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1 精准检测,测的是基因

为什么有“家族病”?基因定的

小故事
任性的性感女星,切掉双乳防癌

2013年,美国好莱坞著名影星安吉丽娜·朱莉通过基因检测,发现自己携带的 BRCA 1(乳腺癌-1号基因)发生突变,这会使她未来罹患乳腺癌的概率大大增加,为此她接受了预防性的双侧乳腺切除及乳房再造术,将患乳腺癌的概率从87%降到了5%以下,并在《纽约时报》上刊登了一篇题为《我的医疗选择》的公开信,坦言自己做出了“坚强的选择”,并呼吁“有更多女性有机会检查和预防性治疗以保障生命”,从而引起了公众的广泛关注。

安吉丽娜·朱莉利用自己的巨大影响力,把基因检测这一概念带进了公众的视野。

小知识
什么是基因?

生物的遗传物质,主要存在于细胞核中。每个细胞核中有46个染色体。染色体由DNA组成,而这其中,只有一小部分是基因,是有遗传信息的DNA片段,有控制生物形状的功能,是以螺旋状缠绕的这股分子。状缠绕的这股分子。状缠绕的这股分子。

我们知道,基因是DNA上携带着遗传信息的一个部分,它的功能很强大,能决定人的生老病死,是生命的操控者和调控者。

基因使每个人都有不同的特征,包括长相、身高、性格等等,当然,最受人们关注的,就是基因带来的疾病特征,患某种疾病的风险。

现代医学已证明,除外伤外,几乎所有的疾病和基因都有关系。

一个基因不正常,甚至其中一个基因中非常小的片段不正常,就可以引起发育异常、疾病,甚至死亡。

“家族病”一代代传,一家人祖祖辈辈都有人患这样的疾病,就是因为这个家族的人们携带了某种相同的致病基因。

比如家族性结肠息肉,这类患者的大肠中,会有成百上千个息肉,大肠息肉会使得患大肠癌的风险增高。

一般情况下,50岁以上的人,才可能出现大肠息肉,早早切除息肉可以预防大肠癌。而家族性结肠息肉的患者,在十几岁开始,大肠里就有息肉,并且年龄越大,息肉越多,一个个切息肉不太实际,通常需要全大肠切除。

还有父母携带致病基因,但是并没有发病,而是在孩子身上有所体现。

比如渐冻症,大家是通过2015年网络上掀起的一项“冰桶挑战”公益活动,才知道了世界上还有“渐冻症”的存在。人们熟知的一代理论物理学大师、科学巨匠史蒂芬·威廉·霍金就是位“渐冻人”。

然而,有某些基因会发生突变,也可能导致罹患病症。也就是说,家中从没人得过这个病,可是他却患有此病。

可见,绝大部分疾病都可以在基因中发现病因。

基因测序,帮了我们的大忙

在基因这股螺旋中,有4个物质,腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C),它们4个为1个碱基对。它们按一定顺序排列,乍看像是随机的,但它们是按照一定遗传密码排列着。而46个染色体所写的密码,约有600亿个组合,相当于700册百科全书。

这些密码便构成了人类的蓝图,科学家们试图解读它们的序列,看看它们究竟说了些什么,以读懂人类的遗传奥秘。

如果把人类基因组比喻为一本有10亿单词的百科全书,这本书可以分为23章,每章为一个染色体。而每一个染色体上,又包含着数千个被称为“基因”的故事。

这些“故事”由一系列字母单词组成,其中每个单词是4个基本生物“字母”的任意排列组合(碱基对)。

在2005年,人类基因组计划的测序工作已完成。这个计划由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一项预算达30亿美元的人类基因组计划。

这个规模宏大的科学探索工程,就是要破解排列密码,从而绘制人类基因组图谱,达到破译人类遗传信息的最终目的。

人类基因组测序工作计划的成功,使科学家们发现,不同的人基因组中碱基对序列的99.9%都是一模一样的,只有不到千分之一的碱基对序列有所不同,而正是这些差异决定了他们在身高、肤色、体型方面的不同,也决定了人们是否易于患某些疾病。

测基因,能揪出疾病“元凶”

如果能检测出变异基因和某种疾病有关系,就能更早地查出疾病。在尚未出现症状、体征及生化指标改变之前,就能准确快速地做出诊断,实现疾病的早期诊断,并可以进行相应的精准医学。

在精准医学的医疗模式下,基因检测是我们透过纷繁芜杂的临床表象,准确找到疾病的根本原因的一个最有力的手段。

有了基因检测,不光可以为疾病的诊断提供信息支撑,也可以用于疾病风险的预测,还可以为用药提供指导。

庆幸的是,我们现在已经有了这项技术,就是基因检测。

基因检测是用特定设备对被检测者的血液、唾液等体液或组织细胞的脱氧核糖核酸(DNA)分子信息进行检测,从而对疾病做出诊断或者进行风险预测及药物选择。

测基因,癌症结局或许不一样

在我国,癌症越来越高发,数据增长惊人,简单估算一下,平均每分钟就有7个人得癌症。

其中,肺癌、乳腺癌分别高居男女首位。就目前来看,癌症不易发现,大多数癌症患者出现症状时,已是中晚期,治疗也相对困难,而且生存率也低。

但是,若采用基因检测,结局或许不一样。下面就有两个真实例子。

65岁的王大爷因为反复咳嗽而去医院检查,进行了胸部CT检查后,发现右肺长了一个肿物,肝脏也长了多个肿物,说明已经出现肝脏转移了。

医生为王大爷做了穿刺活检,证实是肺腺癌并肝多发转移。再进一步通过基因检测,发现王大爷的肿瘤,是因为一种叫表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR )的基因突变,而这个突变的基因就是我们通常所说的疾病“驱动基因”,是它驱使人生病了。

明确了原因,就可以对症下药了。

王大爷服用一种专门抑制表皮生长因子的靶向药物,疾病得到了控制,右肺和肝脏的肿物都明显缩小了,而且药物也没有什么太大的副作用,避免了化疗等治疗方法所产生的副作用造成的伤害。

54岁的李女士被诊断出晚期卵巢癌、腹部广泛转移,经过常规的化疗后,医生认为她只有2~3年的寿命。

目前,对于晚期卵巢癌,并没有特别有效的针对性治疗方法,而通过基因检测发现,李女士卵巢癌细胞的“驱动基因”与肺腺癌基因相似,于是医生利用“同药异病”的治疗方法,将针对肺腺癌的药物,用至李女士的卵巢癌治疗上。

通过先进的靶向药物治疗,李女士的寿命延长至5年以上,至今仍比较稳定。

小知识
基因检测也可用于诊治慢性病

除了恶性肿瘤的诊治,在一些慢性病的诊治上,基因检测也十分重要。

糖尿病有明显的遗传易感性,通过基因检测,我们可以了解是否携带糖尿病易感基因,以此来评估被检测者患糖尿病的风险,使人们提早获知相关信息,并做到防患于未然。

可以说,是基因检测,让我们透过表象看到了疾病的本质,从而让患者从“一刀切”的治疗转向“量体裁衣”的精准治疗。基因检测是精准医学的基础。

抽血就能测基因,太方便了

普通人检测基因,只需提供血液、唾液或者毛发,可是医生想要从中提取出你有哪种疾病基因,则要耗费好一番功夫。与取样相比,检测更加专业和复杂,需要用到一些“高大上”的基因检测的技术和仪器。

目前,临床上常用的基因检测技术有:分子杂交、聚合酶链反应(PCR)、基因芯片技术及新一代高通量基因测序技术。

一个人的遗传密码可以用30亿个字符来描述,存储为电子文件大小是3GB左右,与一部高清电影的大小差不多。

如果一年检测几十万人的基因,那么这一年所得的数据,和整个腾讯公司拥有的数据一样多!

所以,这些大数据需要处理。通过整合系统生物学与临床数据,可以更准确地预测一个人患病风险,以及患病后的治疗情况,有针对性地实施预防和治疗。

另外,还可以利用某种疾病患者人群的数据,更加深入了解病因和疾病发生机制,从而有助于研发药物。

比如,10年前,晚期肺癌的生存期不足1年,如今提高到3年,就是因为发现患者存在 EGFR 的突变,从而开发出针对这一靶点的药物,实现了对肿瘤的“精确打击”,代替了化疗、放疗等地毯式轰炸手段,不仅提高了治疗效率,还能降低患者痛苦程度,减轻经济负担。

延伸阅读
常用基因检测技术

分子杂交: 是从核酸分子混合液中,检测特定大小的核酸分子的传统方法。

由于DNA一般都以双链形式存在,因此在进行分子杂交时,应先将双链DNA分子解聚成单链,这一过程称为变性,一般通过加热或提高pH来实现。使单链聚合为双链的过程称为退火或复性。

用分子杂交进行定性或定量分析的最有效方法是,将一核酸单链用同位素标记成为探针,再与另一种核酸单链进行分子杂交。杂交双链可以在DNA与DNA链之间形成,也可在RNA与DNA链之间形成。常用的技术有DNA印迹杂交(southern 杂交)、RNA印迹杂交(northern 杂交)、原位杂交等。

聚合酶链反应: 英文全名为polymerase chain reaction,简称PCR。1983年由美国科学家穆利斯(Mullis)发明,1993年他因此项发明获得诺贝尔化学奖。

这是一种体外酶促合成特异DNA片段的方法,相当于一个DNA放大程序。将模板DNA、DNA聚合酶、引物和一些脱氧核糖核苷酸(dATP、dGTP、dTTP、dCTP)等放在一起,经过高温变性、低温退火及适温延伸等反应,并将这几步组成一个周期,循环进行,使目标DNA得以迅速扩增。

此法具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断。

基因芯片: 是将大量已知序列的寡核苷酸片段有序地、高密度地固定排列在固相载体上。再用经过标记的待测样本DNA,与芯片上特定位置的探针按碱基配对原理杂交,经检测系统对芯片进行扫描,通过检测杂交信号强度,来获取样品分子的数量和序列信息。

基因芯片的最大优点是具有高通量和平行的特点,但是,目前基因芯片还存在着仪器设备昂贵、方法有待标准化以及信号检测低等缺点。

基因测序: 即测定DNA分子中的核苷酸4种碱基精确顺序的过程。单个基因、某个基因组区域、整条染色体或者整个基因组的碱基序列,都可以通过DNA测序技术进行测定。

目前,新一代基因测序技术具有高通量、高效率、低成本等特点,凭借新的技术手段与方法,使临床复杂疾病的基因诊断和治疗成为可能,给复杂疾病的患者带来了希望。

如今,已可以开展与人类各种疾病相关的全外显子测序、全基因组测序和转录组测序等测序方案,以实现快速准确定位致病基因的位点的目的。 gQ3m4ZdIO/wE0pSwirWUyD3nr8BPsf1iDcFIAyPG1fk5a8StxkkeJvFkQ+R+QP33

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