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基因检测揭示的惊人发现

时间:2023-10-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:她在接受基因检测后发现,自己的BRCA1和BRCA2基因可能产生了突变。在生物学上这被称作“外显率”,指的是基因发生突变时,性状改变的比率。与疾病相关的基因如果外显率高,就意味着发病风险高。安吉接受的基因检测如今已经不再特别,最近也被称作OTC基因检测。检测机构会用消费者送还的样本进行必要的检测。它因为仅需99美元就能够开展基因检测而引发热议。

基因检测揭示的惊人发现

2015年3月,演员安吉丽娜·朱莉(安吉)宣布自己决定接受第二次手术。但她并没有得病,而是在得病之前就进行了手术。第一次手术是在2013年进行的。

她之所以要动手术,是有原因的。她在接受基因检测后发现,自己的BRCA1乳腺癌1号基因)和BRCA2基因可能产生了突变。据统计,拥有这种突变的美国女性有87%的概率将来会患上乳腺癌。

而这一突变还有50%的概率会让人患上卵巢癌。因此,安吉在第一次手术中,切除了双乳中的乳腺。乳腺是分泌喂养婴儿母乳器官

一般来说,这类分泌器官中蛋白质合成(也就是基因表达)很旺盛,相比其他器官癌化的可能性更高。安吉在定期体检中发现自己有患卵巢癌的征兆(炎症),便与医生商议,最后接受了摘除卵巢和输卵管的第二次手术。

在摘除的卵巢中虽然发现了肿瘤,不过肿瘤是良性的,而且发现时还处于早期,对健康没有影响。不过,因为无法继续合成卵巢所分泌的激素,她今后必须坚持雌激素替代疗法。这种疗法和所谓的更年期综合征是相同的。

安吉之所以这样做,据她所说是受到了自己母亲、祖母和姨妈三位近亲都死于卵巢癌的影响。她身上的BRCA1BRCA2基因的突变极大的可能是家族性(遗传疾病的原因)。不过,就像她自己所说的那样,并不是一旦基因突变就必须立即做手术。这不过是她的选择之一。

这里提到的概率高,简单说来就是容易患病。在生物学上这被称作“外显率”,指的是基因发生突变时,性状改变的比率。因为从基因到性状表达之间受到许多复杂因素的影响,基因突变有时并不一定会反应在性状的变化上。与疾病相关的基因如果外显率高,就意味着发病风险高。

这一数字是针对某一群体开展的长期跟踪调查得出的统计结果(被称为队列研究)。因此,大多数情况下国外的数据是不能直接套用在日本人身上的。虽然同为人类,但人种和民族的不同,会让基因的构成产生微妙的差别。

因此,日本人在进行相同的检测时,需要以针对日本人为对象的队列研究作为判断标准。我想大家对“队列研究”这个词还比较陌生。举例说明,新闻报道和电视节目中说:“每天喝4杯咖啡的人不易患某种疾病。”喜欢喝咖啡的人听说了会很高兴,不喜欢喝咖啡的人也许会很失落。

但大家在听说这种消息时,多留心一些比较好。

因为这种调查结果仅仅显示了两件事之间的存在关联,并不能保证二者之间存在因果关系。极端地说,这种现象也许并不是因为喝了咖啡才不患病,而仅仅是因为不患这种病的人,因为其他原因爱喝咖啡而已。

又或者是那种疾病是因为压力导致的,而每天有空喝上4杯咖啡的人,因为生活更加游刃有余才不会患病。如果是这样的话,压力大的人不去想办法减轻压力,而勉强自己每天喝4杯咖啡去工作,反而可能会对健康有害。

生理学的机制如果没有经过科学的验证,大家还是不要为此或喜或忧比较好。

言归正传。安吉接受的基因检测如今已经不再特别,最近也被称作OTC基因检测。OTC是“over the counter”(柜台发售)的缩写,一般指的是不需要处方就能够买到的药品,也就是在药店等地能够买到的市售药品。

简单来说,OTC基因检测并不是需要在医生指导下开展的检查,而是一种民间的服务。它的低门槛来自检测所需的(消费者所做的)步骤非常少。最主流的方法,仅仅需要在专用容器中存入一定量的唾液,并返还检测机构即可。容器中装有试剂,能够溶解唾液中的口腔黏膜细胞的碎片并保存DNA(这就是样本)。检测机构会用消费者送还的样本进行必要的检测。

OTC基因检测并不会像人类基因组计划将约31亿个碱基对的人类染色体全部检测一遍。

基本上,OTC基因检测只会关注特定的基因,并检测相关基因(或是其周边的核酸序列)的一部分是否发生了突变。近来的许多简易检测,尤其会关注单核苷酸多态性(SNPs)。在基因组中,单个核碱基的差异多达数百万个。SNPs就是这些差异中,某一集团中1%以上的人所共有的突变。

也就是说,检测结果显示的并不是个人的突变,而是一定人群所共有的突变。总结来说就是,在同一基因中,也会因为部分的突变而易患或不易患特定疾病。这些能够通过队列研究统计出结果。但就像上文提到的那样,统计结果能够显示的终究只是概率,患病的生理学机制目前还没有被人们揭开。

根据人种和民族的不同,同一突变的外显率(突变反映在性状上的概率)也会不同。希望研究者们在推进研究时,能够考虑到这些群体不同造成的患病差异。

也许会有读者想:“不过是1个核碱基突变了而已,会有这么大差别吗?”人类基因组中超过七成和维持生命没有直接的联系,这些领域的突变是不会有危害的。

但如果在关键的基因中发生突变,就会出问题。基因确定了蛋白质的合成方式,蛋白质决定了氨基酸的序列。氨基酸的序列是由3个一组的核碱基决定的。核碱基只要改变1个,密码子就会随之改变。密码子改变了,氨基酸的序列可能就会改变。

如果氨基酸的序列改变了,蛋白质的形状也会改变。蛋白质改变的话,就会对生命活动产生影响。如果只变化一点还没有关系,但也有一些变化会造成巨大的影响。

实际上,有时仅仅1个核碱基的不同,就会引发致命的疾病。这听起来有些危言耸听了,其实“仅仅1个突变”引发的疾病并不算多。单一疾病也是和许多个基因相关的。像孟德尔的实验那样,1个基因决定1个性状的简单例子,反而是例外。

有一个开展OTC基因检测的知名企业,叫作“23andMe”。它因为仅需99美元就能够开展基因检测而引发热议。创始人之一的安妮·沃西基在耶鲁大学学习生物学,毕业后进入美国国立卫生研究院(NIH)和加利福尼亚大学圣迭戈分校(UCSD)开展分子生物学的研究,后又在投资医疗创业公司的企业担任过顾问。(www.xing528.com)

2006年,她成立了23andMe,并在第二年与Google(谷歌)的联合创始人兼首席技术官谢尔盖·米哈伊洛维奇·布林结婚,她育有一儿一女,后在2015年春天离婚。

23andMe从Google等公司获得了巨额融资,沃西基与布林的冠名财团(Brin Wojcicki Foundation)也没有解散。目前看来,两人虽已离婚,但公司的运营并没有受影响。

但在2013年,美国食品药品监督管理局(FDA)责令其停止销售服务,23andMe在事实上已经进入了停业状态。23andMe可以继续向在被责令停止销售服务之前购买服务的客户提供服务,健康信息之外的服务也在继续提供,仍旧在继续接待客户。

而到了2015年2月,FDA对23andMe下发了针对布鲁姆综合征[1]这种疑难病症的许可。因果关系已经经过科学证明的病症检测,今后应该也能够获得许可。

包括23andMe在内的基因检测机构如同雨后春笋般出现,但实际上,出于对非医疗机构是否能够诊断遗传疾病的发病风险的担忧,美国对相关资质的发放标准愈加严格,有许多企业都关闭了自己的店面。在非医疗机构诊断发病风险,究竟有什么值得担忧的地方呢?

这些简易检测(尤其是SNPs)能够评价的,归根究底也只不过是概率。就算拥有某种SNPs的突变的人有八成会患病,但仍旧有两成的人不会患病。

不仅如此,没有该SNPs突变的人,并不意味着他们的患病风险就是零。与患病相关的基因本来在多数情况下就不止一个,我们现在对于究竟是哪个基因产生了何种影响还知之甚少。

因此,SNPs数据虽然能够作为医生诊断时的参考,但并不会作为绝对依据。监管机构认为不接受专业的诊断,仅凭一个概率性的数据就交由消费者自己做判断会对社会产生危害。这也是没有办法的事情。

有些刀子嘴的人会讽刺称,这类OTC基因检测和神签以及不靠谱的保健食品没什么两样。实际上,大多数日本企业也仅仅通过简单的检测查出肥胖和脱发的概率,把它们当作宣传保健食品的切入口。仅看网络上的那些宣传,消费者很多时候并不清楚检测的究竟是什么基因。

◆SNPs的例子:乙醛脱氢酶

◆SNPs检测法的例子:在使用PCR法时多花点工夫来检测

在使用PCR法检测时,只要在有SNPs的区域和互补的DNA片段上加入混有荧光色素的试剂,就能在存在SNPs时检测出荧光。DNA有3'端和5'端,复制酶只能按照从3'到5'的方向来合成DNA。

就我个人而言,如果清楚自己通过检测能够获得哪些信息,那么把这类服务当作乐子也没什么不可以。但消费者还需要下功夫学习一番。总之,目前看来这类民间提供的服务,并没有达到医疗层面,只不过是基于“好玩”开展的服务。如果今后想要正式加以普及,还需要摸索如何同医疗机构开展合作。

基因检测之所以变得触手可及,也和检测费用降低有关。这是因为通过聚合酶链式反应放大DNA变得比以前更加容易,而凭借被称为“DNA芯片技术[2]”的分析方法来确定目标基因是否存在也变得简单了。DNA芯片是一种应用了分子杂交(利用互补DNA配对的分析方法)技术开发出来的,能够检测出已知基因的方法。

今后,随着DNA测序器性能的提高和生物信息学的发展,31亿个碱基对全部被分析,目标基因将其周边的核酸序列全部被数据化之后,一定能够进行更加精密的诊断吧。

但在眼下,仅凭1个基因的突变就能够解释疾病原理的情况还极其罕见。一般而言,疾病都有着多个影响因素,彼此之间错综复杂,目前的研究还不足以对其全部加以说明。因此,基因检测的结果归根究底不过只是发病风险(概率)。同时,仅凭SNPs的突变来预测,根据疾病的不同,有时预测的准确度并不算高。

说白了,疾病不仅由遗传导致,也会受到环境的影响。遗传和环境影响占比的个体差异很大,目前还没有足够的数据能够帮助我们做出统一的判断。当然,随着今后研究的不断深入,预测的准确度应该也会提高。

基因检测结果中值得我们关注的,不仅有疾病的发病风险,还有疾病的确诊、个人对治疗药物的敏感程度(效果或副作用)以及产前诊断等许多方面。

遗传信息作为一种高度的个人隐私,对它的管理在今后也会成为更加重要的社会问题。我们必须谨慎对待。

在把握好底线的基础上,这一领域的发展今后必将受到人们极大的关注。

[1] 学名为“小儿面部红斑侏儒综合征”,又称“侏儒面部毛细管扩张综合征”,主要表现为侏儒、对光敏感和面部毛细血管扩张性红斑。

[2] 即“DNA微阵列”。是带有DNA微阵列涂层的特殊玻璃片,在数平方厘米的面积上安装数千或数万个核酸探针,经由一次测验,即可提供大量基因序列相关信息。

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