产前基因测序：提前到来的病历单？

产前基因测序（Prenatal DNA Sequencing），是《MIT科技评论》评选的2013年十大突破科技之一。对于这份提前至自己出生的病历单，你真的愿意知道么？知道了这些信息，对父母，对胎儿，是否百利而无一害呢？

今年年初，基因测序公司Illumina斥资5亿美元,收购了尚无任何营收的创业公司Verinata。而后者持有的技术将毫无争议地引发一场伦理上的争议：在一个新生命真正面世前，通过非侵入式基因测序，知晓他与生俱来的基因优势及缺陷。

胎儿产前基因测序，可从孕妇血液中检测腹中胎儿是否带有缺陷基因，比如会导致认知和行为障碍的唐氏综合征。临床研究表明，大于35岁的产妇生出唐氏综合征婴儿的风险为1/260。在这项新技术出现前，人们往往通过从胎盘或者羊水中提取细胞进行基因测序。这种侵入式的检测，伴随着0.5%左右的流产率。在1/260与0.5%之间做选择并不容易。相比之下，Verinata的检测方式则显得更简单、安全而快捷。

这项技术的理论依据由香港科学家卢煜明于上世纪70年代末奠定。当时，他发现孕妇血液中含有数万亿个腹中胎儿的基因片段。这些基因片段主要再来胎盘中破裂的细胞或死亡的细胞。根据卢煜明的预测，孕妇血液中自由流动的DNA片段中的15%是胎儿的。

他由此开始，在这个方向上一直研究了下去。2010年，卢煜明等人发表了一篇文章，说明了这些游离的DNA片段可以用来重建胎儿的完整的基因组，并可用于无创性产前诊断。

现在，只需要孕妇几毫升的血液，就可以检测到缺陷染色体。如果在这些基因片段中，发现了与可能导致唐氏综合征的21号缺陷染色体一致，那么孕妇腹中胎儿可能已经患上了唐氏综合征。

这是极具突破性的技术创新，或许也是最富商业前景的创新。

正如Illumina的CEO在回答投资者提问时称，此项技术每年将使超过200万名美国孕妇免于侵入式检测之苦。Jay Flatley是一手促成Verinata收购案的关键人物。这位Illumina的CEO,现年60岁, 在与其他测序仪生产商的竞争中，他将对手远远甩下，带领公司实现11.5亿美元的年收入。他去年还成功劝说公司股东，拒绝来自罗氏制药的67亿美元的收购要约。他保证说，基因测序将成为未来人类生活的例行公事，这将为公司带来丰厚利润。

目前，除了Verinata，美国还有3家公司推出了产前基因测序服务。它们分别是Sequenom、Ariosa诊断技术公司与Natera。甚至这几家公司已经开始为潜在的市场争执起来。目前专利问题是最核心的法律问题。

Sequenom公司早在2005年就为对母体血液中的游离基因片段进行检测的技术申请了专利，所以Sequenom公司宣称其他三家公司全都侵犯了他们公司的专利。Sequenom公司在2012年的1月向法院提交了针对Ariosa公司的专利侵权诉讼，并且向法院提出了初步禁令主张，要求Ariosa公司停止开展无创产前基因测序业务。

作为回应，Ariosa公司、Natera公司、Verinata公司和斯坦福大学（因为他们也参与了Verinata公司的专利事物）一起共同起诉了Sequenom公司，因为这三家公司的技术与Sequenom公司的技术有所不同，所以不存在侵权行为。

而唐氏筛查可能还仅仅是产前基因测序的开始。一些和Verinata一样推出唐氏综合征检测的实验室和公司还宣称他们已经掌握了如何从母亲的血液中获取更多信息——包括胎儿全基因组序列——的方法。

“我们对于鉴别在出生前或出生后立即就能治疗的疾病感兴趣。如果没有这样的诊断，患有可治疗代谢或免疫系统疾病的新生儿就得忍受疾病的痛苦直到它们的症状变得明显，病因得到确定。”斯坦福研究中心的生物工程学教授Stephen Quake去年7月在《自然》杂志上发表了他的研究成果。前研究生、现为ImmuMetrix技术开发总监的Christina Fan是该文章的共同作者。

“这项工作开启了一个可能性，即我们将能够以单一、无创的方式，扫描一个胎儿的完整基因组，筛查超过3000种单个基因造成的疾病。” 华盛顿大学的基因科学家Shendure表示。还有200多种疾病，如某些类型的自闭症，是由于大段DNA的复制或缺失造成的。基因组测试则可以发现所有的这些异常。

而来自中国原卫生部的数据显示，中国出生缺陷总发生率约为5.6%，以全国年出生数1600万计算，每年新增出生缺陷约90万例。其中，胎儿染色体异常是临床最常见的出生缺陷类型之一，约占全部活产胎儿的1／500。

“技术并不是问题。这在两年内就可以实现，” Flatley说。但是商业化的市场则还远的很。“大多数人会自然地有负面反应。”这就是产前基因测序目前遭遇的困难之处。

第一，如果作为一项常规检测项目，成本过于昂贵。目前，Illumina目前对成人基因组测序收费9500美元，对胎儿基因组进行测序则成本更高。因为从血液中分散的基因片段中，检测并重构数十亿基因组信息并非易事。据MIT科技评论的报道，Ariosa的报价为5万美元，Verinata报价相同。

第二，产前基因测序结果用于临床诊断需要相关资质，目前尚无机构获得这一认证。美国FDA对于此类临床诊断项目审批历来很严，要求数据高度精确，并能经受重复验证。

已经开始商业化运作的Sequenom公司则通过参比实验室（CLIA）途径，绕过FDA进入临床，一年之间积累了六万余例检测。目前，Illumina的医学基因组实验室只接受成人或患病儿童的订单。而它新收购的Verinata则提供医生们所熟悉的染色体检测。华盛顿大学的Shendure则同时还为Verinata公司的竞争对手Ariosa服务。他说目前为止这些针对胎儿的研究——包括他自己进行的研究——都是回溯性的研究，也就是说研究所用的血样都是医院先前所存留的。

第三， 伦理问题。这也是这一技术遇到的最大的障碍。

“完整基因测序将打开潘多拉的墨盒，”斯坦福大学研究生物伦理学的法学教授Henry Greely说：“知道了完整的基因序列，会有多少父母因为知道自己的小孩将来可能秃头而选择流产？我认为不会很多。但很可能这个数字要大于零。” Greely说，由于母亲血液中的胎儿DNA在6至8个星期时就可以检测到，因而终止妊娠会变得相对简单。

就在今年，Verinata公司利用其传统的基因检测技术开始提供克氏综合征筛查。患有该疾病的男性会拥有额外的X染色体，从而导致睾丸激素水平低，出现女性特征，患者通常会不育。结果，有一半孕妇在知道检测结果后，选择了流产。至于传统方式检测唐氏综合征，在美国，有65%的女性得知结果之后选择流产。如果Verinata的非侵入式胎儿产前基因测序得到推广，那么会有更多女性做出流产的选择。

卢煜明认为，随着胎儿DNA测序的进步，提供检测的服务商应该将其报告限制在20种左右最常见的严重疾病中。他说，“我认为我们必须以符合伦理的方式来利用这一技术，应该限制分析那些不会威胁生命的缺陷基因。就像有的人在40岁会有糖尿病易感性。我们甚至都不知道40年后的医学是什么样的，那么做妈妈的有什么好担心的呢？”

奥克拉荷马大学的人类学教授Morris Foster，目前担任Illumina公司伦理道德顾问，他跟Flatley讨论过对未出生胎儿的基因测序工作：“你作为实验室，接受来自医生的测序要求；但不对测序结果发表评论。”而Morris Foster给医生的伦理建议则复杂、细致的多。

医学组织还在为制定用于成人基因组数据分析的标准而努力。Foster说，产前检测让医生面临的法律与道德义务变得更加复杂。成人可以决定是否对自己的基因组进行测序，而未出生的胎儿是不能对此表示意见的。这些信息可能会影响人的一生。




来源：福布斯中文网