發(fā)布日期：2019-06-25
自人類誕生以來，對“我是誰”的探索就從未停止。而隨著基因測序技術的不斷進步，全基因組測序成本從300萬美元降至500美元，在有生之年，我們或許可以一窺自己生命最本質(zhì)的秘密。
6月21日，在“2019測序技術和應用高峰論壇”上，華大智造首席運營官、華大生命科學研究院副院長蔣慧發(fā)布了《華大智造2019測序技術白皮書》，著重介紹了在基因測序領域更高通量、更低成本、更快速度、更高準確性的技術實現(xiàn)路徑，描繪出邁向“人人基因組”的生命數(shù)字化藍圖。
從300萬美元到500美元
目前，市面上的大多數(shù)基因檢測產(chǎn)品覆蓋的基因位點非常少，根據(jù)項目不同，所檢測的基因位點也有差異，大概只占人類全部基因的0.1%以下，難以完整揭示個體完整的基因組信息。
全基因組測序則不同，可以獲取個體的全部基因序列差異和結(jié)構(gòu)變異信息，與此相對應的是，價格大多也十分高昂，多用于科研院所進行相關研究，個人很少會選擇。
但是，隨著測序技術的迅猛發(fā)展，全基因組測序的成本在十年內(nèi)一降再降，今年年內(nèi)將低至500美元。未來，選擇做一次全基因組測序或許像買一件衣服一樣自然，每個人都能負擔得起。
二十年前，人類的全基因組測序困難重重。2001年首個人類基因組草圖繪制完成，由美國、英國、法國、德國、日本和中國6個國家超過3000名科學家共同參與，耗時13年，耗費資金超過30億美元。
2007年，第一個中國人的基因組繪制完成，耗時數(shù)月、耗費300萬美元。
而2001-2015年期間，測序成本急速下滑，整個領域就像迎來了一場瘋狂的競賽。到2008年，全基因組測序成本降至20萬美元。到2010年，該費用已經(jīng)可以控制在10000美元之內(nèi)。2013年，Illumina推出的HiSeqX 10測序儀，將全基因組測序成本再次降到1000美元以下。
如今，國產(chǎn)測序技術則有望將全基因組測序成本再次“腰斬”至500美元。2018年年底，華大智造發(fā)布了自主研發(fā)的最新超高通量基因測序儀MGISEQ-T7，其單日數(shù)據(jù)量可達6Tb，每Gb測序費用僅為5美金，是目前全球日生產(chǎn)能力最強的基因測序儀。據(jù)了解，MGISEQ-T7于今年第三季將完成批量交付。
蔣慧稱，按現(xiàn)行標準來說，做一個人的全基因組測序數(shù)據(jù)量大概是100Gb，所以成本就是500美元，我們年底就可以實現(xiàn)。
全基因組測序成本的下降，將給整個行業(yè)帶來巨大改變。成本的下降意味著市場的增加，突破性的研究成果將不斷涌現(xiàn)，目前主要用于腫瘤、無創(chuàng)產(chǎn)篩領域的基因檢測，未來有可能延伸到感染、慢性病和正常人的健康管理方面，進一步助力精準醫(yī)療和新藥研發(fā)。
更重要的是，這或許意味著人人都能擁有自己的基因組，生命的數(shù)字化時代即將到來。
中國科學院院士楊煥明說，生命的本質(zhì)是數(shù)據(jù)。DNA就是編譯的原理和運行的原理，通過基因測序，可以把一個人的數(shù)據(jù)本質(zhì)還原出來，并用計算機的方式加以計算。從而實現(xiàn)對生命的價值的理解和管理。
目前，基因可以回答個體的飲酒能力怎么樣、耐力比較好還是爆發(fā)性比較好，應該選擇什么樣的運動，或者有沒有遺傳性疾病風險。隨著研究的不斷深入，其他答案也會越來越多地顯現(xiàn)出來，促使每個人做出有利自身健康的精準決策。
蔣慧表示，中國的測序技術在臨床運用方面走在世界前列。2007年，全國也就幾家做高通量測序研究或者服務的企業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)有超過1000家企業(yè)在做這方面的工作。行業(yè)起來之后，更多的人去關注或者探索不同方面的應用，使得這個行業(yè)發(fā)展如此之快。
“676”標準助力生命數(shù)字化
如果說更低成本的測序技術為“人人基因組”的生命數(shù)字化提供了可能，那高清基因組“676”標準的提出就是為其勾勒了一條可行的路徑。
目前，關于人類全基因組測序，國際通行的標準為對照參考基因組進行“重測序”。簡單來說，就是每個人測基因組時，并不是把個體的基因組組裝出來，而是把個體的基因組測序后和人類基因組計劃構(gòu)建的參考基因組做比較。
而實際上，每個人的基因組其實是有差異的，一個人會有自己獨特的序列，重測序得出來的結(jié)果并不能真正反映個體信息。
所以，華大集團在6月15日的歐洲人類遺傳學大會(ESHG 2019)上，提出了名為“676”的高清組裝基因組解決方案及標準。顛覆了重測序的概念，呼吁每個人應該去做從頭組裝的測序，這樣會提供更加全面、準確的遺傳信息。
簡單來說，全基因組測序就像一張照片，以前可能模糊不清、像素很低，但是高清基因組“676”標準可以讓拍出的照片變得更清楚，看到每一個細節(jié)，從而幫助人類更了解自己。
蔣慧表示，建立標準是實現(xiàn)“生命數(shù)字化”非常關鍵性的一步。“676”標準將引領今后在生物產(chǎn)業(yè)領域?qū)θ祟惢蚪M的研究，也是未來實現(xiàn)人人基因組一個非常重要的節(jié)點。
但是，標準推廣落地之路依然漫長。任何技術從提出，到科學驗證上能夠被充分認可，到最后可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化，都要經(jīng)歷一個很長的周期。
“要實現(xiàn)高清基因組“676”標準的廣泛應用，我們還有很多工作要做。比如推動公共數(shù)據(jù)庫的建設，推動一些應用示范的完成，也要推動產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化”，蔣慧稱。
需要注意的是，測序技術的進步雖可以讓更多的企業(yè)、科研院所掌握大量的基因數(shù)據(jù)，但是，怎么用好這些數(shù)據(jù)仍舊存在短板。
中國科學院植物研究所研究員、博士生導師葛頌指出，對基因檢測行業(yè)中下游而言，拿到數(shù)據(jù)之后怎么辦是關鍵，希望大家能夠各走各的路、專業(yè)的人來做專業(yè)的事情，高水平的科學家、生信專家與企業(yè)充分溝通合作，一起產(chǎn)出更多的研究成果。
來源：華夏時報
