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基因检测哪家强?Francis S. Collins告诉你

2015/10/03 来源:知因
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导读
很少有人知道“国际人类基因组计划”的首席科学家、美国国立卫生研究院的院长Francis S. Collins还是个作家,他出版的《生命的语言:DNA和个体化医学革命》一书,对23andMe、deCODE和Navigenics三家公司作出了史上最强的基因检测测评。


很多人都知道Francis S. Collins是“国际人类基因组计划”的首席科学家,美国国立卫生研究院(NIH)的院长,少有人知道他还是有执照的医生,更少有人知道,还是一个作家,他在2011年出版的《The Language of Life: DNA and the Revolution in Personalized Medicine》(生命的语言:DNA和个体化医学革命)一书中,对23andMe、deCODE和Navigenics三家公司作出了史上最强的基因检测测评。按出版时间来看,他应该是在2010年做的,我悄悄的转载过来,大家也悄悄的看。


就在过去这么几年里,这方面研究的突飞猛进,使我们从原先对那些疾病家族遗传倾向的笼统观察,发展到今天可以对DNA变异做出准确无疑的鉴定。可以推测,这些变异与许多疾病有关。因此,这些变异可以用来对一个人将来患上某种病的风险做出越来越准确的预测。它也不再仅仅应用于如腓骨肌萎缩症这样的罕见疾病,也不只是仅仅用于预测BRCA1的基因突变引起的那种乳腺癌。目前,世界各地的顶尖实验室发现的可能导致常见疾病的DNA缺陷势如涌流,而且并没有近期枯竭的迹象。现在,我们已经跨越了基因检测的一条分水岭:从只有对高危家系才适用的医学模式——就像我的家族中的那两个案例——迈入了向几乎所有人提供基因检测的时代。

这些发展既令公众兴奋,又受媒体青睐,还有缘上了奥普拉(Oprah)的脱口秀。一些商业公司则把复杂的DNA分析迫不及待地推向了市场:你不是要未病先防吗?来做我们的基因检测吧!我们给的信息,给你们带来了一个新的时代!

其中,以人类23对染色体命名的23andMe(“23和我”)公司,就催促潜在的客户“今天就去解开你自己DNA的奥秘”。它的一家竞争对手Navigenics公司则声称他们的检测能够“赋予你掌管自己健康的诀窍”。还有一家deCODE公司,宣扬他们的检测服务“让你的健康决策更具睿智”。

目前,他们能检测的,只是样本整个DNA分子的千分之一还不到,却能得到数十种疾病和症状的相关信息。这些数字在不久的将来还会高速增长。随着我们不断地解读基因组的奥妙,几乎每个礼拜都会有新的发现公布。

我差不多已将我自己家族的遗传病情况披露无遗。这些知识来自于医生的诊断和专业的检测。我们每一个人,今天都可以得到这些知识,都可以直接获得我们的DNA信息,这又能告诉我们什么呢?

扪心自问,在这个全面的DNA分析将改天换地的崭新时代,我应该继续把自己作为个体化医学(personalized medicine)新时代的向导,还是把自己当成局外人冷眼旁观更为合适?还是应该不顾一切,倾情演绎一出遗传学版本的《光猪六壮士》呢?(《光猪六壮士》(The Full Monty)是1997年英国喜剧电影,讲述平凡的中年男人追求梦想、重寻自信和尊严的励志故事。)

一直到两年前,我才最终领悟,我们凭DNA检测来进行全面的、有意义的疾病预测的能力还并不成熟。但是现在,这种情况正在经历迅速的变革。尽管我非常清楚,要做出准确的疾病预测还为时过早,可我还是坚定地相信,是进行这一领域研究的时候啦。我的女儿们都已长大成人,鉴于这样的检测也会透露跟她们有关的事情,所以我得跟她们商量商量,而她们都鼓励我“放手一搏”。

当然,家族病史是个至关重要的指引。我很庆幸自己的近亲们都相当的健康——我的父母都活到了98岁,我的三位兄长也都非常健康、充满活力。所以我自己未来患病的可能性是很难通过家系看出来的。可是,我的DNA中是否潜伏着还未显现出来的隐患呢?

除了对自己的基因组好奇之外,我也对那些“直接面对客户”【2C】的DNA测试公司十分感兴趣,想了解他们如何进行这项业务,以及怎样向客户报告测试结果。他们的实验工作准确吗?他们怎么把DNA检测结果转化为风险预测呢?还有,他们如何将这些信息以一种清楚无误的方式传达给客户,而不至于搞得别人云里雾里呢?

我决定向上面提到的三家提供全面DNA分析服务的公司分别提交一份DNA样本(还有相当数量的这类其他公司一一其中一些值得信赖,有些却不怎么样——这些公司更专注于做一些用于特定目的的特定检测)。为了当一回普通的客户,避免这些公司对我进行特殊对待,我决定不使用自己的真名。

检测的价格相差很大:23andMe公司的要价是399美元,deCODE公司是985美元,而Navigenics公司竟然张开海口,要2499美元(尽管额外提供电话遗传学咨询服务)。DNA提取的过程也十分简单:23andMe和Navigenics公司要唾液,吐在一个特殊的管子中给他们寄去就行了;deCODE公司给了一个拭子,刮一下口腔内壁也就够了。三家公司都信誓旦旦要严格保密,每家公司都给了我一个密码,必须通过密码才能进入他们的网站。尽管这三家之间有所不同,其差别也很有意思,但从他们所能检测的疾病清单来看,大部分还是重叠的。

23andMe公司最早给出了检测报告,只用了两周时间。deCODE公司的报告姗姗来迟,晚了两三个星期。而Navigenics公司的报告千呼万唤始出来,已是7个星期之后的事情了(但奇怪的是,他们并没有完成他们所说的所有检测,25项疾病检测中有7项结果还没有出来)。

据我所知,由于检测的明显局限性,要准确做出预测是非常困难的。但当我在网页上输入密码浏览自己的检测结果时,我还是感到有那么一点激动和紧张。在帮助用户理解检测结果方面,各个公司的网页都设计得相当合理,它们把我自己的风险值与平均值进行了比较。在这三家公司中,我觉得23andMe公司的网站用户界面最为友好。

三家公司对遗传学风险的评估都是基于同样的科学文献。所以在很多情况下,他们所检测的都是我DNA样本中的相同的变异。我仔细检查了报告中的所有细节,以寻找具体实验数据是否有不同之处。让我欣慰的是,这样的问题我一个都没有找到。很明显,他们的DNA分析质量还是相当高的。

那么我从中看到了什么呢?就那些常见疾病来说,我很高兴,自己的患病风险低于或等于平均水平。但还是有些明显的例外:这三家公司的报告中都提到我患Ⅱ型糖尿病(成年型)风险偏高,尽管确切的估计风险有所不同。我的风险约是29%,略高于平均水平(23%)。我患上老年性黄斑变性的概率也大大高于一般人的平均水平。黄斑变性是老年人致盲的常见病因,我姑妈就在80多岁时因此而失明;另外,我患一种特殊类型的青光眼的概率也较高,尽管这三家公司所说的患病绝对风险都不一样。

当然这些都只是统计数字——并没有确凿证据证明我一定会患上这些疾病,并且这些预测也根本没有将我的家族史考虑在内。尽管我很清楚这些检测的所有不足之处,检测报告还是立刻影响了我对未来的看法。

作为一名内科医生,积多年之经验,我早就能列出一张有关养生之道、有利身体健康的一般性建议的长单,但我自己却不一定做到身体力行。而现在有了患病风险的具体威胁,我发现自己不知不觉地已在这些方面甚为留意。检测报告说我患糖尿病的概率为29%,仅仅比23%的底线高一点点,而且我家族中没有糖尿病史,我的体重也正常,毫无疑问这些都进一步降低了我患病的风险。尽管如此,我还是下定决心实行一个好久没有实行的计划,联系了一个私人健身教练,更努力节食,增加运动。因为我知道,只有这样才是预防糖尿病的最好方法。

我查阅了最近的一些关于黄斑变性的研究文献,得出的结论是:足够的事实已经证明,多摄取具保护性作用的Ω-3不饱和脂肪酸对预防这种疾病很有禅益。因此,在食谱中增加更多的鱼类是个好办法。鉴于我可能患上青光眼的风险,我也下定决心每年进行一次眼部健康检查,包括测量眼压。

这些都是我必须做的吗?也许吧。但当我们被各种健康方面的建议轮番轰炸——多吃鱼!每天吃一片阿司匹林!喝红酒!多运动!——我们其实不是不可能,但至少很难记住要同时做这么多事情。尽管数据远远不够,但现在披露的这些个体化遗传信息,确实为我们提供了一种通过采取特定行动来保持健康的动力。

其中一项风险我可没有掉以轻心,相反让我非常严肃地考虑是不是就不要知道了——即患上老年痴呆症(Alzheimer’s disease)的风险。这是已经被确认的最大的遗传风险因子之一,能使患病概率增加8倍。现在的医学研究还找不到有效的治愈措施,只能期望利用这些信息为将来做些准备。另外,没有任何一种可信的证据,能表明我们可以通过饮食或者药物来延迟或者预防老年痴呆症易患者的发病。我的家族没有老年痴呆症病史,但是当我决定点击鼠标去读这部分检测结果时,还是感觉紧张得心跳加速。幸好检测结果说明我将来患上老年痴呆症的风险低于一般水平,只有3.5%。

其他一些检测结果也引起了我的注意。如在23andMe和deCODE公司的检测报告中,都提到了我对种常用凝血药物——香豆定(coumadin)的代谢能力有问题。我从未摄入过这种药物,但我的母亲却已持续服药数年,她对这种药物异常敏感,所以只能减少用量以防药物中毒。果然,23andMe公司的报告中预测,我也会对这种药物“更加敏感”。奇怪的是,deCODE公司虽然也看到了我的DNA中相同的变异并得出了同样的结果,但却预测说我需要“正常剂量”的这种药物。这一点很好地提醒我们根据DNA结果进行疾病预测还不成熟。这些公司使用的是相同的科学证据,但可惜的是他们并没有做出一致的解释。他们迫切需要共同解决这个问题,否则将使公众对这种检测感到困惑和失望。

三家公司的检测结果最不一致之处,是对前列腺癌患病风险的预测。我父亲晚年患上了这种癌症,所以当我收到23andMe公司的报告,发现自己的患病风险低于平均水平时,我松了一口气。但接着而来的deCODE公司的报告却预测我的患病概率略高于常人。Navigenics公司的结论更不得了,他们预测我患上前列腺癌的概率比一般男性高40%(24%相对于17%的基准水平)。这其中究竟是什么原因?

为了搞清楚这到底是怎么回事,我不得不钻研这些实验室研究的细节一一并且成功地发现了问题所在。

23andMe公司只检测了5种有关前列腺癌风险的已知变异:deCODE检测了13种:Navigenics检测了9种。尽管他们检测中采用的DNA标记有相当多的重叠,可事实上,没有一家公司检测了全部16种变异。当全部检测结果摆在我的面前时,我自行计算出的结果其实最接近Navigenics公司提供的结果。所以,刚开始从23andMe公司的报告中获得的欣慰迅速破灭了一一我必须密切关注的疾病又多了一项,那就是前列腺癌。

这是一个非常重要的启示——这门科学发展得实在太快,以至于任何基于今天的理解而做出的遗传风险预测,都随时有可能被明天的新发现所修改。这不仅适用于前列腺癌,也适用于其他疾病患病风险的预测——现在能给的只是事实的一幅模糊的图像。随着基因检测的逐渐改进,以及其他关键信息如家族病史、现在的健康状况与DNA检测结果更加有效地结合,这幅图像才会变得越来越清晰。所以,从事这个行业的任何人都必须有所准备,根据新知识不断重新评估风险将成为惯例。

三家公司中最昂贵的,也是最致力于医疗应用的是Navigenics公司,该公司还给我提供了一个机会,即向遗传咨询师了解我的检测结果。我假装成一位没有多少专业训练但对这方面兴趣浓厚的客户,与他们的一位遗传咨询师通了一次电话。这位咨询师一开始就小心翼翼地强调她不会提出任何医疗建议,但在讨论了我的DNA检测报告和患上前列腺癌的风险后,她强烈建议我去看医生。我表达了我的疑虑:我的医生可能不知道能拿这种遗传学检测结果做些什么。她告诉我,现在有很多医生都会给Navigenics公司打电话征求意见。我又问她这些根据DNA做出的预测在将来是否会有改变,她正确地指出,这些信息每天都会更新,如果我的预测结果有任何改进和完善,Navigenics公司将通过电子邮件的方式通知我。奇怪的是,她暗示大部分常见疾病的遗传学风险因素都将在未来的两三年中被发现。但作为一个身处此领域的科学家来说,我认为这是不大可能的。

23andMe公司的报告中还有一个章节是检测疾病基因的携带者。作为一个携带者不会影响我自己的健康,却使我的孩子们有患病的风险。假如他们的母亲同样也是一个携带者,同时他们又非常不幸地遗传了父母双方的这个缺陷基因的话,这就有可能发生。我发现自己是两种隐性的成年型疾病基因的携带者——α-1抗胰蛋白酶缺乏症和血色素沉着症。前者会导致肺气肿或肝病,后者会导致身体内铁的积累,从而可能导致肝硬化、心脏衰竭、糖尿病,以及其他严重疾病。

我就这些结果与我的两个女儿进行了一次谈话,显然她们对这些有缺陷的基因可能在家族中代代相传甚为忧虑。尽管我们心里都明白事实确实如此,但是识别特定缺陷基因会使得情况更加明确,并且我的两个女儿都在准备接受这种检测。

23andMe公司还在报告中提供了一些非医学性特征检测结果:比如预测我是湿耳朵(耳垢是湿的);我有品尝如抱子甘蓝等苦味食物的能力;以及其他一些有趣的特征——但当我看到报告预测我有一双棕色眼睛时(老天作证,我的眼睛是蓝色的),这种检测的局限性就不言而喻了。

23andMe和deCODE公司还都提供了关于我可能的祖先的信息。我曾偷偷希望我的老祖宗是充满异国情调的非洲人、亚洲人或者美洲土著人,但结果并不出乎意料——我似乎是相当纯粹的欧洲人,除了在8号染色体上有一个小点看起来像亚洲人种。

这就是我的“光猪六壮士”经历,至少是在当今技术条件下最典型的。但是,不管诸位自己现在会不会去做基因检测,我敢肯定地在这里告诉大家:在不远的将来,每个人都不可避免地要去做这种检测。

我们正站在一场真正的医学革命的前沿,这场革命将把传统的“一刀切”的治疗方法转化成更强大的个体化治疗策略,即把每个个体视为独一无二的,需要其特异的遗传特征来指导如何保持健康。虽然支持这些宽泛口号的科学细节还在发展当中,但这场剧烈变革的轮廓已经逐渐显现在我们的视线当中。

我参与的分析已经对我的基因组中的100万个位置进行了检测,但这只是开始。很快——预计很可能在5~7年内——每个人都有机会进行30亿个碱基的全基因组测序,而花费将不超过1000美元。这些信息将非常复杂,功能也非常强大。对您全基因组的细致分析将提供一个比现在更加有效的疾病预测评估,并使制订个体化的预防性医疗计划成为可能。

许多人面对这种“先见之明”的第一反应都是会说:“我不想知道这些,我觉得我们应该享受生活,而不是杞人忧天。”他们可能都同意萨福克里斯(Sophocles)所著的伊底帕斯王(Oedipus)剧本中的盲人先知提瑞西阿斯(Tiresias)的观点,提瑞西阿斯可以预知未来,却注定没有能力改变它。于是他悲叹道:“如果智慧不能使人获益,那么作为一名智者是痛苦的。”但我们并不像提瑞西阿斯那样无计可施。许多情况下,遗传学风险预测给我们带来了个人健康方面的益处。就我自己的经历来说,知晓自己的DNA的奥秘可以成为一种保护健康和生命的最好策略。

DNA不仅赋予了我们进行更好的预防和治疗的机会,而且关于遗传风险和环境风险之间相互作用的研究也在明确指出环境变化对我们健康的重要影响,这将使人们有机会更好地监控和调整我们的生存环境,以提高保健或康复的概率。

将来,你的DNA序列通过适当加密可能很快会成为你的电子医疗记录的永久性部分,并将用于辅助专业医护人员开处方、进行诊断以及疾病预防等一系列决策。当你生病时,将有许多治疗方法供你选择,这其中很多是来源于对人类基因组学的新的认识,这些方法比起以前的治疗方法将更有效,且副作用更小。那时许多治疗方法还会是片剂,但也有基因疗法,这种情况下,基因本身就是药物。甚至还有一些是细胞疗法,是基于将患者自身的皮肤或血液细胞转化为患者所缺乏的细胞,例如糖尿病患者的胰岛细胞,或者帕金森综合征患者的脑细胞。

有很多事情你可以从现在做起——从家族病史开始准备。但首先,你要做好拥抱新世界的准备。

长久以来,我们都认为只要不生病就是健康的。一旦确诊,不论正确与否,我们都会接受一套标准化的治疗。受此观点影响,人体本身一直被忽略,除非某个部件出了问题。

如今,我们已经发现每个人身上都有与生俱来的很多基因缺陷。完美的人类标本并不存在。但我们的基因缺陷也是各不相同的,所以一种治疗方法往往不能适用于同一种特定疾病的所有患者。不仅是我们的医学,而且我们对待人体的根本观念也在转变。

越来越强的解读生命语言的能力赋予了我们一个看待健康与疾病的全新视角。如果您想过最充实而圆满的生活,那么现在正是利用双螺旋为您的健康服务的时候了,且看这场翻天覆地的革命到底是怎么回事吧。

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