解码生命 守护健康

 以基因测序技术为基础的精准医疗未来必将“革”传统医疗方式的“命”，疾病个体化治疗的时代已经不远了。 

“21世纪是生命科学的世纪”，迄今为止，很多有关生命科学的梦想依然遥远，许多科幻小说中描绘过的基因测序却已逐渐从梦想照进现实。

历时5年的建设，中国首个国家基因库去年年底正式宣布对外运营。这是继美国、日本和欧盟之后，全球第四个建成的具有国际水准的基因库，也是迄今为止世界最大的基因库。

美国苹果公司联合创始人乔布斯曾在他的自传里提到：20世纪80年代开启了IT时代，而21世纪绝对是基因科技时代。

在21世纪初，进行一次个人的全基因测序需要花30亿美元；2011年乔布斯患上胰腺癌时，进行一次全基因测序的成本已经降到10万美元，但仍非常人所能承受；到2016年，全基因测序成本进一步降到1000美元以内，参与测序人数的增加为基因数据分析提供了商业化的可能。然而，虽然相对于互联网科技的如火如荼，中国的基因测序在很长时间里依然是门冷科学。

华大基因是执行总裁尹烨接受本刊记者采访时介绍说，每个人都有23000多个基因，如何在基因突变与已知疾病之间建立关系，需要基因大数据与疾病大数据之间的相关性分析。这难在一方面需要大数据分析能力，另一方面还需要跨学科知识的指导。

  “如果说在IT领域，我们是跟欧美老大哥学习的话，那在基因领域，中国企业则真正处在世界先进水平。”携团队参与“人类基因组计划”并负责其中1%基因测序任务的华大基因董事长汪建说。

近年来，基因测序市场迎来爆发式增长。根据英国广播公司研究机构的预测，未来几年内，全球基因测序服务市场容量有200亿美元。目前，我国涉及基因测序概念的公司总共有200多家，大部分都是初创公司，主要提供无创产前诊断、药物靶向治疗检测、遗传缺陷基因检测、致病基因检测、肿瘤基因检测等基因检测服务。在投资圈，中国的基因测序企业已成为新宠，融资额巨大，华大基因、贝瑞和康两家行业领军企业已经进入上市队列。2015年9月，曾任科技部政策法规与体制改革司司长、并当了5年山东省济宁市市长的梅永红辞职南下加盟华大基因，引发舆论的广泛关注，基因测序行业也因此为更多人所知。

 时光倒转回2010年，在美国国立卫生研究院从事博士后研究的余伟师发现，美国的基因数据分析正蓬勃发展，但由于人种等复杂原因，欧美基因库案例对中国人参考价值有限。而中国在这一领域的研究很不成熟——成本高、时效低且精准解析的维度欠缺，没有中国人自己的基因数据库。他萌生了打造一个基因数据智能分析平台的想法，通过这个平台可以为医生、患者提供精准的疾病分类和诊疗建议，将癌症转为可控慢性病，为亚健康人群提供个性化健康管理措施。

 “癌症是一种复杂的基因组疾病，要想筛查出涉及疾病的关键位点，就必须具备过滤基因数据噪音的能力以及对疾病信号通路的精确把握能力，这需要不同专业的顶尖人才齐心合力一起去完成。”余伟师对本刊记者说。从这个思路出发，余伟师通过各种交流平台逐渐聚集了64位优秀的华人博士，他们来自哈佛大学、耶鲁大学、美国国立卫生研究院、MD安德森癌症中心等多家美国著名院校和顶尖医学研究机构。64位华人博士形成一个松散的联合体，他们把医学文献里关于某基因突变与某疾病（以肿瘤为主）之间的潜在关系信息收集起来，通过“众筹”的方式形成专家知识库，然后再把这种潜在对应关系与现有临床医学资料结合起来进行研究，构建专业的数据库。2014年，这个团队完成了第一阶段的技术攻关，并与美国各大癌症中心和国内多家知名医院联合进行临床测试。余伟师随即回国创业，在北京中关村创办赛福基因。目前，64位博士中已有20多人先后归国，成为余伟师团队的核心成员，其他博士以基因科学顾问的角色提供技术支持。

  “基因产业目前就像一片汪洋大海上浮出的几个小岛，人们看不到的大部分信息还在水下。基因数据分析就像绘制海图，把大洋上的岛屿全貌一个个精准绘制出来。”余伟师告诉本刊记者，如果对一个人进行全基因组测序，根据测序深度不同，大概会产生300G到1000G的内容。他们要做的就是从1000G的内容中挖掘出几个KB的关键信息，供医院和科研机构使用。

当生物信息团队将突变的基因位点筛查出来后，分子医学和遗传学的博士团队就发挥作用，他们知晓不同的位点和疾病之间的关联，可以辅助医生制定更精准的治疗方案。“北京大学肿瘤医院副院长沈琳搜集了15个胃肠间质瘤的样本，这是胃癌中非常罕见的一个类型，我们根据样本做了基因数据分析后，对于临床治疗起到了很大的帮助作用。”余伟师说，他和伙伴们一方面给临床医生提供患者的个性化治疗建议，另一方面基于临床案例给医院提供大数据样本的分析报告。经过两年多的努力，这个团队已经把公共数据里关键的疾病信息都搜集出来并进行了验证，他们的数据库已经找出了11000多个与肿瘤疾病相关联的基因和相对应的位点，也就是说，已经整合了人体一半以上的基因。

 为了让基因数据更高效地实现精准解析，余伟师团队与国内其他基因测序科研团队合作，结合云计算技术，以基于智能机器学习的方式，构建基因数据的智能分析系统。医生和科研人员在系统中自助式地导入样本数据，利用后台的算法模型，自动提供基因大数据分析，同时在智能分析系统基础上建立可视化系统及云服务端口，使医生与科学家之间的交流效率提升到新的层次。 

  目前，国内三甲医院及癌症领域的顶尖医院已经集合了比较权威的样本库。它们与国内多家基因科技公司的基础数据库结合后，对建立中国人自己的疾病基因数据库将起到关键作用。在余伟师等人看来，以基因测序技术为基础的精准医疗未来必将“革”传统医疗方式的“命”，真正的疾病个体化治疗时代已经不远了。

基因测序

 基因是DNA分子上的一个片段，是决定一切生物物种特性的基本因子。基因测序是指通过被测试者细胞中的DNA序列分析，锁定个人病变基因并进一步研究挖掘，以实现精准医疗。