40％「健康人」的基因並不健康——對話「人類基因組計劃」之父
在剛剛結束的2017易凱資本美國峰會上，我們有幸邀請到了被譽為「人類基因組計劃」之父的美國遺傳生物學家Dr. Craig Venter。
在峰會的「爐邊談話」環節，Dr. Venter與癌症早期篩查公司Freenome首席執行官Gabriel Otte先生進行了一場精彩的對話，內容涉及當下最熱門的基因測序與癌症篩查等話題。以下為本場對話的精彩內容節選：
例如系統生物學、計算生物學、實驗胚胎學等，以上各種生物醫學技術都對人類基因組計劃有非常重要的影響。那麼在過去的15年中，哪些生物醫學技術的發展最讓您覺得不可思議並為之興奮？
Dr. Venter：其實，我個人覺得最驚訝的是在過去十幾年的時間裡，技術的進步還沒有實現最大的飛躍。之前傳統的、標準的基因組研究方式已經被改變，現在最重要的是獲得幾百萬甚至幾千萬的基因組，並在此基礎上將其轉化為有效的數據。人類基因的數量實在太多，要將它們全部分組並進行個性化的研究是一件耗時耗力、難以在短時間內完成的事情。我們現在正日以繼夜地去工作，試圖降低基因測序的成本和價格，未來隨著技術的進步，獲得基因測序結果的成本會越來越低，低成本可以為我們的研究帶來很多可能性。那麼現在我們是如何做的呢？我們首先與一些大型臨床試驗型的製藥公司合作開展臨床試驗，與之合作的模式是，讓製藥公司以優惠價使用我們的基因組資料庫，而我們能夠獲取其參與入組病人的基因。
我們通過機器學習的方式來對人體基因組進行篩查，最後令我們大吃一驚的是，40%看似健康的人，從基因組角度來看其實並不那麼健康。這就說明了過去我們都把大部分精力放在研製新葯上的思路是錯誤的，而實際上很多病源其實來自基因或基因組。而未來我們可以更多地將精力放在前期篩查和提供預防類藥品上。比如對腦部的基因檢測，我們對腦部29個區域做了全面徹底的基因檢測，而且我們還能進行預測，比如未來3年、10年甚至20年內有可能的患病類型。這種檢測是非常準確的，至今我們發現1%的人會出現腦部基因變異並死亡，50%的人存在基因損傷，所以說人類基因組計劃的前景很廣闊。同樣，這個技術的非常重要的應用領域之一就是癌症。很多早期癌症病人的PSA（一種含有237個氨基酸的單鏈多肽）都是很正常的，但如果通過基因篩查就會發現問題。同時，液體活檢技術也加速了癌症篩查的發展，同時也能應用在我們的基因篩查中。因為癌症細胞在液體中喪失了流動性，所以很容易被檢測出來。大多數人被檢查出癌症是因為身體出現了一些癥狀，通常是因為腫瘤的生長侵入骨骼或者其他組織，造成身體有諸如疼痛之類的感覺，而此時被檢查出的腫瘤通常是比較晚期的階段。對於癌症來說，時間是非常寶貴的，所以早期保護和預防對於癌症而言是非常重要的。
例如，相比傳統篩查方式，新的MRI（核磁共振）給我們展現了全新的可能性，比如對於心臟而言，新的MRI僅通過一個程序就可以徹底檢查我們的心臟，相比之前的篩查手段是非常大的進步。再比如脂肪肝，新的MRI可以直接測出肝的脂肪含量，而傳統的測量方式是無法直接測出。新的MRI同時也測量基因的敏感性，尤其表現在糖尿病上。上周我們接觸過一個年輕的記者，他很確定自己是健康的。然而經過我們篩查後發現，他具有糖尿病的易感基因，肝脂肪的含量也偏大，還有一些其他癥狀，這說明他在40歲初有患糖尿病的可能性。所以他在40歲初時有兩種選擇，要麼是繼續工作，那就有很大患糖尿病的可能；要麼選擇退休，就可以在第一時間避免患病。所以我們有各種各樣的案例，人類基因組計劃最有趣並誘人的地方，就在於我們的基因資料庫多樣豐富，未來預測也會因此更為準確。我們有剛患病2周的病人，也有每天工作18小時導致其很有可能患中風的人，人與人之前的個體差異很大。
最後，基因篩查還能對人們的體貌特徵進行預測。比如人們的聲音、臉部特徵、身高、性別等。我們的基因庫的人種越多樣，數量越大，預測就越準確。
所以最後的基因檢測結果是由計算機生成的所有因素組合在一起的一個報告，很有可能長達500頁，包括身高、性別，頭髮顏色、體重、BMI等。當然，也會存在倫理問題，有些政府也會明確禁止對人的性別以及體貌特徵進行預測。
上次我在網站上看到，現在做一次基因檢測是2500美元，這對絕大部分人來說還是很昂貴的。那您剛才也提到了現在價格在下降，您覺得大概什麼時候普通人能輕而易舉的享受到這個服務呢？
Dr. Venter：我們現在有3台機器，其中一台是進行你剛才提到的2500美金一次的檢測，用時8小時。我們還有一個更高級的機器，可以在篩查的同時具備記憶功能。另外我們還有一台基本機。我只能說到這個月底前，如果你真的必須要做基因檢測，那一定是2500美金。從實際的統計數據來看，在美國是40%的男性和28%的女性無法活到74歲，大部分的死亡原因是癌症或心臟病，而這兩種疾病其實都能被早期發現並預防的，而其中有的甚至能被治癒。從這個意義上來說，基因篩查的意義重大。我們希望大家不要害怕被檢查出什麼問題，篩查出來的問題可以被儘早預防和治療。通過篩查，我們既可以了解自己的外在健康情況，也能了解內在的健康情況。同時，我認為通過基因測序幫助健康人群進行健康管理也是非常重要的。
隨著科技迅速進步，我們有了機器學習、 深度學習等技術。您認為到何時我們才能更加準確地進行基因篩查和預測？
Dr. Venter：像我之前說的，數據越多，預測越準確。無論我們的程序設計有多麼準確，我們都至少要有10,000個樣本。機器學習是目前也沒有足夠數據積累，要進入到基因檢測的下一個階段，我們就要獲得比之前成倍的數據。基於現有樣本的機器學習成果，讓我們很驚訝。我們現在將機器學慣用到解讀人體的各部位基因組，比如腦部等。但現在最大的問題是成本，比如時間成本、人力成本和檢查費用等等。對於醫療機構來說，現在最貴的檢測項目是測序及影像學檢查，我們預計未來可以把測序及全身MRI掃描的價格降低到1000美金左右。
我們都知道消費者習慣是很難改變的，而現在很多大公司都在做的一件事，就是引導人們更加關心他們的健康。我們在消費者教育方面做了什麼呢？以及您認為其他相關機構，比如政府或者教育機構需要做什麼呢？
Dr. Venter：首先，對基因的解讀是一個很好的消費者教育方式。基因檢測機構已經向公眾展示了極為明確的檢測結果，那現在的問題就集中在如何進行數據解讀。其次，對於基因數據的解讀也同時定義了什麼是基因層面「健康」。第三，基因檢測的標準化流程也確保了結果的準確性和安全性。這一點也是很多媒體在宣傳和報道的。
很多做基因組測序的公司尚未能盈利，什麼時候能實現盈利？
Dr. Venter：我們現在處於人類基因組計劃的早期階段，主要目標是研究清楚人類基因組的情況，到現在為止還是有很多基礎性問題需要研究。隨著研究的深入，許多難題被攻克，改變自然而然就會到來。所以盈利問題不是我們關心的核心問題。
現在公司已經有專門針對癌症的基因組測序計划了嗎？
Dr. Venter：我們有一個專門針對癌症的基因測序項目，我們測定患者基因組和癌症基因組，從來分析與預測最合適病人的個性化用藥方案。同時，我們會通過測序了解每個癌症患者個體的基因組情況，然後再試圖從對個體的研究中總結出針對某種癌症的普適性結果。癌症是一個很特殊的疾病，理解癌症的機理並且與患者溝通一起尋找到最合適的治療方法是我們現在面對的挑戰。
在飲食、運動和疾病的關係上，您怎麼看？或者您有什麼建議嗎？
Dr. Venter：我認為身體的肥胖是可以改變的，但是比如脂肪肝就很難通過運動改變。在改變身體機能方面，飲食可以作為運動的補充。飲食不會治癒癌症，但是可以極大程度的幫助癌症患者。
您對吃不吃肉類有什麼看法嗎？或者您有什麼食物是推薦給普通人的嗎？
Dr. Venter：每個人的情況不一樣。就我自己而言，我曾經患過腸癌，所以吃的肉類食品要比人群平均水平少很多，而且大多吃專供腸炎患者食用的特殊食品。所以我的建議是：如果可以的話，最好不吃肉類，對於易於增肥的食品比如漢堡等，也盡量不吃。
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