揭开DNA与疾病的关联，基因领袖Craig Venter还是那么牛！

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揭开DNA与疾病的关联，基因领袖Craig Venter还是那么牛！# g" P. @: B3 ?: {2 u3 G! i' a: q
来源：动脉网 / 作者： / 2016-08-05" i6 E1 ^2 |! }, R& Q' C; v" i8 R

& v" }3 c$ l, L* @8 t4 t: aCraig Venter是人类基因组研究领域的领军人物。2013年，Craig Venter（克雷格• 文特尔）博士联手基因组学和干细胞疗法领域的精英创立了HLI（Human Longevity Inc），一家总部位于加利福尼亚州圣地亚哥的私营控股公司。
9 g) N$ f) F. J1 ^" o通过利用基因组测序、人类微生物组、蛋白质组学、信息学、计算和细胞疗法技术领域的进步成果，建设全球最全面的人类基因型和表现型数据库。其业务领域包括：基因组测序分析，先进的临床成像及机器学习、定制化的个人健康信息等。, w1 Y) ]6 V  N# S. [
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在位于加利福利亚州圣地亚哥市的HLI总部，有两台机器昼夜不停地运转，每15分钟就为一组人类基因组测序。这项服务的费用为每个基因组2000美金，整个流程在三个房间内完成。
: q- d8 `) ~; n' p: L! m: j" F" K9 F2000年，当Venter第一次为人类基因组测序时，一台价值5000万美元的大型计算机连续工作了9个月，总共花费了1亿美元。4 i( }( S& v: B1 S4 x* S
Venter的目标是至少为一百万个基因组测序，随着近十年科学技术的发展，这样的目标有望实现。通过基因组产生的数据——DNA捐赠者的健康史和医学检验的结果等信息，找到更好的方法预防和治疗老年人常见病，如癌症、心脏病等。4 r% q7 L6 E/ P0 t' v0 o
69岁的Venter已经从GE 公司和Celgene、Illumina等生物科技公司筹集到3亿美金投资，这些投资主要用于购买和运行测序机。另外HLI还与英国大型制药公司Astra Zeneca，以及总部位于旧金山的罗氏制药的子公司Genentech，这两家公司都为HLI提供测序的患者样本。
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1 E$ u# [  `# O基因测序实验室往上两层是Venter的办公室，红贵宾Darwin正安静地睡着他的脚边，Venter坐在办公桌后正在电脑上绘制一个HLI早期实验的示意图：科学家为1000人的基因组测序并仅根据基因数据重现他们的脸。' B9 S# O2 \7 _1 H1 V& |+ X/ Q
他说“我们可以预测你们的长相、身高、体质指数、眼睛颜色、头发颜色和质地”，并惊叹于电脑重现的脸和研究参与者实际的照片有多接近。0 L5 k( B) n6 K  t+ Q9 N$ A7 ]
Venter指出，用基因组预测面部长相只是基因功能的冰山一角。“无论是你的脸型，或是一条（发生病变的）主动脉，又或是逐渐变窄的脊髓，我们希望通过测量能够应用遗传密码预测这些身体状况。”
- M" H. A/ Q* U# @, V2 O0 f我们对基因组的了解仍处于起步阶段，限制了找出DNA和疾病之间关联的能力。就算有明确特征的基因也不能保证研究者有新的医学突破。
) u4 a, {  U6 C# l. C举个例子，Venter发现自己有一种叫做CETP（胆固醇酯转运蛋白）的有益基因变异，此前被证明与健康的胆固醇水平相关，进而降低心脏病和心绞痛的发作的风险。21世纪初期，制药公司试图研发一种针对引发高胆固醇水平的基因而降低胆固醇水平的药物，但都以失败告终。
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Venter说道，“这证明了简单的相关往往行不通。整个基因科学领域的人都知道其中的复杂性。”Venter和他的团队正着手处理这样的复杂性，他认为染色体组信息和其他健康数据的结合能揭示这些关联。' s$ w+ k3 ]* H# ~& S- o9 y/ S, E
根据AstraZeneca公司的安排，医药公司会与HLI共享50万名匿名患者在临床试验中的DNA样本，HLI将对患者的DNA进行排序和分析。“虽然科学技术让我们能够读懂基因组的每个字母，但拥有识别成百上千的患者之间的基因序列差异的能力才是理解疾病和药物反应的关键，”Ruth March说道，他倡议制药公司个体化用药并使用生物标记技术。“HLI的技术能够找出数据的规律并以此为依据，而不是漫无目的地研究随机的基因。”
1 `& q) i$ o% L. `- J1 O8 e为了理解人类基因组的每组2万个基因对健康的重要性，科学家需要对比同一个人的遗传数据和其他信息：数据会揭示环境和行为因素如何影响他们的基因，已有记录显示了基因如何对药物产生反应，如MRI图像和其他医学检验的结果。! V2 f  y: S. m; Q; y5 ?6 _  _
Venter相信只有通过找出这些数据点的规律，HIL才能获得让医生能实施“精密医学”的洞察。根据每位患者特定的基因构成，为他们量身定做治疗方案。2 ~1 u- u3 Q0 O  X
将数PB的基因数据和特定的健康情况联系起来，并与HLI正在收集的百万个体的基因组进行对照并找出规律是一件极具挑战性的计算工作。因此，Venter雇用了Franz Och, 谷歌公司的前机器翻译主管，他最出名的成就是领导谷歌翻译的开发，一个能快速地将世界上所有的网站翻译为英文的软件。$ w2 ^, W5 ^0 x8 J$ V' u& {( ]( v
Och表示，这项工作的挑战性在于将健康状况和与由64亿字母组成的基因密码联系起来。我们可以把基因密码看作一种语言，MRI图像看作另外一种语言，以此类推。
; ?2 O9 M$ b7 A  K2 N举例来说，阿兹海默症患者的海马体往往在症状发作几年前就已经萎缩。通过机器学习对比全基因组和脑成像能揭示与阿兹海默在相关的基因变异。这或许为新型药物和早期检测装置提供了发展方向。
/ o% L% Z; F3 f! |8 N# s  zOch说：“这可以解释一些带有已知基因风险因子的人为什么没有患病，或许还存在其他的保护性的基因变异”。
! \! B  a' M9 l# W- q% \# `8 RKen Bloom是HLI的董事长和肿瘤学研究的倡导人，他表示“HLI的主要目标之一是根据患者的基因构成和特定的癌症种类研制癌症疫苗。这样的目标把治疗患者放在第一位，为他们的肿瘤和基因组测序。然后研制能防止癌症复发的疫苗。”Ken Bloom解释说“疫苗能够增强免疫系统并抵抗癌症的再次袭击，因此癌症不会再次发作。”
* y' r3 p' ~# H$ ?" ]Venter憧憬着有一天每个人都能为自己的基因组测序并用作医疗护理。
& H- |/ J0 R8 v0 c7 ?1 H2015年10月，他发表了Health Nucleus服务的原型。Health Nucleus的顾客需要为这项服务支付2万5千美元，患者可以在位于La Jolla的公司总部花一整天的时间给他们的基因测序并接受一系列医学检验：花90分钟和医生讨论家族遗传史并抽血取样。( L* @8 f6 @. f+ N' p3 E
接下来他们会做一个些不常见的高技术成像测试，例如全身MRI扫描和4D超声心动图，能够通过有时间标记的照片流显示出心脏完整的形状。在胸前配戴一个用来测量心率的创可贴大小的装置后，他们就可以离开了。% F: N" a3 ]# P2 \) D
所有顾客都会获得一个手机App，通过点击自己的3D虚拟形象，了解哪些基因与他们的心脏、大脑和其他重要器官的病变有关。目前已经有220名患者注册了账户。
4 P- A3 m  f7 z6 H" J“这项服务引发了很多道德困境和社会难题”纽约大学医学中心的生物伦理学教授Arthur Caplan表达了他的顾虑，他和Venter已相识多年并曾经在Venter的公司做过顾问。“谁来为这些医疗测试和个性化治疗买单？这样做是否值得？”Caplan 指出目前想做基因组测序的人不得不承担高昂的费用，因为医疗保险公司基本不会报销患者基因检测和咨询的费用。所以至少在目前，高度个性化的医疗方案受限于其高昂的费用。“现在只有富人负担得起基因组测序的费用。”Caplan说道。
' Z$ V" b# V/ R# ?# l+ x或许目前的情况是这样，但Venter已经雇用了保险精算师通过计算证明HLI的个性化服务经济上的合理性，并有望与保险公司进行合作。虽然基因测序的费用为每位患者2万5千美元，但也好过费用为几千美元但最终救不了性命的化疗和其他治疗。“所以2万5千美元费用和40年寿命与几千美元用费和2年寿命相比，”Venter表示“已不需要更多例子证明预防疾病比治疗疾病更经济更有效了。”
* T  V7 h. x7 s  H- ~, O. a6 M原文出处：technologyreview.com0 e; r) ~; \, {. {( o) v) o7 P

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