會有一兩個。我父親的父親是10個Resnick兄弟中的一名,他們都互討厭,分散到了全世界各地,所以我可能和任何一個我遇到的 Resnick是遠親關係,只是我不知道而已。想像一下如果我的基因被辨識後紀錄在軟體中,而我的一個表兄的基因也被紀錄下來,然後有軟體可以比較這兩組基因,並做出關連。不難想像,我公司裡現在就有這樣的軟體。再想像一下另一件事:這個軟體可以徵求雙方的同意,你希望與你的三表兄相見嗎?如果我們都同意,哇啦!歡迎來到染色體Linkedin.

這應該是一件好事,對嗎?集合更多的家族成員和其他可能性,但是這也可能是一件壞事。這裡有多少做父親的?舉起手來。 Okay,有專家認為你們中有1%到3% 並不是自己孩子的親生父親。這些基因組,這23對染色體, 他們並不能反應人與人之間的關係或者我們社會的天性,至少現在還不能。和任何新興的技術一樣,它完全取決與人類是否將它使用在對人類的有益處的地方。我希望你們全都覺醒並關注,影響這時刻發生在大家身邊的遺傳學革命。

全文和影像取自:TED.com(一個集合超過九百則關於科技、娛樂、設計和各種領域新知演講的網站,TED一名正源於Technology, Entertainment, Design的頭文字)

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1 Response

  1. Adam 說:

    基因革命!感謝您的分享!

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