一些基因保存的知识分享

婴儿基因是否需要保存？

 

　　现网络上对基因保存的评价褒贬不一，更有网络、媒体大肆吹鼓基因保存仅是“噱头”，其主要有以下几个观点，小编对此进行一一解答。

 

　　观点1：“保存样品是可以的，也没必要婴儿时期就去采集。不管年龄大小，身体里的遗传信息不会变，而突变概率也是一样的。真等到孩子生病了，再去采集基因也来得及。”

 

　　小编解答：谈及婴儿基因保存的意义，就会直接问到一个问题：一生之中，人的基因会变吗？

 

　　一些人会不假思索地回答：“基因很稳定，是不会变的”。因为用于遗传位点检测的样本，无论采集于什么年龄，无论采集了什么样本，如血样、头发、体液或组织块等，得到的结果都是一样的。又因为DNA常用于个体鉴别，如果基因会改变，那怎么能鉴别个体呢？有这种想法的人往往是遗传学家和法医专家。

 

　　另一些人经过认真思考会说：“变是肯定的”。因为他们想到了医学上两个重要的定义。第一个是体细胞突变（somatic mutation）的定义：“体细胞突变是发生在正常机体细胞中的突变，比如发生在皮肤或器官中的突变”。第二个是肿瘤发病的定义：“肿瘤可以看作是在个体遗传素质的基础上，尤其是在个体对肿瘤的遗传易感性基础上，致癌因子引起细胞遗传物质结构或功能异常的结果。这种异常大多数不是由生殖细胞遗传得来，而是在体细胞中新发生的基因突变所致”。熟知的单核苷酸多态性（SNP）就属于遗传素质，决定了易感性，而体细胞突变直接造成了肿瘤。具有这些想法的人往往是研究肿瘤的学者。

 

　　那么，哪种观点更接近真实呢？

 

　　我们先来了解几个事实：

 

　　（1） 正常成年人一共有60兆细胞，每分钟有1亿细胞的死亡和新生。在这个过程中，基因复制发生突变的概率为百万分之一。也就是说平均每天会有3000个突变的发生；而人的一生，则会有一百亿个突变可能。当然，绝大部分突变为无关突变，并没有对身体机能产生影响。

 

　　（2） 细胞癌变的机制，早在2002年，美国国家癌症研究所前任所长的Richard D. Klausner在Cancer Cell期刊上发表了关于癌症的综述文章（The fabric of cancer cell biology—Weaving together the strands），文中指出细胞癌变的复杂过程，即正常细胞（体细胞）在致癌因子的作用下发生多次突变，其中可继承的突变累积后最终导致癌细胞的产生（下图）。这提示癌细胞只是细胞癌变的最终阶段，而在这阶段之前正常细胞是通过一步一步的基因突变、突变的累积最后往癌细胞发展，也就提示会有存在各种突变阶段的细胞的可能。Robert A. Weinberg.在肿瘤生物学2013版一书中，也指出了类似的观点。也正是这个原因，“基因是不变的”这个命题似乎出现了问题，我们不能了解我们所提取的基因来自是处于哪个突变阶段的细胞，它可能是含有原始基因的细胞，可能是最接近癌细胞的细胞，也可能是其中间阶段的细胞。

 

 

 

　　（3）  随着全基因测序成本的下降，2009年12月，NATURE发表了两篇重要论文（A small-cell lung cancer genome with complex signatures of tobacco exposure. Nature. 2010 Jan 14;463(7278):184-90.）和（A comprehensive catalogue of somatic mutations from a human cancer genome. Nature. 2010 Jan 14;463(7278):191-6.）。论文的研究工作是获得过三次诺贝尔奖的英国      剑桥桑格实验中心做的，一篇对属于同一个体的肺癌细胞和皮肤细胞进行了全序列测定，比较发现肺癌细胞存在22910个突变；另一篇描述了黑色素瘤细胞与来自同一个体的淋巴细胞的全序列结果，比较发现了33345个突变。这两篇论文的发表解释了上述所有矛盾。人一生之中，基因的确会变，只是变得不多。或者说变得太多时会造成细胞死亡，这样的细胞也就不存在了。由于人类DNA含有约30亿单核苷酸，从上述两篇论文来看，体细胞突变发生的比例约为十万分之一，这就解释了它不会影响除测序以外的常规遗传位点分析和个体鉴别，因为这些常规方法只是对基因上的特定位点进行分析，体细胞突变恰巧落在待检测位点上的概率微乎其微。重要的是越来越多的研究证明，肿瘤以及其他疾病，都是由于体细胞突变改变了细胞的性能，进而又改变了组织的性能，再影响器官，最后出现疾病症状的。显然，掌握体细胞突变就掌握了诊断和治疗疾病的钥匙

 

　　正是因为有这些依据，我们才认为婴儿基因保存是必要的，因为我们不能保证临病选取的体细胞的基因是原始的，而婴儿基因，它则相对最原始，基因受污染最少，也是最合适的参照物。

 

　　观点2：基因保存意义不大，重要的是基因档案保存。前者是提取DNA后储存起来，后者是对个体进行基因测序，并将测序结果以数据形式保存起来，这些数据才是能用于基因治疗的有效信息，单纯的DNA保存意义不大。

 

　　小编解答：这其实是一个经济学和未来发展上的问题。基因保存的目的就是需要的时候可以拿出当时保存的基因模板进行检测。但是现阶段，全基因组测序的费用仍然不是普通老板姓可以承受的。

 

　　我们看一个最近在转化医学网上（2014-12-2）的一则报道：

 

　　今年38岁的李易，前两天在微信朋友圈里发出了一组照片：在上海第二军医大学转化医学中心，他正在进行一次特殊的体检。

 

　　“一根烟的工夫，本人终于完成了全基因组测序的第一步，抽血！在接下来的一个半月时间里将会有超过三十位博士动用总计一千多万人民币的设备对本人这五毫升血液进行检测，本人的三十二亿碱基将被平均扫描三十次，最终，李易将被数字化。这样想想，这十八万人民币花得值！”李易在他的朋友圈如此描述道。??

 

　　一个半月以后，李易将会拿到与这次检测相关的所有分析，包括在不考虑外部环境的影响下，自己抽烟究竟会不会致癌，未来自己是否会得糖尿病，甚至在自己的基因中是否具有同性恋倾向，等等，都会通过基因的对比检测出来。??

 

　　在不少人眼里，基因检测是个新鲜玩意儿：未来的我究竟是什么样子的，我的健康会发生怎样的变化，这样的“未病检测”在李易看来，就是未来医学发展的趋势。??

 

　　“很多年前，比尔?盖茨、乔布斯都做了这样的检测，乔布斯做的时候是40万美元，跟他比我的18万已经很便宜了，我相信这是一种潮流。”李易说。??

 

　　从报道上看，尽管全基因组测序的发展非常迅速，检测费用下降非常迅速，但现阶段的全基因组测序费用仍然非常高昂（18万人民币）。在汤森路透2025年的预测中，婴儿出生时进行基因测序将成为常规检测之一，这个预测的重要原因就是在不久的将来，全基因组测序的费用大幅度降低到全民可以承受的阶段。而婴儿基因保存的意义在何处呢？设想一下，我们现在花相对较低的代价将基因保存起来，在将来必须的时候，我们用将来更新的技术更低的费用来进行全基因组测序，一方面我们没有错过婴儿基因最原始的时机，另一方面在经济上又能够减轻很大的压力，这样是不是更理性呢？

 

　　除此之外，随着对基因领域的研究，越来越多的新发现被报道，譬如上世纪报道的DNA甲基化修饰、最新报道的DNA骨架硫酰化修饰等等，这些都提示我们DNA的复杂程度远超我们的想象。现阶段测序技术可以对碱基序列、甲基化等进行测序，那将来呢？DNA骨架上的修饰等等这些方面会不会也纳入测序范畴呢？那么对现在的我们来说，保存一份婴儿基因，可以迎接将来各种的高新技术，是不是一种合适的选择呢？