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全基因组测序:下一个改变世界的技术【陈荣专栏-86】

2018年10月11日 08:28来源:未知手机版
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【摘要】毫不夸张地说,全基因组测序,就是下一个改变世界的技术。


全基因组测序:下一个改变世界的技术【陈荣专栏-86】


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全基因组测序:下一个改变世界的技术【陈荣专栏-86】


文 / 陈荣,微信号:chenrong671170


毫不夸张地说,全基因组测序,就是下一个改变世界的技术。


或许你会争辩,下一个改变世界的技术,不是大数据吗?不是人工智能吗?不是纳米技术吗?


并不能否认这一点,但相对于这些外源性的颠覆技术,全基因组测序,更确切地说是从人类自身引发的革命。


先从一个简单的故事开始。


一位朋友的朋友的朋友,最近迷恋上喝胡萝卜汁,因为有养生人士告诉他,胡萝卜汁糖分低,富含胡萝卜素、维生素ABCDE等等,多喝对身体好。


于是,这位朋友每天顿顿饭不离胡萝卜汁。后来,这位朋友喝出了维他命A过量,并产生了相关不适症状。


这个故事告诉我们,普遍意义上正确的营养知识,实际上并不适合所有人。因为,每个人的基因完全不同。


当然,除了告诉每一个人,你能不能喝胡萝卜汁,全基因组测序还能告诉你更多,比如,你妈为什么是你妈,你家娃为什么像隔壁老王,你为什么这么土肥圆,你为什么会得某种病,你为什么该吃某种药……


总结起来,就一句话,全基因组测序会从每个人自身开始,影响并改变你的生老病死。


阅读生命“天书”的技术


介绍全基因组测序之前,先科普下更基础的基因测序。


简单来说,基因测序就是检测构成基因的四个碱基ATCG的排列顺序。正是这个4个字母排列组合的顺序不同,造成了包括人在内每一个生物的差别。


以人类来说,正常人有30亿个碱基对,哪怕是其中一个碱基排序不同,都有可能会造成高矮胖瘦等各种表面特征的不同。而其中一些序列的缺失或者变异,也是造成很多疾病的根源之一。


那么全基因组测序是个什么概念?


如果从字面上理解,全基因组测序,就是检测出全部30亿个碱基对是怎么排列的,从第一个到第30亿个,一个都不落下。


既然有全基因组测序,那么是不是有不全的基因组测序?


有。现在如果你搜索一下基因检测,会看到很多做基因检测的公司和产品。但几乎绝大多数你看的,都是不全的基因组测序。


当然不全并不是说这些基因测序没有用,它们也很有用,只是和全基因组测序相比,它们是对基因组已知位点的分型检测,有明确的检测范围。


比如美国影星安吉丽娜·朱莉做的乳腺癌基因检测,就是专门针对乳腺癌相关的致病基因做的检测。无创产前基因检测,就是针对新生儿21-三体综合征(俗称唐宝宝)等染色体异常来做的。


而全基因组测序,是检测人类所有基因组信息,不针对任何单个疾病或者因素的基因,但又囊括了之前所有单个基因检测要用到的信息。


它更大的潜力是,现在的科学只发现了一小部分基因与表象的关联,比如某个基因缺陷可能造成某种遗传病,某个基因可能导致你酒量特别大,但实际上在现有研究之外,还有大量的关联性没有被挖掘。


全基因组测序就相当于提前准备好所有已知的和未知的基因信息,一旦科学发现有了突破,就能告知更多基因与你的关系和秘密,给予你进一步的生活、医药或健康管理指导。


所以,这种知过去明未来的全基因组测序,又可以被称为阅读生命“天书”的技术。


不是所有基因测序,都叫全基因组测序


请注意,对于这本“天书”,我们现在说的是“阅读”,而不是“解读”。


这也是目前全基因组基因检测的最真实现状,我们已经能够读出这本“天书”的每一个“字”,但连在一起,以我们现有的技术和能力,还不能完全看懂。


当然,其中一些“字句”已经能看懂了,比如前面提到的唐氏综合征、肿瘤风险、罕见病的基因检测。


事实上,不要说解读,就连阅读完“天书”这一步,也没有想象中那么容易。


先不论碱基这种纳米级的玩意儿读起来有多费劲,光是30亿碱基对这个庞大数字,就够研究人员折腾的。


精确的全基因组测序要求每个位点平均至少被测量30次,甚至多则50次以上,出来的数据基数至少都是TB级别的,而任何一个基因信息的数据,都是以这个基数来倍乘。


这种大型生物数据的处理能力,对IT技术压力极大。现在市面上的中小型基因检测公司,根本没办法处理这样的大数据。


除了基本的数据处理能力,大型的实验室、规模化的管理、成型的质量体系,这些联合保障也是全基因测序所必须的。


不过最高的门槛还是对基因信息的解读能力。


做一次全基因组测序,检测过程可能1-2周时间就能完成,也能有自动化的检测报告,但到了解读阶段,且不论那些未知的基因信息,光是已知位点的数据,也要耗费一个专业的遗传咨询师几个月甚至半年以上的时间,结合既往病历和与用户的深入交流来解读。


现在市面上能做到这一步的机构或公司,更是屈指可数。


全球做全基因组测序的,还处于科研和小规模试商用阶段的有冰岛基因解码公司、美国系统生物研究所等,在中国,也只有华大基因等龙头机构具备这样的积累和实力,未来在商用市场的发力值得期待。


高门槛在这里摆着,成本和价格也不会低到哪里去。1990年的人类基因组计划花了30亿美元,现在当然用不了那么多,但也不便宜。


想想看,安吉丽娜·朱莉光是做一个乳腺癌的分型基因检测,就花费了3000-4000美元,而国内外做全基因组的测序,正常价格基本都以万美元为基本单位。


所以,如果市场上有人说几千元就可以做全基因组测序,那基本就是在忽悠你。


未来健康管理的标准配置


价格这么高,那么全基因组测序和普通老百姓无缘了?


当然不是。和所有前沿技术一样,全基因组测序的成本会随着技术的进步不断下降,比如最基本的测序仪器,从第一代发展到现在的第二代,检测通量大了,速度快了,相应的价格也就降了下来。


这就是为什么20多年前做一个分型的基因检测要上亿元,现在最低只要3000元左右。


但正如前所述,全基因组测序最高的门槛不在于测序本身,而是对基因数据的处理和解读。全基因组测序最大的价值,也由此而来。


目前的基因检测很多公司都在做,但为什么同类型的基因检测、同样的技术原理,做出来的精准度却存在很大差异?原因就是数据库的模型和数据的积累不同,由此导致对数据解读的差距。


就好比上医院看病,对你而言价值最大的肯定不是那张化验报告单,而是医生对化验单的解读和治疗意见。


基因检测也是如此,现在可能是基因检测(化验单)成本高,但随着技术的发展和科学发现的突破,成本的重心会转移到对健康的管理指导(医生的建议)。


所以,如果套用互联网的思维和模式,那么在可以预见的未来,全基因组测序的测序部分,甚至可能完全免费,之后持续的动态的精准的健康管理咨询和指导,才是体现价值的部分。


如果再套用现在火爆的“互联网+”概念,那么这就是一个“基因+”的最好案例。未来不只是疾病治疗或精准用药,人类生活的方方面面,都会被个人的全基因组数据所改造。


到那时候,估计全基因组测序会成为每个人管理自身健康的标准配置项目。至于喝胡萝卜汁喝到维他命A过量,也将成为历史。


未来听起来似乎稍微有点遥远,如果你现在就迫不及待想要做出这笔人生健康的投资,那么怎么判断那些基因检测公司为你提供的是真正意义上的全基因组测序?


目前并没有硬性的标准可以很好地鉴定,但仍然有几个基本的指标可以判断。


一是价格,如前所述,现在全基因组测序的技术成本还降不到千元级别,所有号称几千元就能给你做全套基因组测序的,都是在耍流氓。


二是对于检测公司的技术和管理的水平要求很高,要看检测公司的科学实力、技术实力、规模实力、质量体系和仪器资质等,例如:实验室是否通过多项国际质量体系认证,是否使用CFDA注册的检测仪器,是否有完备的质量和运营规范。如果不具备这样的规模和实力,那基本上你可以默认它没有充分的实力提供全基因组测序。


三是产品,既然是全基因组测序,那必然30亿个碱基对都检测过了,所以能否提供30亿个碱基的全部数据浏览和验证;能否不断提供新的解读内容,如果拿不出来,那就是在作假。


四是服务,除了线上的测序解读,是否还能提供具有国际认证的遗传专家做一对一的解读,这一点非常重要。


明了所以,了解了我们每个人自己的基因组,就了解了我们每个人作为一个精密神奇的机器的设计蓝图中那些不太完美,容易出问题既疾病的部分。我们就可以通过选择最适宜自己的生活方式和健康服务,回避和减少个人特异的风险因素的影响,精确地管理自身的身心健康,把生命掌握在自己手中。


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