從人類基因組計劃，到個人基因測序，我們已經迎來一個基於 DNA 數據的革命性時代

在過去的 2018 年，出現了一些基於 DNA 信息引人注目的新興技術，比如智商遺傳檢測、DNA 刑偵、新葯預測，並在這些領域取得了革命性的進展。本文來自《麻省理工科技評論》生物醫學領域資深編輯Antonio Regalado在2019年開年之際撰寫的題為All the reasons 2018 was a breakout year for DNA data的專題文章，內容略有增刪：

2003 年 4 月 15 日，由 6 國科學家共同參與的國際團隊宣布完成人類基因組圖譜。這個耗資 30 億美元，被譽為生命科學「登月計劃」的研究項目，為人類揭開自身奧秘奠定了堅實的基礎。

人類基因組圖譜的繪就，已經成為人類探索自身奧秘史上的一個重要里程碑，也被很多分析家認為是生物技術世紀誕生的標誌。

然而誰能想到，僅在十多年之後，隨著技術的發展和成熟，完成全基因組測序的成本已經從當年的 30 億美元，逐漸降低到數十萬美元，數千美元甚至更低。市場上也出現了眾多面向大眾的消費級基因檢測產品。

（來源：麻省理工科技評論）

通過對個體的基因檢測，可實現對罹患多種疾病的預測，病對個體的行為特徵提供更加深刻的見解。除了大家熟知的無創產前基因檢測、新生兒遺傳疾病篩查等應用之外，個體基因檢測還可以鎖定個人病變基因，實現提前預防和治療。

比如在個體基因檢測產品中，通過對個體樣本 DNA 數據的分析，能夠解讀出癌症、代謝疾病、精神疾病等的風險，還能夠解讀出個體的藥物適應性、運動天賦、酒量等信息。

隨著全世界數百萬甚至上千萬個體完成了個人基因組數據的解讀和分析，在過去的 2018 年，已經出現了一些基於 DNA 信息更加引人注目的新興技術，比如智商遺傳檢測、DNA 刑偵、新葯預測，並在這些領域取得了革命性的進展。

我們也已經迎來一個由 DNA 數據所帶來的革命性時代。

DNA 大數據

經過全世界政府和商業層面的努力，目前已有超過 2500 萬人進行了 DNA 檢測。而國家基因庫以及大型商業公司中這數以百萬計的人類基因數據，已經能夠提供更多具有吸引人的 DNA 報告。

圖 | 商業公司想消費者提供的 DNA 檢測試劑盒（來源：麻省理工科技評論）

比如，世界上最大最知名的家譜網站公司 Ancestry 提供的 AncestryDNA 基因檢測服務，通過基因檢測來告訴消費者他們的祖先來自哪裡。

人類基因組含有 30 億個鹼基對，近十萬個基因。而人類的遺傳性狀都是由基因控制，相當多的性狀異常也就表現為遺傳病。致病基因的分離一直是理解遺傳性疾病機理的關鍵，也為疾病診斷和預防帶來無窮潛力。

人類基因組計劃之所以得到全球矚目，一定程度商是因為它曾對這一意義非凡的目標做出的承諾。但是為了更好地理解基因組數據，科學家們意識到需要一次性研究儘可能多的人類。

發現和克隆基因的過程，被形象地成為基因狩獵。2018 年，幾次基因狩獵首次打破了百萬記錄。這些基因狩獵包括找尋失眠和教育成功的基因根源。

毫無疑問，一個人的教育程度部分取決於基因。例如，對同卵雙胞胎分開的研究表明他們最終教育程度非常相似。然而，直到最近，科學家還沒有找到影響人類行為的基因的工具。

（來源：麻省理工科技評論）

2018 年 7 月 23 日，Nature Genetics 發表的一項有史以來規模最大關於人類認知的基因研究，揭示出 1000 多個基因與教育程度的關聯。這項由 40 個機構研究人員完成的工作，涉及 110 萬人的 DNA。通過建立的一個評分系統，可以通過檢查一個人的 DNA 粗略地預測某人受教育程度。

為了實現這一目標，研究者們利用了國家生物樣本庫，並且從著名的基因檢測公司 23andMe 獲得了幫助，這家公司的用戶也能夠參與到研究中來。

智商篩查和定製嬰兒

基因不僅會影響我們的外表，還決定了我們是怎樣一個人。現在一些科學家提到，DNA 檢測可以讓我們做出合理推測——孩子未來會是怎樣的智商水平。

這或許也就是從今年開始，人類全基因組預測風險盛行的原因之一。基於 DNA 的多基因評分可以判斷一個人得乳腺癌、上大學、甚至長到進 NBA 所需身高的幾率。

雖然我們不能回答的問題是我們真的應該使用這一信息嗎？但在 2019 年，一些基因檢測公司，如 23andMe 和 Color Genomics 或許會推出商業化的基因預測服務。

這正像是科幻小說改編的電影《千鈞一髮》（Gattaca）中一樣，一個孩子是從培養皿中孕育而來的世界。目前，體外受精 (In Vitro Fertilization) 中心已經可以做基因檢測，以避免後代患上嚴重疾病的風險。

（來源：麻省理工科技評論）

2017 年，《麻省理工科技評論》曾獨家報導過位於美國新澤西州的公司 Genomic Prediction。提到他們已經準備好做胚胎試驗，來對胚胎未來的教育潛能進行打分。

所以，CRISPR 基因編輯嬰兒已經不是什麼新奇事了，「定製嬰兒」已經有了。

製藥公司等待的革命性工具

1977 年 1 月，由著名的弗雷明漢心臟研究領導的五項具有里程碑意義的健康調查，報告了一項關於高密度脂蛋白膽固醇（即「好膽固醇」）的「驚人」啟示。研究人員發現，人體血液中的高密度脂蛋白含量越高，心臟病發作的風險越小。

事實上，高密度脂蛋白膽固醇是 50 歲以上人群心臟病風險的唯一可靠預測因素。從那時起，人們認為高密度脂蛋白膽固醇和心臟健康之間的關係非常強大，甚至很難想像高密度脂蛋白膽固醇在預防疾病過程中不起基本作用。這使得製藥公司花費數十億美元開發和測試升高高密度脂蛋白膽固醇的藥物，期望能夠預防心臟病發作，挽救生命，並收回投資。

然而，這些藥物普遍失敗了。正如 2016 年紐約時報的頭條所宣稱的那樣，「膽固醇藥物對心臟健康沒有影響。」

問題是：為什麼？

一種可能性是，儘管有相反的跡象，高密度脂蛋白膽固醇在心臟病中沒有任何機製作用：簡而言之，兩者沒有因果關係。也許高密度脂蛋白膽固醇不能保護我們免受心臟病發作，它只是一個良好的心臟健康的標誌。

果然印證了那句話：相關性不是因果關係。可以說，所有醫學和公共衛生中最重要的問題是如何判斷哪些相關性是因果關係，哪些不是。

（來源：麻省理工科技評論）

如今，研究人員正在使用一種遺傳學新工具，可以讓他們確定慢性病的真正原因。研究人員表示，通過使用人與人之間天生的遺傳差異，例如，篩選哪些對動脈中的膽固醇水平更高敏感性的患者，研究人員現在可以以更少的努力和費用模仿那些必要的大型試驗，就能確定降低高密度脂蛋白的藥物是否真的有益。

這種名為孟德爾隨機試驗（Mendelian randomization）的新技術，已被製藥公司用於制定數十億美元的決定，以決定採用哪種藥物。

難以想像，你或許已經是一個龐大的隨機試驗的一部分。這是真的，至少一些遺傳學家認為你是的。遺傳學分析使用人們的醫學信息，來預測什麼新葯對其有效、什麼新葯對其沒效。

DNA 偵查

2018 年 4 月，美國加州警方通過 DNA 資料庫，在加州首府薩克拉門託附近的西特勒斯海茨市（Citrus Heights）逮捕了一名 72 歲退休警員 DeAngelo，指控他涉嫌在上世紀七八十年代犯下一系列強姦和謀殺案，並認為他就是當時轟動一時的金州殺手 (Golden State Killer)，也被稱為東區強姦犯 (East Area Rapist)。