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基因測序技術隨“新”而“動”

2014-05-29 22:15 閱讀:1099 來源:科技日報 責任編輯:潘樂樂
[導讀] 十年前,轉化醫(yī)學還是一個方興未艾的全新概念,到今天,隨著技術的日新月異,它已經成為令人矚目的研究焦點,其不斷實現(xiàn)的成果,為臨床領域的實踐提供了有效、便捷、廉價的服務手段和模式。

    十年前,轉化醫(yī)學還是一個方興未艾的全新概念,到今天,隨著技術的日新月異,它已經成為令人矚目的研究焦點,其不斷實現(xiàn)的成果,為臨床領域的實踐提供了有效、便捷、廉價的服務手段和模式。5月16日,在杭州舉辦的“2014轉化醫(yī)學高峰論壇”上,賽默飛世爾科技公司旗下Life Technologies中國區(qū)儀器平臺消瘦總監(jiān)張焱女士指出,基因組工具的發(fā)展突飛猛進,轉化醫(yī)學正從一個平臺深入到醫(yī)療領域的方方面面,創(chuàng)新技術和方法令人應接不暇,臨床應用迎來了前所未有的機遇期。為了能更好地順應這一趨勢,無論是儀器設備的制造商和消瘦商還是研究人員,都需要和終端使用者密切聯(lián)系,共同開發(fā)出適應市場需求的產品。

    基因轉化醫(yī)療服務成果顯著

    1992年,美國《科學》雜志首次提出了基因檢測從實驗室到病床的概念,2003年,美國**衛(wèi)生研究院(NIH)院長Zerhouni在《自然》雜志上為轉化醫(yī)學發(fā)展畫出路線圖,希望填補基礎研究與臨床應用之間的鴻溝。其“從實驗臺到病床”的轉化醫(yī)學理念,旨在將實驗室的科研成果轉化為有價值的臨床應用。

    基因檢測就是典型的轉化醫(yī)學應用。本世紀初,人類基因組草圖繪制的完成標志著第一代基因測序技術的成熟,對一個或幾個基因的測序開始應用在臨床上,對基因突變測量的分辨率得以提升,在傳染病的鑒定以及癌癥等致命性疾病的靶向治療中應用廣泛。2013年5月,著名女星安吉麗娜·茱莉在《**》上發(fā)表了《我的醫(yī)療選擇》一文,宣布通過基因檢測,發(fā)現(xiàn)自己攜帶了“錯誤的基因”BRCA1,確定她罹患乳腺癌的幾率為87%,她選擇采取預防性雙側乳腺切除手術,希望將這一風險降至5%,這一舉動將基因測序轉化醫(yī)學的成果帶入全球公眾的視線,成為“從實驗臺到病床”的一次經典嘗試,也為基因檢測技術市場帶來新的契機。

    通過對基因篩查和檢測,可盡早發(fā)現(xiàn)遺傳病因,進行腫瘤風險預測與個體化治療,依據藥物基因組學采用個體化用藥,對傳染病病原微生物和病毒的鑒定等,幫助醫(yī)生診斷疾病的型別,同時指導醫(yī)生對患者個體提出合理的解決方案,使得診療更安全、更快速和更有效。

    一代測序和新一代測序技術各有千秋

    目前,基因檢測的市場依賴于技術發(fā)展獲得推廣。一代測序在臨床上經過了十多年的發(fā)展,逐漸建立了完整的體系,并不斷地將成本降低,漸漸的成為老百姓討論的話題,也反過來促進了測序市場的發(fā)展。第一代檢測技術是對一個***基因片段做檢測,1986年發(fā)展至今已27年,技術上成熟、簡單、可靠;而新一代高通量測序可以對多個基因片斷進行檢測并對單分子基因做大規(guī)模平行測序。

    實踐表明,以前完成一個人類基因組的測序需要3年時間,使用了新一代測序技術僅僅需要1周,在序列讀長方面比起第一代測序技術則要短很多。瑞士Viollier AG 實驗室負責人Kurth博士舉例說,對非小細胞肺癌中的ALK(間變性淋巴激酶)基因進行測序,以前用PCR(多重鏈式反應聚合技術)抓取,時間大約1—3周,而使用了出自Life Technologies公司的Ion Ampliseq,即基于高通量新一代基因測序設備,調動目的基因或靶向基因的方法,使得基因檢測的時間只需1—2小時。

    從應用角度上講,一代和新一代測序設備在功能上是并存關系,而非完全的替代關系。

    廣東省人民醫(yī)院廣東省肺癌研究所副所長、中心實驗室主任張緒超研究員認為,作為分子檢測金標準,一代測序已經成為個性化治療廣闊市場的主角,而新一代測序則是未來基因檢測市場的應用方向;其升級版本主要在實驗室和臨床試用階段,還沒有獲得廣泛的臨床應用。

    測序技術與臨床結合應用廣泛

    參加此次杭州轉化醫(yī)學論壇的澳大利亞西澳大學的Richard Allcock教授一直做致病基因的篩查研究,從事過產前篩查、脊椎病等基因檢測。在對神經肌肉疾病的基因測序中,他在Ion Torrent 測序平臺上,從336個相關基因中找尋69個相關基因,并從中發(fā)現(xiàn)了一種致病基因。Richard Allcock教授表示,首先,利用新一代技術要比一代技術節(jié)省時間,無須單個基因一隔一個比對,其次,疾病基因的找尋和檢驗應該與臨床治療全面結合,一旦找到對應致病基因的位點后,研究人員應與臨床醫(yī)生相互合作,將臨床治療結果隨時反饋給研究平臺。由雙方共同提出臨床方案,應該是未來基因測序應用的一種最佳模式。

    藥明康德公司孫樂***士指出,美國在CLIA(臨床實驗室改進修正案標準)認證實驗室中,采用Ion Torrent系列平臺及 AmpliSeq定制Panel進行腫瘤基因檢測服務,比如波士頓兒童醫(yī)院有產前遺傳病篩查的項目,M.D. Anderson癌癥中心、美國梅奧診所等醫(yī)學中心開展乳腺癌、直腸癌等癌癥相關的熱點基因檢測。

    數(shù)字PCR技術有待推廣

    數(shù)字PCR(Digital PCR-dPCR)技術是一種新的核酸(DNA/RNA)檢測和定量方法,與傳統(tǒng)定量PCR(qPCR)技術不同,其采用絕對定量的方式,不依賴于標準曲線和參照樣本,直接檢測目標序列的拷貝數(shù)。由于這種檢測方式具有比傳統(tǒng)qPCR更加出色的靈敏度和特異性、精確性,dPCR迅速得到廣泛的應用。

    據介紹,這項技術在極微量核酸樣本檢測、復雜背景下稀有突變檢測和表達量微小差異鑒定方面表現(xiàn)出的優(yōu)勢已被普遍認可,而其在基因表達研究、microRNA研究、基因組拷貝數(shù)鑒定、癌癥標志物稀有突變檢測、致病微生物鑒定、轉基因成分鑒定、NGS測序文庫精確定量和結果驗證等諸多方面具有的廣闊應用前景受到越來越多的關注,但是,在應用層面還有待推廣。

    “測序技術不斷推陳出新,我們期待著能在臨床實踐中有更多的應用,”張焱說,“研究機構和臨床醫(yī)生的合作和信任是轉換醫(yī)學的關鍵,我們將樂于為此模式而努力。”


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