基因新闻 第143页

今日，罗氏（Roche）旗下基因泰克（Genentech）公司宣布，FDA批准了其抗流感新药Xofluza（baloxavir marboxil）的扩大适应症申请。Xofluza将用于治疗12岁及以上流感并发症高风险人群。这些急性流感患者发生感染不超过48小时，尚无并发症发生。Xofluza是近20年以来，FDA批准的第一款具有创新作用机制的抗流感新药。

流感对全球人类健康是一个严重的威胁。据美国疾病控制和预防中心（CDC）估计，自2010年以来，流感每年导致930万至4900万人患病，14万至96万人住院，1.2万至7.9万人死亡。流感有可能引起各种并发症，从鼻窦或耳部感染到更严重的并发症，例如肺炎。CDC将严重流感并发症的高风险人群定义为患有哮喘，慢性肺病，糖尿病，心脏病，病态肥胖症或65岁以上的人。在流感患者患病48小时内，使用抗病毒药物可以降低疾病的症状和持续时间。

Xofluza是一款“first-in-class”的单剂量口服药物。它能够对奥司他韦（oseltamivir）产生抗性的病毒株和禽流感病毒株（H7N9，H5N1）起作用。与其它抗流感药物皆通过靶向神经氨酸酶来防止病毒传播的作用机制不同。Xofluza通过抑制流感病毒中的cap-依赖型核酸内切酶（cap-dependent endonuclease），来起到抑制病毒复制的作用。目前，baloxavir marboxil已在几个不同国家获得批准用于治疗儿童、青少年和成人的A型和B型流感，并在美国批准用于治疗12岁及以上人群的急性和单纯性流感。

本次扩大适应症的获批是基于3期试验CAPSTONE-2的积极结果。CAPSTONE-2试验旨在评估，与奥司他韦或安慰剂相比，Xofluza治疗12岁以上流感并发症高风险患者的有效性和安全性。试验结果表明，在流感并发症高风险患者中，Xofluza显着延缓了流感症状出现的中位时间（102小时比73小时）。其它主要发现还包括：Xofluza与奥司他韦相比，对流感症状的持续时间具有类似的疗效（54小时比54小时）；对于B型病毒，与安慰剂相比，Xofluza能在更短的时间内改善流感症状（75小时比101小时)。此外Xofluza展示了良好的耐受性和安全性。

基因泰克首席医学官兼全球产品研发主管Levi Garraway博士说：“随着流感季节的临近，我们现在可以为流感并发症高风险患者提供Xofluza。它是首个也是唯一一个获得FDA批准，以这类患者作为适应症的治疗选择。”(生物谷Bioon.com）

小编推荐会议  2019无锡国际生物医药论坛暨第九届Cell Death & Disease国际研讨会-新药研发

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2019年10月26日讯/生物谷BIOON/—俄罗斯生物学家Denis Rebrikov已开始对具有正常听力的女性捐赠的卵子进行基因编辑，以了解如何让一些聋哑夫妇生下没有携带损害听力的基因突变的孩子。这个消息在他于今年10月17日发送给Nature期刊的电子邮件中有详细说明。它是今年6月份开始的一系列事件中的最新一起，当时Rebrikov告诉Nature期刊他有意利用流行的CRISPR工具制造出抵抗HIV感染的基因编辑婴儿，当然这一意图备受争议。

Rebrikov的这封最新电子邮件是在今年9月俄罗斯杂志N+1上发表的一篇报道之后发送的。该报道称，一对聋哑夫妇已经开始了采卵程序，所获得的卵子将被用来制造一个基因编辑婴儿，不过Rebrikov已进行过基因编辑的卵子来自没有携带损害听力的基因突变的女性。他说，这些实验的目的是更好地了解潜在有害的“脱靶”突变，这是使用CRISPR-Cas9对胚胎进行基因编辑所面临的一种已知的挑战。

Rebrikov在他发送给Nature期刊的电子邮件中明确表示，他尚不打算制造这样的一个婴儿。此前有报道称，他计划在今年10月申请在女性体内植入基因编辑胚胎，但是这一计划已被推迟。

不过，他说他将很快公布其卵子实验的结果，这些实验涉及测试利用CRISPR修复从携带与耳聋相关的GJB2基因突变的人身上获得的体细胞中这种基因突变的能力。如果没有采取干预措施（比如使用助听器或人工耳蜗），那么携带具有两个GJB2突变拷贝的人将听不到声音。Rebrikov说，这些结果将为临床研究打下基础。

Rebrikov补充说，他已获得当地审查委员会的许可来开展他的研究，但是这并不允许将经过基因编辑的卵子移植到子宫中并随后怀孕。

Rebrikov说，除了这对同意开始接受采卵手术的聋哑夫妻外，他还在与另外四对夫妻进行讨论，其中在这四对夫妻中，两个准父母都携带两个突变的GJB2基因拷贝。他说，他想帮助像这样的夫妇生下一个听力未受损害的孩子。

Rebrikov在他最近的电子邮件中还提供了有关这对同意接受采卵手术的夫妇的进一步信息。在今年9月份，N+1杂志报告说，这对夫妻没有签署同意书，并出于个人原因放弃了制造基因编辑儿童的想法。

但是Rebrikov如今说，这只是一个暂时的障碍。他指出，这名捐卵的女性在接受人工耳蜗植入时提出给一个月的“缓冲期”来考虑一下。

Rebrikov还强调，未经俄罗斯联邦卫生部批准，他不会开展下去。“未经监管机构的许可，我绝对不会植入经过基因编辑的胚胎。”

这可能不会很快实现。上周，俄罗斯联邦卫生部发表声明说，制造基因编辑婴儿还为时过早。Rebrikov说，“很难预测”他何时会获得许可，但这将在所有必要的安全检查完成之后开展。

加倍下注

今年6月，Rebrikov因计划制造抵抗HIV感染的婴儿而声名鹊起。这一消息震惊了国际研究人员，他们担心他会跟随中国科学家贺建奎（He Jiankui）的脚步。贺建奎去年宣布了制造出世界上首批基因编辑婴儿，即一对双胞胎女孩，她们的基因组经过编辑而备受争议。

与贺建奎一样，Rebrikov计划利用CRISPR破坏相同的基因—CCR5。CCR5基因表达的蛋白可以使得HIV入侵宿主细胞，并且带有该基因的一个突变拷贝的人感染这种病毒的可能性要小得多。但是许多科学家说，这种潜在地抵抗HIV感染的好处抵不上基因编辑的未知风险，这是因为还有其他方法可以阻止HIV从父母传播给孩子。

根据Rebrikov的最新电子邮件，他尚未放弃编辑CCR5基因的计划。他说，他开始寻找想要生孩子并且对抗HIV药物反应不佳的女性HIV感染者。他认为，这类人可能是开展这类实验的良好候选人，这因为这些女性将这种病毒传播给孩子的机会更高，尽管许多科学家认为任何试图在胚胎中使用基因编辑来修改CCR5的做法都是错误的。他告诉Nature期刊，他仍在寻找这样的女人。他说：“但是，这样的人很少。”

与此同时，Rebrikov承担了另一个项目—修复人类胚胎中的GJB2基因突变。

一些科学家和伦理学家也质疑这种方法的好处，毕竟听力损失并不是一种致命的疾病。作为CRISPR基因编辑工具的先驱，美国加州大学伯克利分校生物学家Jennifer Doudna说：“这个项目是不顾后果的机会主义，显然是不道德的。它损害了一项旨在帮助而非损害的技术的可信度。”

在去年11月贺建奎发表爆炸性言论后，世界卫生组织（WHO）委托一个委员会制定一个国际框架来管理基因编辑的临床应用。今年8月，这个WHO委员会还启动了一个国际注册中心，以监督利用人类基因编辑开展的临床研究。由美国国家科学院、美国国家医学科学院和英国皇家学会成立的一个国际委员会也正在准备一个框架，指导生殖系基因编辑的临床研究，该框架预计将于2020年春季发布。这个国际委员会将在今年11月14日至15日举行一次公开会议来收集大家的意见。

Rebrikov上个月告诉彭博社，在将基因编辑转移到临床时，他想要遵守国际上一致同意的规定。但是他也对目前尚不存在这样的规定感到沮丧。

英国弗朗西斯克里克研究所发育生物学家、WHO委员会成员Robin Lovell-Badge说，Rebrikov应当等到达成明确的框架之后，这将需要时间。“这不是一件简单的事情，认为我们可以在几个月内在一个非常复杂的科学领域和潜在的临床领域提出全球监管解决方案的想法是荒谬的。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Russian biologist plans more CRISPR-edited babies
https://www.nature.com/articles/d41586-019-01770-x

2.第二个贺建奎？俄罗斯科学家计划制造更多的基因编辑婴儿
http://www.bioon.com/article/6739833.html

3. World Health Organization panel weighs in on CRISPR-babies debate
https://www.nature.com/articles/d41586-019-00942-z

4. Russian ‘CRISPR-baby’ scientist has started editing genes in human eggs with goal of altering deaf gene
https://www.nature.com/articles/d41586-019-03018-0

吃瓜总是让人愉悦，因为它们的甜美味道。作为世界上非常受欢迎的水果作物，甜瓜和西瓜来自于葫芦科。

近日，《自然—遗传学》发表的两项由中国农业科学院和北京市农林科学院等国内外优势单位协作完成的瓜类作物基因组研究成果显示，甜瓜和西瓜经历不同的驯化过程，同样完成了令人着迷的“甜蜜基因”的进化，可谓“殊途同归”。研究成果还为人们理解葫芦科作物的进化关系提供了线索。

甜瓜的三次驯化

我们通常在市场上买到的栽培甜瓜有16个变种，多样性异常丰富。

论文第一作者、中国农科院郑州果树研究所副研究员赵光伟告诉《中国科学报》，变种之间的多样性不仅体现在表型多样性，在生态适应性上也存在很大差异，这导致试验材料必须多点（河南、海南、新疆）种植才能够采样成功。

“需要多季种植才能收集到所有材料。有些国外收集来的材料只有样本DNA，也会影响后面的性状数据调查。”论文共同第一作者、中国农科院深圳农业基因组研究所助理研究员练群说。

尽管面临困难，论文共同通讯作者、中国农科院郑州果树研究所研究员徐永阳介绍，甜瓜研究团队仍旧在5年时间里分析了千余份甜瓜种质资源的基因组变异，鉴定了560余万个SNP。群体结构分析发现，甜瓜至少经历过3次独立的驯化事件，两次发生在印度，一次发生在非洲。

“甜瓜的驯化一直存在争议。”徐永阳解释说，由于非洲具有最多的甜瓜野生近缘种，且其染色体数目和甜瓜一样，因此最初学界都认为甜瓜的驯化发生在非洲。然而近几年的基因组证据更多表明，“非洲仅仅驯化出了特殊的非洲原始甜瓜类型tibish。”

练群介绍，这种非洲甜瓜主要分布在苏丹附近，而且并没有参与到后面甜瓜的遗传和改良中去，在非洲也主要是菜用。

印度是葫芦科作物一个很重要的起源/次级起源中心，也是当前世界上栽培甜瓜的驯化中心。这次成果表明，厚皮甜瓜（如哈密瓜等）和薄皮甜瓜（如香瓜等）亚种分别从印度不同的野生群体驯化而来。前者果肉较厚，成熟后完全没有苦味，世界范围内均有分布；后者果肉较薄，幼果及成熟后部分会有苦味，主要分布在东亚地区。

“进一步研究发现这两个亚种在失去苦味、酸味，以及果实膨大的驯化过程中分别驯化了不同的基因，存在着不同的驯化机制。”练群说。

赵光伟介绍，他们共对甜瓜的品质、产量及形态相关的16个重要农艺性状进行了基因定位研究，共定位到200余个候选基因和位点。

其中，厚皮甜瓜驯化了葫芦素B合成酶基因（CmBi），而薄皮甜瓜驯化调控苦味形成的转录因子（CmBt），因而导致二者在苦味性状上的差异。

果皮和果肉颜色都是影响果实品质的重要指标，直接影响到消费者的选择喜好。通过全基因组关联分析及其他技术手段，他们定位了与果皮及果肉颜色形成相关的基因，未来可用于挖掘关键变异位点，开发分子标记，在育种过程中进行早期快速选择。

西瓜属的连续进化

“水晶球带轻烟绿，翡翠笼含冷焰红”，“凉争冰雪甜争蜜，消得温暾倾诸茶”。自古以来，西瓜都是深受人们喜爱的消暑佳品，文人墨客留下众多赞美西瓜的诗词歌赋，可见，西瓜果实瓤色与含糖量一直是备受关注的关键品质性状。

西瓜大约在4000年前就已驯化。国家西甜瓜产业技术体系首席科学家、论文共同通讯作者北京市农林科学院研究员许勇介绍，他们联合中国农业科学院郑州果树所研究员刘文革团队等国内外科研团队采用单分子测序、光学图谱与Hi-C三维基因组联合分析，完成了新一代西瓜基因组精细图谱绘制和驯化历史解析，首次系统揭示了西瓜果实品质性状进化的分子机制。

论文第一作者、北京农林科学院研究员郭绍贵介绍，他们进一步对400多份种质资源开展了基因组变异分析，共鉴定近2000万个SNP。

论文共同通讯作者刘文革告诉《中国科学报》，通过群体结构分析，他们首次发现，西瓜属的7个种中，诺丹西瓜是最古老的种，主要分布在撒哈拉沙漠以南的非洲地区。随后通过自然选择进化形成了两大分支，一个分支是药西瓜，主要分布在非洲北部、西南亚和中亚沙漠和半干旱地区，通常被作为药材种植。另一个分支是饲用西瓜，广泛种植在非洲南部，多用于动物饲料。在两大分支之间，有两个稀有的种，热迷西瓜和缺须西瓜，是过渡类型。随后，经过早期人类和动物觅食活动的选择驯化，形成了黏籽西瓜。

“黏籽西瓜是距现代栽培西瓜亲缘关系最近的种群。群体结构分析结果显示，它们之间具有共同的祖先血缘。黏籽西瓜的果实苦味逐渐消失，并且开始积累糖分，反映了从野生西瓜到栽培西瓜进化过程中的重要阶段。”郭绍贵说，人类对西瓜开始了有意识的驯化改良，果实品质越来越好，瓤色也逐渐丰富起来，逐渐形成了现代可食用的栽培西瓜。

然而驯化过程中，西瓜的抗性越来越弱。“我们发现了含有多个抗性基因的药西瓜以及饲用西瓜特有的基因组区段渗入到了现代栽培西瓜基因组中，表明我们现在已经在有针对性的利用野生西瓜的抗性对现代栽培西瓜进行抗性改良。”许勇介绍说。

通过系统研究，他们不仅明确了西瓜果实瓤色关键基因LCYB的选择驯化模式，还利用最新的基因编辑技术首次证实了参与光合产物卸载的α-半乳糖苷酶基因在西瓜果实糖分积累中的关键作用，首次揭示了西瓜“甜蜜基因”驯化的秘密。同时，他们还获得了决定西瓜含糖量与瓤色协同进化的候选基因位点。“这些关键性状基因对我们未来培育更加美味可口的西瓜具有非常重要的价值。”许勇说。

异曲同工之“甜”

“与前人研究一致，他们发现甜瓜和西瓜在失去苦味的过程中属于趋同进化。”《自然-遗传学》同时配发了三位德国科学家Murukarthick Jayakodi、Mona Schreiber和Martin Mascher的评论。他们认为，两项基因研究揭示了驯化如何改变甜瓜和西瓜的果实品质性状。这些研究利用群体遗传学和QTLs定位等方法研究了甜瓜和西瓜的驯化历史，并为育种者提供了重要的数据支撑。

“在目前已知的瓜类作物基因组中，甜瓜保留了最多的古老基因组核型，是研究葫芦科作物基因组进化以及比较基因组学的重要依据。也为葫芦科作物之间保守功能基因的定位提供了宝贵的线索。”练群说。

刘文革说，葫芦科作物各个物种之间的进化关系中，甜瓜与黄瓜同为甜瓜属，它们的关系更近。在他们的共同祖先与西瓜祖先种发生分化后，甜瓜经历三次独立驯化事件，而西瓜经历了从野生西瓜到栽培西瓜的相对连续的进化过程。“两者经历了完全不同的进化历史，而最终都形成了甘甜可口的果实。”同时对西瓜和甜瓜展开研究，将更加有助于深刻理解与揭示西瓜甜瓜“甜蜜基因”驯化的秘密。

作为国家西甜瓜产业技术体系首席科学家，许勇组织和推动了西瓜和甜瓜两大作物基因组科学研究的密切协作。他告诉《中国科学报》，在农业农村部、科技部等国家部委重大项目的支持下，我国科学家在西瓜和甜瓜基因组学与果实品质研究领域已经取得了丰富的研究基础、经验积累和材料储备。

中国农科院深圳农业基因组所研究员黄三文是两篇论文的共同通讯作者。他在接受《中国科学报》采访时指出，种质资源是育种的基础，这两项成果为西甜瓜种质资源研究提供新的理论框架和组学数据，也为西甜瓜分子育种提供了大量的基因资源和选择工具。西瓜和甜瓜全基因组变异图谱研究成果已同时完成，对于进一步开展西瓜甜瓜比较基因组研究，进而深刻认识和理解两者之间异曲同工的果实品质进化机制提供了充分的数据和材料支撑。(生物谷Bioon.com）

2019年11月19日 讯 /生物谷BIOON/ –构成生命蓝图的DNA序列变异对任何物种的健康都是至关重要的，成千上万的DNA突变被认为都会导致疾病，经过几十年的遗传学和分子生物学研究后，如今研究人员在开发能够纠正突变的基因组编辑工具上取得了巨大的进展，但由于工具依赖于复杂和相互竞争的细胞过程，基因编辑的效率和准确性似乎受到了根本性的限制；近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，研究者Anzalone等人描述了一种“查找并替换”（search-and-replace）的基因组编辑技术，即将两种分子机器相结合来精确改变基因组，该技术对于生物医学科学研究具有直接且深远的影响。

人类对基因组进行改造的努力早于对基因乃至遗传起源的了解，第一个基因组工程依靠自然变异和通过选择性繁殖的人工选择。比如，现代玉米就是通过9000多年前的人工选择，从其野生型祖先-大刍草(Teosinte，墨西哥玉米)进化而来；后来人们意识到DNA序列会影响生命，同时还能利用诱变剂（比如辐射或化学药物）来增强和加速人工进化，这就推动了后代的发展。

图片来源：Randall J. Platt. doi: 10.1038/d41586-019-03392-9

接下来科学家们发现，修复DNA序列错误的细胞过程可能会被劫持，其能允许来自外源性模板的DNA序列在DNA断裂时插入到基因组中，如果DNA被故意破坏，这个过程就会被大大加强，这一发现引发了科学家们20多年来对一种酶类的研究，这种酶类可以在科学家们感兴趣的任意位点来切割DNA，最终研究人员采用了细菌的CRISPR-Cas9系统，其中Cas9酶类能够利用一种定制化的RNA向导来在人类细胞中寻找DNA序列并进行切割。

CRISPR-Cas9系统能够帮助所有研究人员对基因组进行编辑，这引发了生物医学研究领域的一场革命，然而最终其也仅仅是一把能够切割DNA的分子剪刀，由于对DNA的切割对细胞会带来致命性的作用，因此必须通过许多独立途径中的一种对其进行紧急修复；在基因组编辑的背景下，研究者所想得到的结果常常是通过DNA来指导修复，从而实现更加精确地编辑，但大多数细胞更喜欢利用另一种机制，在这种机制中，DNA模板会被忽略，而DNA的两个断裂末端并不会被完美地缝合在一起，这或许就是基因组编辑的主要限制。

过去几年，研究人员重点集中在将不完美的平衡转化为精确的基因编辑，其中一种有效的策略就是对DNA进行编辑而不切断双螺旋中的两条DNA链，双链的断裂时导致不完美编辑的主要原因，在这方面的一个里程碑就是对碱基编辑的发展，在该过程中，只切割一条DNA链的Cas9酶能与另一种酶类相结合，然而，碱基编辑的技术限制及需要修改的不仅仅是单个DNA碱基，意味着科学家们仍然迫切需要开发出新型的基因编辑方法。

为此，研究者Anzalone等人开发出了一种名为prime编辑(prime editing)的新型基因编辑技术，该技术依赖于一种混合分子机器，其包括一个改良版本的Cas9，其金辉切割两条DNA链中的一条，和一个转录酶，同时会在切割位点安装新的和可定制的DNA；这种组合与酵母中自然发生的过程非常相似，在酵母中，与RNA序列相对应的DNA会通过逆转录酶整合到基因组中去。

prime编辑能被一种工程化、两部分组成的RNA向导进行调节，向导中的“寻找”部分会指导Cas9进入到DNA靶点的特殊序列，从而对其中一条DNA链进行切割，随后，逆转录酶会在RNA向导的替换部位产生与该序列互补的DNA，并将其安装在被切割的其中一个DNA末端处，从而取代原来的DNA序列。

此时，被修饰的双链DNA会由两条不互补的链组成，即被编辑过的链和未被Cas9切断的完整链，非互补序列在细胞中是不被容忍的，其中一个链必须通过DNA的修复过程来固定从而匹配另外一个链，而完整的链则通常会被优先保留；因此作者通常必须使用第二种RNA向导来指导对完整链的切割，从而增加修复该链以匹配编辑序列的机会；研究者通过高效精确地将大量序列引入到DNA中，从而展示了prime编辑的多功能性，比如，研究人员在人类胚胎肾细胞中使用该技术来纠正产生血液镰刀细胞病的突变，同时还能对引发神经性Tay-Sachs病的突变进行编辑，这几乎完全避免了不完美的编辑，同时研究者还在体外对人类癌细胞和小鼠神经元进行了编辑。

几十年来，基因组编辑的潜力一直受到难以进行精确修改的限制，因此很多技术主要集中在不完美的DNA编辑有用的情况下，这种基因编辑能用来破坏基因的功能，并未理解其功能提供了一定的途径；如今prime编辑技术能够更快更容易地建立或纠正多个特定的突变，与此前相比，其能够对更多类型的细胞进行操作。

尽管如此，prime编辑技术也尤其局限性，发生在prime编辑组分之间的复杂、多步分子“舞蹈”还无法被预测，而且其并不总是会如预期那样出现；因此仍然可能出现不完全的随机编辑，这意味着研究人员可能需要测试几个组分的不同组合，从而确定每个感兴趣编辑所需要的编排方式；其次，将大型的prime编辑系统引入到特定的细胞类型中非常具有挑战性，因为之前许多尝试都在Cas9系统中失败了。

基于这样的研究目的，这些限制或许是不方便的，后期研究人员还会进行更为深入的研究对其进行克服，并更好地理解和调整当前方法；但是，对于医学应用而言，这些问题提出了很大的挑战，即不完美的DNA编辑是不可接受的，且将prime编辑系统引有效引入到细胞中将会至关重要；因此，尽管prime编辑能对生命的蓝图进行空前地控制，但只有时间才能够证明其是CRISPR工具箱中另一种治疗遗传性疾病的万能药物。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Randall J. Platt. CRISPR tool modifies genes precisely by copying RNA into the genome， Nature (2019) doi：10.1038/d41586-019-03392-9

【2】Andrew V. Anzalone， Peyton B. Randolph， Jessie R. Davis， et al. Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. Nature (2019) doi：10.1038/s41586-019-1711-4

在理解这篇由著名分子生物学家George M. Church教授发表于《科学》的重磅论文前，我们先了解一下什么是腺相关病毒（AAV）。AAV是一种单链DNA病毒，由科学家1965年在制备腺病毒时发现，因此得名腺相关病毒。腺病毒会感染多种脊椎动物，这其中也包括人类，会诱发人类的上呼吸道感染，而AAV非常特别，目前的科学界共识是它不会导致任何人类疾病，也是目前人类发现的一类结构最简单的单链DNA缺陷型病毒，正是因为其DNA结构上的缺陷，在没有辅助病毒的参与下（典型的如腺病毒、单纯疱疹病毒等），AAV无法引发病毒感染。这样的特性让AAV成为了科学家眼中最为理想的基因载体。

未经改造的天然存在野生型AAV由蛋白衣壳（capside）和长度为4.7kb的单链DNA基因组构成。蛋白衣壳由三个亚基组成，分别为VP1，VP2，和VP3。AAV基因组两端为两个“T”型的末端反向重复序列（inverted terminal repeat， ITR）。这两个ITRs是病毒DNA复制的起点和触发病毒包装的信号。AAV基因组中的rep基因编码4个与病毒复制相关的蛋白，分别为Rep78、Rep68、Rep52、和Rep40。

科学家通过改造AAV，获得了用于基因疗法的优良载体——重组腺相关病毒（rAAV）。rAAV携带的蛋白衣壳与野生型AAV几乎完全相同，然而衣壳内的基因组中编码病毒蛋白的部分完全被删除，取而代之的是治疗性转基因（transgene）。现在，AAV基因组中被保留的部分主要是编码衣壳蛋白的cap基因，以及ITRs，它起到指导基因组的复制和病毒载体组装的作用。将编码病毒蛋白的部分完全删除的优点是：一方面可以最大化重组AAV携带转基因的容量，另一方面减小体内递送转基因时产生的免疫原性和细胞毒性。但目前的rAAV依然不能满足基因疗法的需求，我们急切的需要一款功能更为强大的AAV，而这次哈佛大学（Harvard University）著名分子生物学家George M. Church教授领导研究团队联合Dyno Therapeutics公司（Dyno Therapeutics是一家将人工智能应用于基因治疗的生物技术公司）的科学家，通过结合计算机技术，成功得到了一批功能优异的AAV。

先前的研究策略集中在对cap基因的优化，使其增加递送效率的同时也就有侵染活性，研究策略限于随机突变，效果不理想。因此，研究小组对腺相关病毒2型（AAV2）衣壳中的735个氨基酸位点进行单突变，从而生成了一个包含约200，000个变体的单突变库。为了研究其功能，研究人员将这些突变体转染到小鼠中，看它们在小鼠不同器官的富集程度。比如，有些突变体特意地在肝脏富集，有些则在血液。这个现象也叫“归巢”现象。同时，他们通过巧妙的实验设计，鉴定了对应的衣壳变化，与突变位点的对应关系，建立起了一个计算机模型。

但实际设计中，单突变可能满足不了基因疗法的需求，要采用多突变位点设计，同时还要AAV2的活力。为此，他们用计算机模型预测了多位点突变的一些组合，并与随机突变组合的进行了比较，最终发现计算机设计的突变体，很多既有高的AVV2活力，又保持了其“归巢”的潜能。令人惊喜的是，研究团队还发现了隐藏在衣壳编码DNA序列中的新辅助蛋白，该蛋白可与靶细胞膜结合。

这篇论文构建迄今为止最全面的AAV蛋白衣壳库。Crunch教授表示：“利用这个文库产生的数据，我们还能够设计出更多衣壳突变体，比先前自然或人工变异产生的还要多。不仅如此，AI设计产生有效衣壳的效率远远超过随机诱变方法产生的AAV。”

“这些高通量的技术与计算机技术相结合，为未来的基因治疗奠定了坚实的基础。”Dyno Therapeutics公司现任首席执行官，论文共同第一作者Eric Kelsic博士对此表示，过去的方法，如人为设计或随机突变，都存在各自的缺点，不是受突变库规模限制，就是质量低下。机器辅助设计则是一种数据驱动的蛋白质工程方法，另外有足够数据的简单数学模型就可以成功生成可行的合成衣壳。由此借助计算机的力量，便可充分结合利用上述蛋白质工程的迭代和经验方法，从而生成大量高质量的衣壳变体。”

另外，文章作者还发现，cap基因还能编码一个新的蛋白MAAP（membrane-associatedaccessory protein）。文章作者推测，MAAP蛋白可能与之前在工程型AVV2库中发现的高基因组-衣壳耦合现象有关。MAAP存在于大部分AAV血清型中，研究人员相信它将在病毒的自然生命周期中发挥作用。研究人员表示：“研究MAAP的功能是一个令人兴奋的领域，并有助于人们更好地理解AAV、并设计更好地AAV基因疗法。该发现令人鼓舞，但却只是迈出了第一步。利用这些数据和来自未来实验的数据，我们可以构建机器学习模型来优化AAV载体衣壳，并解决各种基因治疗的挑战。”这项研究可以说是一个里程碑式的进展，更是一个良好的开端。

因此从2015年开始，研究团队便着力于通过开发新的机器引导技术来克服现有技术局限性，从而在今天宣布研发出了一种更快速有效的工具型AAV。本项研究具有里程碑式的意义，使用新的高通量测量技术收集大量数据，教他们如何构建更好的多位点突变体库，最终优化了AAV的传递性能。

研究人员表示：“这只是机器引导的AAV衣壳工程改变基因疗法的开始，这项研究的成功使我们看到了追求更多数据和更大容量的机器学习模型应用于基因疗法的无限潜力。”

研究人员的思路是，鉴于观察到AAV2单突变库不同突变体在不同器官中富集程度不同，与之相应的AAV2有相应的突变位点和衣壳结构，研究人员建立计算机模型，将两者进行联系。为了简化模型，他们选择了富集在肝脏的那些AAV2突变体，对其一一测序。

为了研究这些突变体在体内的作用，研究人员便把AAV2逐一感染到小鼠中，这些感染到小鼠体内的突变体有不同生物分布特征，比如分布在肾、心脏、肝、肺等。随后，研究人员做了主成分分析，将不同AAV2突变体衣壳结构特征与其在生物内的分布特征联系起来；聚类分析的结果显示，有一些突变体特异地被肝清除，而在血液、心脏和肾脏中富集，有些则相反。

考虑到之前许多随机突变产生的AAV2无法进行有效基因传递，研究人员也就生出了“能否创造出一种计算机方法来更有效改良AAV2”的想法，为验证该设想他们便尝试用计算机进行突变位点设计。

鉴于AAV2单突变库不同突变体在不同器官中富集程度不同，与之相应的AAV2有相应的突变位点和衣壳结构，研究人员建立计算机模型，将两者进行联系。为了简化模型，他们选择了富集在肝脏的那些AAV2突变体，对其一一测序，通过测序发现富集在肝脏区域的AAV2突变体，其突变位点仅限于cap基因所编码氨基酸的第561-588位点间，由此他们将此区域定为多位点突变选择的靶区域。

逐个扫描cap基因候选靶区域的氨基酸位点，计算机模型便会给氨基酸位点按照模型计算出来的可能性进行打分，分数越高，可能性越大。接着研究人员将分值高的位点一起突变，建立起一个多位点突变体库。

与此同时，他们又根据氨基酸位点的效果和随机性的原则，人为挑选了一些氨基酸位点进行突变，作为对照。通过此方法，他们共设计了1271个AVV2突变体，以及10047个随机突变体，随后他们把这些突变体转染到小鼠中，检测它们的分布情况。最终的结果显示计算机设计的突变体大约有25.6%都是有功能的（即在肝脏中有分布），而近乎一半（4477个）随机产生的突变体都是无效的（在肝脏中无分布或弱分布）。

这一结果显示，计算机设计具有相当高的效率。（生物谷Bioon.com）

目前基因编辑是最引人关注的农业科技之一。虽然医药公司用CRISPR技术寻找新药的努力早已不算是新闻了，但该技术在农作物上的应用很有可能会比在医药上的应用更早实现。我们有理由相信基因编辑技术将会成为作物育种和农业生物技术研发过程中的一个重要工具，并推动农业领域的一场革命。

CRISPR-Cas9是基因编辑技术中的一种，可用来删除或改变作物的某些性状。近年来，科学家应用CRISPR-Cas9技术在物种改良、产量提高、抗逆耐逆性等方面，取得了诸多成果。下面小编带大家看一看“魔剪”在农业应用中发挥的神奇魔力。

 
基因编辑技术与产量提高

 
美国冷泉港实验室研究人员日前发表在Cell杂志上的一项新研究表明，使用CRISPR-Cas9基因编辑技术，编辑农作物“产量”基因的启动子，可对作物数量性状产生微妙影响。研究人员称，育种专家可以利用这种手段“定制”农作物，以适应不同环境，从而提高作物产量。

 
利用基因编辑技术，通过基因启动子对作物基因表达进行微调，而不是删除基因或钝化其编码蛋白质的能力，可更灵活地改善作物的数量性状。

研究人员在西红柿上进行了试验。他们利用CRISPR/Cas9技术快速地产生多种变异株，这些突变会影响三种独立的重要性状：果实大小、分枝结构和整体植物形状。它们都是决定着植物产量的主要因素。这种方法适用于所有的食物作物、饲料作物和燃料作物，包括水稻、玉米、高粱和小麦。

 
论文通信作者、CSHL教授Zachary Lippman表示：“随着人口的增加，当前的作物增产率并不能满足地球的未来农业需求。最严重的限制之一是大自然并没有给育种者提供足够多的遗传变异用于研究，特别是针对主要的能够涉及几十种基因的产量性状。我们的实验室如今利用CRISPR技术产生新的遗传变异，这能够加快作物改良，同时让它的结果更可预测。” 

另外美国北卡罗来纳州立大学系统和合成生物学教授Heike Sederoff在一组实验中使用CRISPR将一种使番茄有甜味的基因引入油料作物中，结果发现种子的产量翻番了。她在报告中称，这一过程花费了不到两年的时间，与之相比，旧的技术则需要10年的时间。从长远来看，研究人员有可能会发现从番茄中分离的基因相似的油料作物中的基因，以求得到非转基因的高产作物。

 
基因编辑与品种改良

 
水稻是世界三大粮食作物之一，它的产量和品质与人们的生活水平息息相关。然而若要改良水稻的性状，传统选育方式需要经过多代繁育和基因筛选，周期较长。利用基因编辑技术对其进行改良是高效便捷的方法，不过它的应用还存在一些局限性。

 
今年3月19日，《分子植物》（Molecular Plant）杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物逆境生物学研究中心朱健康研究组题为Multiplex Gene Editing in Rice using the CRISPR-Cpf1 System 的研究论文。该工作在水稻中利用CRISPR/Cpf1系统实现多基因位点编辑，效率达到40-75%；同时该系统在载体构建上比CRISPR/Cas9系统更加简单易行。该工作为水稻多基因定点编辑提供了一个简单高效的新工具。

 
朱健康研究组利用Francisella novicida Cpf1 (FnCpf1)和 Lachnospiraceae bacterium ND2006 Cpf1 (LbCpf1)对水稻进行单位点和多位点基因敲除的测试，研究表明上述两个Cpf1只需一条非常短的20-21bp的直接重复序列（direct repeats, DR）加上22-24bp的靶位点识别序列（guide）即可实现单基因敲除，更重要的是，把多个DR-guide单元直接串联，只需要一个启动子驱动即可简单高效地实现多基因敲除。该研究利用4个DR-guide单元组成的CrRNA短阵列分别对水稻RLK和CYP81A家族的四个基因进行编辑，各位点的敲除效率达到40-75%。该系统简单、高效地在水稻中实现了多基因定点编辑，拓展了CRISPR系统在植物中的应用，为水稻基因组定点编辑提供了一个新利器。

对于很多果实来说，成熟调控是能关乎到果实品质的一个过程。最近，朱健康研究组和郎曌博研究组的研究人员在 PNAS 杂志上发表了一项研究，利用 CRISPR/Cas 9 技术获得了番茄 sldml2 的突变体植株，发现了番茄 SlDML2 调节的 DNA 去甲基化不仅可以激活成熟需要的基因，同时还可以抑制成熟不需要的基因，在调节番茄果实成熟的过程中发挥了重要作用。

在这项研究中，研究人员利用 CRISPR/Cas 9 技术获得了番茄 sldml2 的突变体，SLDML2 基因与拟南芥中的 DNA 去甲基化酶基因 ROS1 具有很高的同源性。由于该基因的失活，使得全基因组范围内的甲基化水平升高，诱导果实成熟的基因表达受到抑制，导致番茄果实不能正常成熟。研究人员进一步研究表明，SlDML2 参与了成熟相关基因的激活表达，主要参与了色素合成和口味形成、乙烯生物合成及信号传导途径、细胞壁水解等途径中。

另外，令研究者意外的是，SlDML2 介导的 DNA 去甲基化也抑制了果实成熟中并不需要的基因的表达，这些基因大多是参与光合作用及细胞壁合成的基因。这项研究不仅发现了 SIDML2 基因的 DNA 去甲基化功能，而且揭示了 DNA 去甲基化在果实成熟发育过程中的重要作用，极有可能调控着果实成熟发育的精确度。

这项发现揭示 DNA 甲基化可能是转录因子和植物激素之外的第三个最重要的调节果实成熟因子，具有重要的理论和应用价值。

虽然大部分基因编辑农作物从研究到商业化还有很长的路要走，不过已经有品种让我们期待。杜邦公司在2016年初时宣布，在2020年即将诞生一款新的玉米品种。它将是史上第一例商业化的基因编辑农作物。

这类玉米的籽粒中支链淀粉的含量在97%以上，而普通的饲料玉米中支链淀粉含量只有75%左右。由于支链淀粉的吸水性更强，黏玉米的分离产物是更好的纸类黏合剂和食品增稠剂。

与传统选育方式不同，科学家们利用CRISPR工具，不需要经过多代繁育筛选，也不需要引入任何外源基因，只是部分敲除了一些能够产生直链淀粉酶的编码基因，就创造出了一个表现优良的黏玉米品种，同时对作物产量没有不利影响。
 

基因编辑与植物耐逆
 

近期，中国农业科学院棉花研究所棉花抗逆鉴定课题组创建了一种简单高效的耐盐相关内源基因编辑突变体筛选方法，应用CRISPR/Cas9系统精确有效地编辑棉花的两个耐盐相关的内源基因，为棉花的基因功能研究和分子育种提供了新思路。相关论文在线发表于Scientific Reports 杂志上。

以往研究表明，CRISPR/Cas9系统可以在多种植物中对靶标基因进行高效编辑。作为异源四倍体棉花的陆地棉基因组大而复杂，获得目标基因突变体的难度非常大，耐盐性的研究是世界性难题，而CRISPR/Cas9系统为获得棉花耐盐突变体提供了非常好的思路。

 
科研人员研究发现，对选取的棉花两个与耐盐相关的内源基因GhCLA1和GhVP， CRISPR/Cas9在棉花的原生质体中表达后，两个基因靶标位点的突变大部分是碱基的替换，而在转基因棉花植株中，该系统造成的靶标位点突变大部分是碱基的缺失。研究还发现，CRISPR/Cas9系统在棉花细胞中具有目标特异性，即只瞄准那些为它们设定的目标基因。基于棉花基因组大而复杂的特点，该研究表明利用CRISPR/Cas9系统成功创建了一种对棉花内源基因编辑和筛选突变体的有效方法。
 

生物谷即将于11月10-11日在上海举办2017植物基因组与基因编辑学术研讨会。本次大会由美国科学院院士朱健康院士做大会主席，中国农业大学生物学院陈其军教授，华中农业大学植物科学技术学院金双侠教授，华中农业大学刘克德教授，中国农业科学院中国水稻研究所王克剑研究员，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员，中国农业大学徐明良教授共同参与，围绕植物基因组研究、植物基因编辑技术的研究应用情况、以及对基因编辑农作物的政策监管进行探讨。为大家提供一个交流技术和前沿信息的平台，推动植物基因编辑领域的发展。我们热忱邀请您参加本次研讨会，与您相聚在上海！

2017年10月24日/生物谷BIOON/—一项涉及全球数百名研究人员的重大国际合作鉴定出72种新的导致乳腺癌风险的基因变异。在这些基因变异中，65种是导致乳腺癌易感性的常见变异，另外7种是导致雌激素受体阴性乳腺癌易感性的变异。雌激素受体阴性乳腺癌是一种对激素疗法（如药物三苯氧胺）产生抵抗性的乳腺癌亚型。相关研究结果发表在Nature期刊和Nature Genetics期刊上。

乳腺癌是由大量的基因变异与我们的环境之间发生的复杂相互作用引起的。乳腺癌风险的遗传因素是由于BRCA1和BRCA2等基因中发生的罕见突变组合，这些组合导致了较高的风险患上这种疾病，而且很多更常见的基因变异中的每一种仅会带来很小的风险。这些新鉴定出的乳腺癌风险位点几乎是已知数量的两倍，从而将已知的常见基因变异数量增加到180种左右。

乳腺癌是由大量的遗传变异和我们的环境之间复杂的相互作用引起的。乳腺癌风险的遗传因素是由于BRCA1和BRCA2等基因的罕见变异导致了这种疾病的高风险，以及许多常见的基因变异，这些变异只会带来很小的风险。新发现的危险区域几乎是已知数量的两倍，从而使已知的与乳腺癌相关的已知变异数增加到180左右。

这些发现是OncoArray联盟（涉及来自六大洲的大约300个不同机构的550名研究人员）的研究成果。他们总共分析了275,000名女性的基因数据，其中有146,000名女性被诊断出患上乳腺癌。

作为研究带头人之一的英国剑桥大学Doug Easton教授说，“这些发现极大地增加了我们对乳腺癌遗传基础的理解。除了鉴定出新的基因变异之外，我们也确认了很多我们之前猜测的基因变异。这些基因变异中存在的一些清晰的模式应当有助我们理解为何一些女性更容易患上乳腺癌，以及哪些基因和机制参与其中。”

通过将流行病学数据与来自乳房组织的其他数据相结合，这些研究人员能够对大多数病例作出可信的预测。此外，他们首次证实这些基因经常与在乳腺瘤中发生改变的那些基因（当肿瘤产生时，癌细胞内的DNA会自我发生突变）是一样的。

OncoArray联盟发现的大多数基因变异并不是在基因中发现的，而且在基因组中调节附近基因活性的区域内发现的。当这些研究人员研究这些基因组区域的模式时，他们发现这与参与其他常见疾病易感性的那些区域存在差别。

美国哈佛陈曾熙公共卫生学院Peter Kraft教授说，“考虑到这些研究的规模，我们期待我们会发现很多新的乳腺癌风险变异，但是这些研究更多地告诉我们关于哪些基因参与其中的信息，这揭示出很多之前未曾预料到的导致乳腺癌产生的基因和遗传机制。这应当为未来开展大量研究提供指导。”

大约70%的乳腺癌病例都是雌激素受体阳性的，这意味着很多乳腺癌细胞具有一种特定的蛋白（被称作受体），该受体对雌激素作出反应，促进肿瘤生长。然而，并不是所有的乳腺癌细胞都携带着这种受体，因此，这些乳腺癌病例是雌激素受体阴性的。这些研究鉴定出特异性地与雌激素受体阳性或雌激素受体阴性乳腺癌相关的基因区域，这突出表明这两类乳腺癌存在着生物学差异，它们的产生过程是有差别的。

澳大利亚维多利亚癌症委员会（Cancer Council Victoria）Roger Milne副教授说，“这些发现可能会改善对普通人群和BRCA1入编携带者的风险预测。更好地理解雌激素受体阴性乳腺癌的生物学基础可能会导致人们开发出更加有效的预防措施和治疗方法。”

在这两项研究中发现的这些风险变异是比较常见的：尽管一些变异的携带率为1/100（即每100名女性中就有1人为携带者），但是其他的变异的携带率为50%以上（在参加研究的所有女性当中，有一半以上的人为携带者）。单独而言，每一种变异产生的风险都是适度的；然而，鉴于它们是比较常见的，它们同时存在的影响会成倍地增加，即它们的组合影响是相当可观的。比如，这些研究人员估计有1%的女性的乳腺癌风险比总体人群高3倍以上。如果将基因变异与其他的影响乳腺癌的激素因素和生活方式因素相结合的话，那么这种差异就会更大。

这些研究人员认为这些差异可能足以改变临床实践，比如对具有不同风险的女性进行筛查的方式。在很多国家，女性从50岁开始就接受乳房X线摄影筛查；因家族病史而具有较高风险的女性可以更早地接受筛查，而那些具有特别高风险的女性可通过更加灵敏的核磁共振成像（MRI）来进行筛查。

加拿大拉瓦尔大学Jacques Simard教授说，“来自基因组研究的数据，再结合关于其他已知的风险因素的信息，将有助于更好地开展乳腺癌风险评估，从而有助鉴定出一小部分有意义的具有较高乳腺癌风险的女性。”

“这些女性可能受益于从更年轻的年龄就开展更加严格的筛查，或者利用更加灵敏的筛查技术，及早地检测和预防这种疾病。与此同时，这种个人化信息也将有助于为具有更低风险的女性提供合适的筛查方式。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Kyriaki Michailidou, Sara Lindström, Joe Dennis et al. Association analysis identifies 65 new breast cancer risk loci. Nature, Published online 23 October 2017, doi:10.1038/nature24284

2.Roger L Milne, Karoline B Kuchenbaecker, Kyriaki Michailidou et al. Identification of ten variants associated with risk of estrogen-receptor-negative breast cancer. Nature Genetics, doi:10.1038/ng.3785

3.Genetic Risk Factors for Breast Cancer Identified

4.Major study of genetics of breast cancer provides clues to mechanisms behind the disease

2017年11月3日 讯 /生物谷BIOON/ –在非洲和加勒比地区发现的长尾黑颚猴 (vervet monkeys)是猿猴免疫缺陷病毒（SIV）的天然宿主，而SIV和HIV/AIDS非常相近，并不像携带HIV的人类一样，感染 SIV的长尾黑颚猴很少会像人类患上AIDS一样出现疾病症状。

图片来源：medicalxpress.com

近日，一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中，来自威斯康星州立大学密尔沃基分校(UWM)的研究人员通过研究发现，动物所具有的稀有耐受性或许来自于一种特殊进化，而这种进化对于其机体中某些DNA是非常有利的。

文章中，研究人员描述了一种抵御病毒的可能性防御机制，这或许后期后期研究人员开发治疗AIDS的新疗法，并且研究HIV相关病毒基因的进化提供了新的思路和希望。长尾黑颚猴同时也称为非洲绿猴，其常常是研究多种人类疾病的生物医学模型。虽然说从猴子到人类的研究还有很长一段路要走，但目前这项工作具有一定的比较价值，比如，其能够帮助研究人员阐明是否HIV和SIV拥有共同的祖先等。

研究人员表示，动物机体基因中所发生的选择能够调节病毒，而不是抵御病毒，而且这些能够指导机体免疫缺陷进展的基因具有高度的选择性。研究人员的抽样策略能够帮助他们研究撒哈拉以南非洲到加勒比地区不同种类猴子机体中的基因选择。研究者Turner教授说道，样本的多样性非常重要，我们能够基于这些信息来确定进化选择的普遍性如何来自于较大的地理区域。

动物对SIV的耐受性也是研究人员从2009年开始对猴子进行研究以来一直从事的主要研究课题，2015年研究人员进行了全基因组测序解开了一系列疑问，Turner表示，我们捕获并释放了2000只动物，同时研究了各种生物问题，最热点的问题还是阐述某些特殊基因和SIV之间的关联。

如今研究人员发现，对病毒的基因组适应性或许支持了最近的研究证据，即病毒在蛋白质的进化过程中扮演者关键的角色，而蛋白质在哺乳动物机体中承担着所有重要重要的生命活动。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Hannes Svardal, Anna J Jasinska, Cristian Apetrei, et al. Ancient hybridization and strong adaptation to viruses across African vervet monkey populations. Nature Genetics (2017) doi:10.1038/ng.3980

– 中国互联网巨头百度的前首席信息官（CIO）将负责药明明码全球战略的重要支柱 — 中国基因大数据平台的发展

– 药明明码平台的发展将为中国和世界提供一个更加强大的用户基因组和精准医学搜索引擎

中国上海、美国马萨诸塞州坎布里奇和冰岛雷克雅未克2017年11月10日电 /美通社/ — 作为全球基因组大数据标准化管理平台，药明明码（WuXi NextCODE）今日宣布任命顾延（John Gu）先生为首席数字官（Chief Digital Officer, CDO），统领不断壮大的中国基因大数据管理平台。顾延先生曾担任中国领先的互联网服务商和搜索引擎 — 百度的首席信息官（CIO），曾在欧洲和美国的阿尔卡特-朗讯公司（Alcatel-Lucent）担任高级技术管理职位。在加入到药明明码之前，顾先生就职于数字化创新咨询公司Silver Sand Technologies。

“顾延先生在世界一流技术平台的发展过程中一直扮演重要的角色，让他领导我们公司的中国基因大数据平台的战略发展令人振奋，”药明明码首席执行官（CEO）Hannes Smarason先生说道，“我们拥有宏伟的目标，要让全中国的病人和用户不仅能够从自己的基因大数据中获益，还能够赋能他们使用基因组数据推进精准医学的发展，让全中国乃至全世界的人获益。顾延先生曾经在大数据的管理以及帮助个体与企业互通互联等领域有丰富的经验，这让他成为践行这一愿景的不二人选。”

“在未来的几年里，将基因大数据应用到提升人类健康医疗水平的伟大事业上将会成为最大的数据行业机遇，”顾延先生说道，“药明明码将通过全球化基因大数据平台引领这个发展机遇，而中国正是此项战略的核心。我非常荣幸能为药明明码基因大数据平台的建设、发展以及推动基因大数据信息的应用贡献自己的力量。”

作为百度公司的前CIO，顾延先生曾将百度的IT战略定义为全球最大的搜索引擎之一以及中国领先的云服务供应商。在此之前的十几年，作为阿尔卡特-朗讯集团的CIO，顾延先生统领全球信息技术职能，包括IT转化、软件开发、商业云服务以及数据管理。他曾在博思艾伦管理咨询公司（Booz Allen）和普华永道会计事务所（PwC）担任管理顾问。顾延先生于上海交通大学获得计算机科学和电子工程双学士学位，于洛约拉大学获得计算机科学硕士学位，并于芝加哥大学获得工商管理硕士（MBA）学位。

2017年11月29日 讯 /生物谷BIOON/ –如果你进行了检测就能够知道你或者你的家人更容易患哪些疾病了，那么你是否愿意进行这样的检测呢？如今基因检测技术的快速发展引发了很多争论，比如健康人群是否应该接受基因检测呢？

关于基因检测？

首先我们需要理解我们所讨论的基因检测的差异性，目前关于基因检测有三项重要应用，我们通常比较容易混淆。第一项应用就是诊断测试，也就是哪里有人生病了，研究者能够利用基因检测技术来寻找患者的病因所在；第二种应用就是，当家庭成员患上了遗传性疾病，而你想知道自身是否携带了这种致病基因；第三种应用就是用来进行遗传风险预测，这种应用适合于任何一个人，目的是为了寻找是否个体机体中携带有未来会使其患病的基因。

前两种类型通常只适用于少量的疾病，而且每一种测试都是针对单个基因的错误拷贝，很多这些疾病都非常罕见，而且很多疾病都在儿童期开始出现，对于有诊断性测试的疾病而言这对于疾病的确诊是很有价值的。预测性的测试是非常有必要进行的，因为其通常能够直接帮助避免一些疾病的发生，比如，移除携带BRCA1基因错误拷贝的乳腺组织。用于某些罕见疾病的诊断和预测性基因检测技术目前已经使用了很多年了，这些测试技术可能对于人们的健康和寿命保险的覆盖范围有一定的影响。

关于健康测试的案例

预测常见疾病风险的基因检测手段或许很快就会在医疗保健行业普及，这或许就能帮助医生们进行疾病诊断，同时还能像胆固醇测试一样，促进患者改善生活方式。获得个体的DNA图谱非常便宜，每人花费不超过50澳元。

大规模疾病研究所得到的结果也会被应用于蓝图中，这样我们就能基于相应的数据来估计个体患多种常见疾病的遗传风险了。尽管对于任何一名个体都会存在一定的遗传风险预测不准确性，但这些预测似乎也能够在群体层面上提供重要的疾病信息。试想一下，我们已经拥有了很多人的基因蓝图，那么我们就能将这些人分为疾病高风险组和低风险组，疾病预防程序，比如对乳腺癌和结肠癌进行筛查的程序就会靶向应用于某些年龄群体，而且年龄也会作为唯一的风险指标，利用遗传风险预测，这些程序也会被专门用于某些高风险疾病的个体。

当与其它健康数据相关联时，遗传风险预测或许也会变得非常有用，这些健康数据包括医疗史、家族就医史和生活因子比如吸烟等，目前研究人员正在研究，他们希望能够改善对常见疾病预测的准确性。在公共卫生健康程序和临床中应用这些风险预测或许任务量巨大，但这意味着相比疗法而言我们能够建立以预防为主的医疗体系了。也就是说，当某人患病时，我们能利用个体化医疗来准确靶向查明其发病原因和疾病症状了。

首先需要解决什么问题？

针对常见疾病进行的遗传风险预测所面临的主要障碍就是其无法被用作一种诊断设备，因为准确性较低，当前针对罕见疾病的检测就是直接且准确的，因为其能对单个基因的错误进行检测，而错误拷贝的出现通常也是非常明确的。

在常见疾病中，并不是涉及一个基因，而是涵盖了数千个基因，每一个单独的基因都对个体疾病风险有着微小的贡献，此外，非遗传因素，比如生活习惯也会给常见的疾病带来一定风险。预测数千个基因级非遗传因素对个体疾病风险的贡献非常复杂，这种复杂性让科学家们几乎无法以较高的准确性来对个体的疾病风险进行预测。

在过去10年里，针对常见疾病的遗传风险预测的准确性得到了明显地提高，而且研究者推测未来这一准确性还会再继续提高，但由于常见多种疾病的复杂本质特征，进行遗传预测似乎永远无法达到完全的准确性。未来顺利实施遗传风险预测似乎还面临着一些技术等方面的挑战，尤其是关于个人隐私和医疗保险等。

所有的基因检测都会有详细的解释来确保人们能够理解他们未来所面临的疾病风险以及如何有效应对这些风险；知晓个体某种疾病风险增加对于其压力非常大；从另一方面来讲，人们或许更愿意去主动进行检测，通过改善生活方式来有效避免未来某种疾病的发生。目前很多国家都面临较为严格的基因检测监管制度，一旦基因检测在某个国家被成功实施，那么其它国家随后也会进行效仿。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】WHAT IS A RARE DISEASE？

【2】BRCA1 and BRCA2： Cancer Risk and Genetic Testing

【3】Australians can be denied life insurance based on genetic test results， and there is little protection

【4】National Bowel Cancer Screening Program

【5】BreastScreen Australia

【6】A New Initiative on Precision Medicine

NEJM    DOI： 10.1056/NEJMp1500523

【7】Why we should test everyone’s genes to predict disease