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基因检测与精准医疗
文章字数：2183
基因是遗传的基本单元，它通过指导蛋白质的合成来表达自身所携带的遗传信息，进而控制生物个体的性状表现。基因检测利用基因测序技术对血液、体液或细胞的DNA进行分析，测定个体的基因序列，预测罹患多种疾病的可能性，可提前预防。精准医疗是结合现代科技手段与传统医学，对人体机能与疾病本质做到科学认知，以高效、安全、经济的健康医疗服务，获得个体和社会健康效益最大化的新型健康医疗服务模式。随着基因测序技术的发展，基因测序技术被逐步应用到临床诊疗中。通过基因测序技术，使研究深入体细胞突变和人体基因多态性，针对分子的生物学特性及个体病理特征，达到精准医疗的目标。本文对基因检测与精准治疗作一概述。
1.基因检测
基因检测在辅助临床诊断、个体化治疗、致病基因携带者筛查、指导优生优育及提供精准的配型信息等临床诊疗活动中起到重要的作用。迄今为止，基因检测使用的测序技术依据技术特征可分为一代、二代和三代测序。以下针对各代技术的特性，对其进行简要介绍。
1.1一代测序
一代测序技术有效读长为600-800个碱基，是目前最准确的一种检测技术（准确度高达99.999%），被誉为业界的“金标准”，但其测序成本高且通量低。目前主要用于以下几个方面：（1）PCR产物测序：对目的基因的PCR产物进行测序，以获得目的基因序列；（2）重测序：用于突变、单核苷酸多态性位点、插入或缺失克隆产物的验证；（3）分型分析：如微生物和真菌分类学鉴定、HLA分型、病毒分型等（4）临床应用：肿瘤突变基因的检测和肿瘤个体化治疗，致病基因位点明确并且数量有限的单基因遗传病检测；（5）对新一代测序技术的结果进行验证。
1.2二代测序
二代测序技术在检测通量上有较大改善，而且单个位点成本明显较低，但二代测序技术也存在准确性不及一代，且读长有限的缺点。目前二代测序技术主要用于：（1）肿瘤诊断：二代测序技术可以对肿瘤基因组序列再测序，实现肿瘤基因组拷贝数、基因相关性以及多态性、不同类型突变的分析。（2）临床遗传疾病筛查：孕妇血浆中存在微量的胎儿游离DNA，二代测序技术利用其高敏感性的特点，通过对微量DNA的检测，对唐氏综合征等遗传病进行分析和筛查。（3）病原微生物鉴定：二代测序技术可以通过获得大量的序列信息，解决以往鉴定方法容易产生偏差的缺陷，它还能获得未知序列，鉴定出简单性的物种，从而大大缩短诊断时间，且结果更加准确。（4）其他：DNA甲基化鉴定、肥厚型心肌病检测、耐药性基因突变检测、转录调控研究等。
1.3三代测序
三代测序技术是对二代测序的一个升级，属于单核苷酸测序技术，有效读长可以达到几十万个碱基，且无需PCR扩增就可直接测序，解决了信息丢失及碱基错配的问题。然而，三代测序的缺点也很突出，那就是缺少PCR扩增带来的信号放大，以致读取碱基时错误率可高达4%。目前三代测序技术主要用于基因组研究中的框架搭建：（1）结构变异检测：三代测序在许多疾病相关的结构变异研究中优势明显。（2）转录组研究：在RNA水平上研究基因表达，是探索细胞表型和功能的重要方法。三代测序可直接测序RNA，大大降低了体外逆转录产生的系统误差。（3）甲基化检测：三代测序可直接对自然状态下的甲基化DNA碱基进行测序。
2.精准医疗
精准医疗是当今世界医学热点，美国前总统奥巴马在2015年1月20日发表的国情咨文中宣布，美国启动“精准医学倡议”（Pre-cision Medicine Initiative），该计划是一项将个人基因、环境与生活习惯差异等因素综合起来的疾病预防与处置的新兴方法，促进了全球对“精准医疗”理念的关注和应用研究。我国早在21世纪初期就对精准医疗展开了研究，并于2006年首次提出了“精准外科”的概念。精准医疗的宗旨是追求针对每位病患实施正确及精确的诊疗方案，实现医源性损害最小化、医疗耗费最低化以及病患获益最大化。随着基因测序技术应用越来越广泛，基因检测行业已成为国家“精准医学”战略规划的重要组成部分，发展前景广阔。人们通过基因检测，获取科学的基因健康报告及解读，制定个性化健康方案，达到精准医疗的目的。互联网时代，基因检测将核心技术与健康数据结合，为客户提供智能健康监测与预警、远程健康咨询、运动及营养建议等，有效地为大众提供健康体检的外延服务。
3.现存问题
目前，精准医疗被社会广泛认可，但在实际运作中仍有许多问题需要解决。首先，由于测序技术所需的实验场地、设备和专业技术人员要求相对较高，且单次测序费用昂贵，都限制了它的发展。其次，个体基因功能的复杂性和多样性尚未完全解开，某些基因异常与疾病的发生也非完全一一对应，因此，临床医生只能将基因检测作为传统医疗的补充和优化。第三，基因测序结果的好坏还缺少官方的评价标准，临床医生对于结果的判读也缺少诊疗指南的辅助。最后，基因测序行业缺少标准化建设，不同检测机构所做出的检测结果有可能不完全一致。这些都是基因测序技术在推动精准医学发展过程中急需解决的问题，国家应尽快制定相应的行业标准，规范精准医疗市场。
4.总结
基因技术不仅是实验室技术，更是一门应用技术，是一门具有变革能力的技术，要将其应用到医疗和健康领域，在不断地试验和应用中，推动技术的发展。近几年，相关基因工程技术的突破不断涌现，为最终实现精准医疗奠定技术基础。未来的精准医学应贯穿于疾病风险预测、诊断和分类、药物应用、疗效评估、预后预测等一系列疾病的全过程。精准医疗的时代已经到来，而且随着生命科学的发展，其发展空间必将更加广阔。
1.基因检测
基因检测在辅助临床诊断、个体化治疗、致病基因携带者筛查、指导优生优育及提供精准的配型信息等临床诊疗活动中起到重要的作用。迄今为止，基因检测使用的测序技术依据技术特征可分为一代、二代和三代测序。以下针对各代技术的特性，对其进行简要介绍。
1.1一代测序
一代测序技术有效读长为600-800个碱基，是目前最准确的一种检测技术（准确度高达99.999%），被誉为业界的“金标准”，但其测序成本高且通量低。目前主要用于以下几个方面：（1）PCR产物测序：对目的基因的PCR产物进行测序，以获得目的基因序列；（2）重测序：用于突变、单核苷酸多态性位点、插入或缺失克隆产物的验证；（3）分型分析：如微生物和真菌分类学鉴定、HLA分型、病毒分型等（4）临床应用：肿瘤突变基因的检测和肿瘤个体化治疗，致病基因位点明确并且数量有限的单基因遗传病检测；（5）对新一代测序技术的结果进行验证。
1.2二代测序
二代测序技术在检测通量上有较大改善，而且单个位点成本明显较低，但二代测序技术也存在准确性不及一代，且读长有限的缺点。目前二代测序技术主要用于：（1）肿瘤诊断：二代测序技术可以对肿瘤基因组序列再测序，实现肿瘤基因组拷贝数、基因相关性以及多态性、不同类型突变的分析。（2）临床遗传疾病筛查：孕妇血浆中存在微量的胎儿游离DNA，二代测序技术利用其高敏感性的特点，通过对微量DNA的检测，对唐氏综合征等遗传病进行分析和筛查。（3）病原微生物鉴定：二代测序技术可以通过获得大量的序列信息，解决以往鉴定方法容易产生偏差的缺陷，它还能获得未知序列，鉴定出简单性的物种，从而大大缩短诊断时间，且结果更加准确。（4）其他：DNA甲基化鉴定、肥厚型心肌病检测、耐药性基因突变检测、转录调控研究等。
1.3三代测序
三代测序技术是对二代测序的一个升级，属于单核苷酸测序技术，有效读长可以达到几十万个碱基，且无需PCR扩增就可直接测序，解决了信息丢失及碱基错配的问题。然而，三代测序的缺点也很突出，那就是缺少PCR扩增带来的信号放大，以致读取碱基时错误率可高达4%。目前三代测序技术主要用于基因组研究中的框架搭建：（1）结构变异检测：三代测序在许多疾病相关的结构变异研究中优势明显。（2）转录组研究：在RNA水平上研究基因表达，是探索细胞表型和功能的重要方法。三代测序可直接测序RNA，大大降低了体外逆转录产生的系统误差。（3）甲基化检测：三代测序可直接对自然状态下的甲基化DNA碱基进行测序。
2.精准医疗
精准医疗是当今世界医学热点，美国前总统奥巴马在2015年1月20日发表的国情咨文中宣布，美国启动“精准医学倡议”（Pre-cision Medicine Initiative），该计划是一项将个人基因、环境与生活习惯差异等因素综合起来的疾病预防与处置的新兴方法，促进了全球对“精准医疗”理念的关注和应用研究。我国早在21世纪初期就对精准医疗展开了研究，并于2006年首次提出了“精准外科”的概念。精准医疗的宗旨是追求针对每位病患实施正确及精确的诊疗方案，实现医源性损害最小化、医疗耗费最低化以及病患获益最大化。随着基因测序技术应用越来越广泛，基因检测行业已成为国家“精准医学”战略规划的重要组成部分，发展前景广阔。人们通过基因检测，获取科学的基因健康报告及解读，制定个性化健康方案，达到精准医疗的目的。互联网时代，基因检测将核心技术与健康数据结合，为客户提供智能健康监测与预警、远程健康咨询、运动及营养建议等，有效地为大众提供健康体检的外延服务。
3.现存问题
目前，精准医疗被社会广泛认可，但在实际运作中仍有许多问题需要解决。首先，由于测序技术所需的实验场地、设备和专业技术人员要求相对较高，且单次测序费用昂贵，都限制了它的发展。其次，个体基因功能的复杂性和多样性尚未完全解开，某些基因异常与疾病的发生也非完全一一对应，因此，临床医生只能将基因检测作为传统医疗的补充和优化。第三，基因测序结果的好坏还缺少官方的评价标准，临床医生对于结果的判读也缺少诊疗指南的辅助。最后，基因测序行业缺少标准化建设，不同检测机构所做出的检测结果有可能不完全一致。这些都是基因测序技术在推动精准医学发展过程中急需解决的问题，国家应尽快制定相应的行业标准，规范精准医疗市场。
4.总结
基因技术不仅是实验室技术，更是一门应用技术，是一门具有变革能力的技术，要将其应用到医疗和健康领域，在不断地试验和应用中，推动技术的发展。近几年，相关基因工程技术的突破不断涌现，为最终实现精准医疗奠定技术基础。未来的精准医学应贯穿于疾病风险预测、诊断和分类、药物应用、疗效评估、预后预测等一系列疾病的全过程。精准医疗的时代已经到来，而且随着生命科学的发展，其发展空间必将更加广阔。
上海交通大学医学院附属松江医院（筹）唐亮