基因組時代：基因醫學的技術革命（簡體書）

〔美〕 史蒂文·門羅·利普金

醫學博士，哲學博士，美國醫學遺傳學會會員，臨床遺傳學家，從業時間長達二十年。此外，他還是成人及癌症遺傳學診所負責人，紐約威爾康奈爾醫學院轉錄研究所副主任。

〔美〕 喬恩R.洛馬

在美國《國家地理》《紳士季刊》《紐約時報》《周日雜誌》發表多篇科學和環境方面的文章或報導， 曾任《奧杜邦》雜誌特約編

輯， 著有小說《隱秘森林》《擁擠的方舟》

《天與水之殤》。

序言

推薦序一

自人類基因組計畫完成以來，基因組行業逐步成為了生命科學行業中的主幹學科之一。學界逐漸認知到，基因組並不簡單等價于全長DNA序列，亦非基因的簡單組合，而是一系列生命資料和生命程式指令的相互作用關係的遺傳信息記錄。隨著科研認知的逐步發展，我們對於基因組所編碼的意義從一無所知到初窺門徑；也逐步建立了基於資料驅動的快速收縮有效假設範圍的基因組生物資訊學範式；和其他生物資訊學領域一起，協助了分子生物學的發展，深化了我們對於生物自身規律的認知。自2005年高通量測序技術大規模投入應用以來，基因組序列資料獲取的成本以超摩爾定律的速度下降。各類動植物、微生物的基因組序列得到解碼，基於基因組序列的分子育種和生物工程不斷湧現成功案例。在受人關注的人類醫學健康方面，基因組科技的進展更是頗有斬獲。短短數年之內，數千新的單基因遺傳病致病位點被發現，並和染色體結構變異檢測一起進入篩查應用階段。腫瘤被重新認識為一個不斷演化的細胞群體，主要為各類基因組相關突變所促進，許多腫瘤細胞中的新的中低頻突變熱點也被大規模網羅，針對於早期診斷和精准干預的應用也得到了發展。即使在複雜的多基因慢性常見疾病中，儘管遺傳度解釋仍然遠不如人意，但僅就科學認識而言，許多超大規模的佇列研究也揭示了大量新的相關位點。

儘管基因組科技高歌猛進，相關產業方興未艾，我們應當誠實地承認，這一熱潮目前依然更多是專業圈內的遊戲，基因組學相關應用在突破了科學、技術、人才、資金、政策等諸多瓶頸之後，仍然有一個重大壁壘制約著行業的發展：公共認知。由於生命的複雜性和基因組學本身的組學特點和爆發性發展，公眾難以獲得足夠的資訊以助瞭解相關應用的價值、甄別真偽優劣，“技術好不如渠道硬”成為常態。同時專業領域內，甚至於連行業標準和內部共識的範式都難以確認，各類產品和服務價格參差不齊甚至於有數量級的差異，相似名目的檢測下涵蓋的內容和深度常有雲泥之別，也促使公共認知產生偏差。此外，公眾在基因組學科普層面的缺失，亦被許多逐利投機行為利用，許多偽專業人士也摻和到領域中，妖魔化和神化的資訊層出不窮，進一步產生了對於整個行業健康發展大為不利的泡沫和混亂導向，如上至上市公司下至皮包公司都在唾沫橫飛吹捧的既無堅實科學基礎又無實際應用價值的“天賦基因檢測”等。因此，正本清源，令廣大民眾在科學普及層面瞭解、理解基因組學，樹立良好的公民科學意識，是整個行業需要共同奮鬥的艱巨目標。《基因組時代》一書，在不失專業性的前提下，以相對趣味性、故事性較強的敍事方式，向廣大民眾傳達了什麼是基因組時代的生活，哪些是可以親身經歷的現實，哪些是切合實際的期待，哪些應一笑而過甚至視為天方夜譚。該書為專業領域的從業人員應當如何來和公眾溝通作出了榜樣。我們應當感激機械工業出版社，在行業發展如此關鍵的時刻，將這樣一本通俗科普讀物，帶到我們的書架上；這是對於基因組行業的莫大貢獻。

當然，我們也需要清醒地認識到，基因組遠遠不是我們生命資訊的全部。除了可以不嚴格地劃歸基因組學範疇的表觀遺傳和轉錄組資訊之外，各類生物樣本的蛋白質組、代謝組、微生物組的動態，影像和生理生化資料，自然環境暴露和人文環境社交行為等資訊所共同交織的資訊網路才刻畫了我們的生命全景。數位化生命作為上述資訊的統稱，是健康管理和以預測和預防為主的未來醫學的發展方向。基因組時代是一個新的數位化生命時代的前奏，讓我們隨著本書，一起認識它，擁抱它，感謝它。

王俊

碳雲智能創始人、董事長兼首席執行官

推薦序二

基因組時代已經來臨，精准醫學時代正在開啟。基因測序科學和技術的發展，基因測序價格的快速下降，使我們可以像其他臨床檢測一樣通過基因測序進行人乳突瘤病毒（HPV）檢測、產前唐氏綜合征的檢測、新生兒的遺傳疾病篩查、遺傳性癌症檢測、癌症的用藥特異性檢測等。甚至，我們可以擁有自己的個人基因組資料，測序的代價也已經不是人類基因組項目時代的花費35億美元和耗時10年時間的情形，目前一台價格僅在20萬美元左右的桌面測序儀就可以在兩天之內完成一個基因組的測序和分析，費用也只是之前的三百萬分之一。如果資金充裕，我們可以通過深度外周迴圈DNA的測序，在醫學影像技術還沒發現癌症病灶之前，預測癌症的發生，為癌症的臨床診斷和治療爭取寶貴的時間。

我國在基因檢測用於臨床檢測的審批上，走在了世界的前列，率先通過了用於唐氏綜合征和癌症檢測的測序儀和試劑盒的CFDA認證和試點認證。基因測序科研和臨床檢測公司如雨後春筍般出現，為基因測序技術的普及提供了肥沃的土壤。

在臨床基因檢測領域，特別是對一些複雜和罕見的遺傳疾病的檢測過程中，具有遺傳諮詢資質的遺傳諮詢師非常關鍵。作者作為目前世界上少數遺傳諮詢師之一，深入淺出地討論了遺傳性癌症的發現和檢測、基因檢測過程中的個人隱私問題、基因檢測在司法鑒定上的應用、遺傳性疾病與環境的關係等問題，讓我們進一步瞭解和認識到基因檢測的重要價值，為基因檢測的普及起到重要的作用。同時，我們反過來應該認識到，要有效地利用基因檢測對遺傳性疾病進行臨床檢測，遺傳諮詢師的培訓和認證非常關鍵。目前我國遺傳諮詢師還處在嚴重不足的階段，培訓機構也只有少數幾家，今後需要大力發展遺傳諮詢師的認證體系，培養更多遺傳諮詢師，保障基因臨床檢測的健康發展，讓基因檢測可以應用於更多臨床疾病的診斷。

基因檢測除了應用於遺傳性疾病的臨床檢測，還可以用於健康指導。我們體內和體表生活著接近兩公斤的細菌，它們不僅影響著我們日常的生活習慣，還和我們的健康息息相關，比如肥胖、高血壓和糖尿病等背後都有它們的影子。通過對這些微生物進行宏基因組的測序，我們可以知道體內和體表的微生物特徵，並通過移植等手段改變微生物的分佈，從而調節健康狀態。可以進行基因和宏基因組檢測的外國公司比較出名的有23andme、uBiome、Genos和Knome等，國內有WeGene、hCode、MyGene等，讀者如果感興趣可以自行嘗試。

我們的健康有三分之一由我們的基因決定，三分之一由生活環境決定，剩下的三分之一和我們的精神狀態相關。基因測序行業的蓬勃發展，是基因組時代來臨的重要標誌，也將為我們叩開精准醫學的大門打下堅實的基礎，基因科技造福人類不是夢想！

華大基因資訊技術中心

方林

目錄

推薦序一

推薦序二

前言

第一章巴黎保姆

第二章不可控遺傳疾病

第三章高原病

第四章蒙目撲克玩家和煙熏三文魚

第五章惡魔化身

第六章聖母與愛神，砂漿與灰泥

第七章DIY基因組

第八章XX一代/XY一代

第九章有違公平的駕照考試

第十章血液指紋

第十一章基因組修飾

第十二章基因主義時代

參考文獻