"关注基因测序系列"报道全文:揭开基因测序的“面纱” 等
2月9日,国家食品药品监管总局、国家卫计委联合发出《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》,叫停了包括产前基因检测在内的基因测序相关产品。一石激起千层浪,褒贬之声沸沸扬扬。今年"两会"期间,多位代表委员联名呼吁打开基因检测限制之门。3月16日,国家卫生计生委下发《关于试点基因测序临床应用的通知函》,启动试点单位工作。基因测序是什么?其临床应用为何被叫停?我国的基因检测之路应该如何走?
揭开基因测序的“面纱”
作为一门新兴产业,基因测序一般包括临床的基因检测、健康业的基因指导和工农业的基因运用等。专家指出,基因测序已被证明是一项非常有效的技术,尤其是第一代基因测序技术已经非常成熟,目前在临床中广泛应用,也是评估已知遗传疾病的最好方法。
技术发展迅猛
WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员介绍,每个人约有1万亿个细胞,每个细胞有23对染色体,这些染色体中包含的脱氧核糖核酸(DNA)由ATCG不同碱基序列构成,数量达30亿,这些基因序列可用于破解人类遗传信息的奥秘。基因测序就是通过大规模的计算分析,从海量的数据信息中辨识载有的基因及其序列,最终获取遗传信息。
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“基因测序是基因检测技术的重要组成部分。基因检测技术包括最早的第一代测序技术、分子杂交技术、限制性内切酶片段多态性分析、聚合酶链式反应(PCR)技术,以及后来的荧光定量PCR技术,再到基因芯片技术、第二代测序技术等。”复旦大学生物医学研究院于文强教授解释。
基因测序技术最早可以追溯到上个世纪50年代,1954年Whitfeld等报道了用化学降解进行多聚核糖核苷酸测序的方法;1977年Sanger等发明了双脱氧核苷酸末端终止法,Gilbert等发明了化学降解法,标志着第一代测序技术的诞生,包括上个世纪90年代开始的人类基因组计划在内的现代分子生物学研究都是基于第一代DNA测序技术开展的。于文强谈到,自第一代技术出现后,基因测序经过30多年的发展不断进步。第一代测序技术一般测的是已知基因序列,针对的是某个特定疾病的突变基因。而第二代测序技术则不需要知道所测的基因序列是什么,即不知道哪个地方的基因发生了突变,而是采用随机测序的办法找出突变基因后,再与人类基因组参考序列进行比对,它是一种大规模快速发现基因突变的特殊办法。“人类基因组测序工作进行了十几年,而现在由于测序技术得到突飞猛进的发展,用十天半个月就可以完成”。
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黄尚志则形象地打了个比方:“就像是看书,第一代测序技术是一个人一篇一篇地翻着看,即一个基因一个基因地测;而第二代测序技术则是将书拆开分给许多人一起同时看,一气呵成地看完,即所有的基因一起测,这样可以一次性地寻找出来整个基因组的所有突变位点,然后再用第一代测序技术加以验证,节省了人力、物力和财力。”
专家介绍,随着测序技术的不断进步,尤其是近年来新一代测序技术的快速发展,如Roche公司的454技术、Life Technology公司的SOLiD技术、Illumina公司的Solexa技术等,使基因测序走进了临床。2012年1月10日,Illumina公司推出了最新的HiSeq 2500测序系统,使研究人员和临床医生能够在大约24小时内完成整个基因组的测序,即“一天的基因组”。专家表示,正是由于基因测序技术革命性的突破,临床基因组测序服务才迅速风靡全球。
临床应用广泛
自上个世纪80年代基因检测遗传病研究开始以来,基因检测疾病取得了长足的发展,特别是人类基因组计划完成之后,随着基因组学的迅猛发展,一批人类疾病相关的基因被揭示后,其被迅速用于疾病的风险评估、预防、诊断和治疗。近年来,随着新型测序技术的发展和应用,更多的遗传病和恶性肿瘤的基因诊断得到了迅速的推广和应用。
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黄尚志谈到,至今,基因测序技术已经覆盖了产前诊断,包括染色体疾病、单基因病、多基因病的遗传病诊断,以及药物的个体化治疗等多个领域。尤其是第一代测序技术使用多年已经非常成熟,国际上普遍应用于临床,且一直作为基因诊断的金标准。
黄尚志和于文强详细介绍,基因测序临床应用最为广泛的是针对遗传性疾病的诊断,比如用于遗传病的产前诊断、筛查。以唐氏综合征(又称21三体综合征)的产前筛查为例,传统的抽血筛查只能将患病可能性较大的高危人群筛选出来,可靠性并不高;如要进一步诊断,则需要羊水穿刺进行染色体检查。羊水穿刺虽然仍是国内外诊断唐氏综合征的金标准,却存在0.5%的流产可能。而近年来备受欢迎的无创产前基因检测技术,只须抽取孕妇5毫升静脉血,就能检测出胎儿发生染色体非整倍体疾病的风险,准确度达99%以上。
黄尚志谈到,常见的红绿色盲、血友病等单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,现已发现7000多种,并且能够进行基因诊断的疾病在以每年10~50种的速度递增。利用新一代测序技术结合序列捕获技术,可以对上百种单基因遗传病同时进行检测,为临床诊断和突变筛查提供参考。
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黄尚志还表示,除了遗传病的诊断外,基因测序技术在肿瘤药物遗传学领域的运用也不可或缺。在临床肿瘤患者的靶向药物治疗中,通过基因检测来指导个体化用药,可以提高药效和安全性。比如对于非小细胞肺癌患者,选择厄洛替尼或者吉非替尼,则要进行K-ras、EGFR位点的基因多态性检测;对于慢性粒细胞白血病患者,是否可选择甲磺酸伊马替尼,则需要进行C-kit、PDGFR位点的基因检测。 (白 毅)
"关注基因测序"系列报道之二 基因测序需要规范管理
国家食药监总局(CFDA)、国家卫生计生委2月9日联合发出《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》(以下简称《通知》),要求在相关的准入标准、管理规范出台以前,任何医疗机构不得开展基因测序的临床应用;已经开展的,要立即停止。业内人士表示,作为一门新兴产业,基因测序发展迅猛,如火如荼,但同时不规范现象也时有发生。“叫停令”的本意非常好,其初衷和目的就是为了规范市场,保证公众使用基因测序产品的安全、有效,加强临床应用管理。
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规范市场乱象
“只需一滴血或一点唾液,就能预测罹患多种疾病”,近年间,在“名人效应”等因素的带动下,基因测序从实验室走入临床,甚至逐渐成为全球关注的焦点,我们所熟知的苹果公司创始人乔布斯和影星安吉丽娜·朱莉都曾采用基因测序方法希望抵御癌症的侵袭。
去年国务院颁布相关文件支持和促进健康服务业的发展,在政策的东风下,企业纷纷涌入基因检测、健康咨询等行业,对利益的追逐致使其安全、质量、伦理、价格等各类问题凸显。加之商业化的基因检测发展迅速,普通消费者可以不通过医疗机构,只需向专门的公司缴纳一定费用就可以进行全基因组测序,一些健康体检机构的基因检测也开展得风生水起。
“基因测序由此在我国呈现出的种种乱象令人忧心忡忡。”科普作家、《百科知识》杂志社副主编张田勘对记者说,其中收费问题就特别突出。有的基因测序机构做一次全基因测序要38万元左右,声称是把人体内2万多个基因扫描排列一遍;有的基因检测体检套餐价格达7.6万元;还有的单独检测68项基因的价格是3.4万元;当然也有便宜的,125项基因检测的基础套餐价格仅为1888元。
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“其实,目前公众对基因测序存在认识误区,其中最大的误区是‘基因决定论’。”张田勘说,最突出的表现为基因测序可以“包测百病”,甚至“包治百病”。基因固然主导着一个人的生老病死,是内因,但其作用也只约占30%,决定人的生老病死更多的因素在于外部环境和后天因素,占70%左右。即便只考虑内因,致病基因也需要在其他基因和分子的启动下才能表达和发挥作用。例如,所谓的大量垃圾基因是一些功能基因的启动子,甚至连一些分子也决定着某种功能基因是开启还是关闭,这些因素也统称为触发基因表达的“扳机”。
张田勘谈到,现在研究人员进一步发现,基因测序只是检测线性遗传信息,即基因的4个碱基排序,但是,遗传信息的编码和表达不仅取决于脱氧核糖核酸(DNA)的线性序列,还取决于DNA和染色质结构的表观遗传学修饰,主要包括DNA的甲基化、染色质构象变化、基因组印记、基因沉默和核糖核酸(RNA)编辑等。其中,DNA甲基化是一种主要的基因组DNA表观遗传修饰形式。即便查出一个人有癌症基因,也并非是说这个人就会患癌,而是需要异常的DNA甲基化以及后天的生活方式共同作用才有可能导致。
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复旦大学生物医学研究院于文强教授也表达了同样的观点:如果说你患糖尿病的风险比别人高两倍,这是个统计学的概念,并非说你一定就患糖尿病,也不知道什么时候患病。全基因组关联分析试验(GWAS)结果也只是表明某些单核苷酸多态性(SNP)变异与某些疾病有关,但这也只是一个几率,并非百分之百患病。SNP变异只是统计学规律,SNP在个人测序中,不同的实验室也会出现误差。检测癌症的基因突变只是一种辅助诊断手段,已明确患有某种癌症检测一下对诊断和预后可能有一定的帮助,而对疑似病例通过基因突变来确诊其实很难,因为“到目前为止,学术界还不能明确拿出某个疾病就一定与某些基因突变有关的结论”。在这种情况下,将基因检测作为预测疾病的手段其实还不太成熟,不宜大量推广,必须规范其使用。
张田勘表示,作为一个新兴又带着神秘色彩的行业,基因测序的种种乱象早已被人诟病,叫停基因测序有助于规范市场乱象,也有助于人们走出认识的误区。
加强产品监管
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其实,聚合酶链反应(PCR)技术、生物芯片等基因检测技术的临床使用产品作为医疗器械国内外都有批准,如遗传性耳聋基因检测试剂、人乳头状瘤病毒(HPV)DNA检测试剂,以及与肿瘤个体化用药相关的基因突变检测试剂等。而第二代基因测序技术及产品由于问世时间较短,各国监管部门对其临床应用多采取了审慎态度。以美国为例,直到去年11月,美国食品药品管理局(FDA)才批准了Illumina公司将第二代测序技术用于囊性纤维化疾病的诊断产品,这也是首个获得FDA许可的高通量DNA测序仪。
由于企业的自主市场行为会对临床的应用产生复杂的效应,在缺乏监管的情况下,基因测序的收费、检测标准及伦理标准等都凸显出问题。因此,国家出台相关规定是必要和必须的,有利于这个行业的长期发展。“目前,基因测序相关技术和产品已由实验室研究演变到临床使用,一定要保证产品的安全和有效,该通知的初衷也是希望能进一步加强产品的监管。”于文强表示。
基因测序“叫停”确实在业内引起轩然大波,但在创新技术发展的道路上,这也是必然过程。专家表示,上个世纪90年代,用于放大扩增特定DNA片段的PCR技术,就曾因出现假阳性而被叫停。之后几年热度不减的生物芯片技术,也遭遇过类似的命运。去年11月,在个人DNA检测领域最负盛名的美国23 and Me公司推出的个人DNA检测服务亦被FDA叫停。去年9月,我国基因研究的龙头老大华大基因的商用检测项目也曾被叫停。
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《通知》指出,包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品,如用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测,需经食品药品监管部门审批注册,并经卫生计生行政部门批准技术准入方可应用。已经应用的,必须立即停止。
一位医疗器械行业人士透露,目前国内绝大部分生物公司、医疗机构使用的基因测序产品,未获得国家审批,属于“违法医用”。特别是由于第二代基因测序平台推出的时间比较短,还没有来得及申报,的确没有“准入证”。而《通知》中指出,按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》、《体外诊断试剂注册管理办法(试行)》等规定,基因测序诊断产品(包括基因测序仪及相关诊断试剂和软件),通过对人体样本进行体外检测,用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测等,符合医疗器械的定义,应作为医疗器械管理,并应按照《医疗器械监督管理条例》及相关产品注册的规定申请产品注册;未获准注册的医疗器械产品,不得生产、进口、销售和使用。
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据悉,2月27日,Illumina公司中国分公司称,公司第二代测序平台MisSeqDx正在积极申请CFDA注册。3月5日,深圳华大基因健康科技有限公司在其网站对《通知》回应表示,“华大基因产前基因检测是一项经过大量样本严格验证的可靠技术,具有极大的临床需求和社会效益,故华大基因将按照医疗器械和体外诊断试剂相关产品注册的规定加快完成产品注册,促进行业规范,让先进技术更好地服务于大众。”
业内人士认为,当一个产业发展到足够大时,政府的监管力度也会相应加强,通过严格监管手段使其在淘汰中成长,基因测序行业也应清醒认识到这个问题。 (白 毅)
"关注基因测序"系列报道之三 以规范满足临床需求 促进产业发展
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对于2月9日国家卫生计生委、国家食品药品监管总局发布的《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》(以下简称《通知》),业内人士认为,其本意是规范临床测序相关产品和技术临床应用,但某些表述不够明确,相关部门应出台更细致的解读及配套规定。
临床需求有待满足
“该《通知》的初衷是好的,但有些地方文字表述含糊,仍有一些问题需要明确。”WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员告诉记者:按照他的理解,此次“叫停令”针对的应该主要是第二代基因测序,尤其是以孕妇产前的唐氏综合征检测为代表。复旦大学生命科学学院卢大儒教授亦在其长微博中说:目前市场上比较引人关注的是利用第二代基因测序进行孕妇外周血唐氏综合征的产前筛查,相关的争议也是由此而引发。
黄尚志表示,第二代基因测序技术是新涌现出来的技术,临床应用和推广还需要进一步验证,但第一代DNA测序技术(Sanger测序)已经非常成熟,国际上普遍应用于临床,我国也一直将基因测序作为基因诊断的金标准,国家卫生计生委批准的临床检测项目中亦有不少遗传病的基因测序检查。但是,此次《通知》中叫停的是包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品,因此第一代和第二代基因测序都涵盖在内。
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科普作家、《百科知识》杂志社副编审张田勘表示,唐氏综合征(又称21三体综合征)是人体染色体组的第21对染色体发生变异(两条变3条),是一种染色体变异中的数目变异。基因测序技术已经应用到对该病的产前诊断,其准确度比传统的血清测试要高出几十个百分点,可以达到99%以上。“而当前,最需要疏导的就是这部分需要进行产前筛查的人群。”复旦大学生物医学研究院于文强教授强调,在无创产前筛查技术未被批准的情况下,只能建议唐氏综合征高危的孕妇进行羊水穿刺进行检查。
“《通知》发出后,北京协和医院当时拿出的意见也是暂停一个月。3月10日,协和医院医务处按北京市卫生计生委的要求下发了《关于停止开展基因测序相关项目的通知》,暂停了其临床相关项目检测。然而,目前医院仍接到大量的电话,询问遗传病检测、产前诊断还能不能做?”黄尚志强调,事实上,对于单基因遗传病,包括苯丙酮尿症、地中海贫血、进行性肌营养不良、脊髓性肌萎缩症、遗传性脊髓小脑共济失调等近百种疾病的诊断,基因测序是一种重要的手段。
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黄尚志还认为,“叫停令”明确针对的是临床使用的基因测序相关产品和技术管理,对社会化的针对大众健康检查的基因检测如何管理却没有明确的表述,而后者的市场恰恰是最混乱的,《通知》因此显得约束力不足。卢大儒也认为,当今,包括基因测序在内的基因检测已经广泛开展,不再仅仅局限于临床,一些健康管理机构、基因检测公司纷纷推出了各种基因检测项目,这些项目与临床的基因检测相比更加混乱,更加需要规范。
产业发展亦应加速
今年全国“两会”期间,“叫停令”也引起了多名代表委员的极大关注。全国政协委员、中国科学院院士饶子和等认为,基因组研究和基因检测技术发展日新月异,已经成为一个事实性的行业。遗传生物学家、中国科学院院士贺林在撰文中亦表示,人类基因组计划的真正作用是颠覆世界,改变人类,带给人们的是一个势不可挡的新兴的巨型产业。花费30亿美元、耗时13年于2003年完成的人类基因组计划经过10年的结果,据不完全统计,到目前为止已为人类产生7000亿美元的回报,这一势头仍在放大。这类新兴工作的核心就是“测序”。
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据介绍,美国的基因测序市场不仅起步早,而且发展势头迅猛,每年接受各类基因检测的人数超过700万人次,使得美国女性乳腺癌发病率降低了70%,直肠癌发病率降低了90%。黄尚志表示,我国的基因测序产业虽然起步稍晚,但与外国发达国家的水平相差并不大,有些甚至已经走在前头,中国人在这方面有过不少次第一!但发展至今,国内基因测序企业在基因检测技术的关键设备上仍依赖进口,没有什么自主研发生产的产品。我国的基因测序市场主体仍以中小型研究机构和企业为主,很难在国际市场上形成强大竞争力。
在新的变革浪潮之下,生物产业逐渐成为了一些发达国家和地区新的经济增长点。加速生物产业发展,抢占生物经济时代制高点,保障国家生物安全,成为世界许多国家特别是大国经济社会发展或崛起的新支点。专家表示,我国已经进入生物经济产业发展的关键时期,在这个重要关口,应抓住生物产业发展的良好机遇,实现跨越式发展,甚至在某些领域实现赶超和反超。实现伟大复兴的“中国梦”需要创新的力量,但这种创新不仅依赖于科技工作者的科研创新,也依赖于政策法规的创新。
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为此,饶子和与孟安明、葛均波等多位“院士”委员在“两会”期间联名建议,国家应从战略高度重视基因组研究和产业化发展,制定基因健康计划,通过政府引导、企业参与,共同推动基因测序技术走向合法规范并大规模应用。
中国科学院院士杨焕明也建议,将基因产业纳入国家战略,并在科技创新与政策立法之间,建立及时和长效的沟通协调机制,让法规支持与保护源头创新,帮助我国在生物产业领域实现引领发展。“政府对行业进行管理是正确的,我们也希望相关政策尽可能完善。”杨焕明呼吁:“同时,政府还要促进一些有条件、较成熟的项目尽快通过审批。否则,国外的产品设备一旦打进来,我国的基因测序行业又会陷入被动。”
"关注基因测序"系列报道之四 基因测序应做好几点准备
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我国基因检测的临床应用以及产业发展之路何去何从?在采访中,多数专家认为,应借鉴国外的管理模式,加强技术方法研究,并期盼国家给予更多的政策支持。
借鉴国外模式
虽然目前全世界都开展了临床基因测序,但对其应用各国或地区都非常慎重,对临床基因测序的监管亦相当重视。
美国Ariosa诊断公司2月12日获得纽约州颁发的无创产前诊断许可证,可以不受限制地在全美国50个州开展无创产前诊断服务。而此前,该公司已为15万名妇女做了无创产前诊断,所用的方法也同样是采集孕妇的外周静脉血,提取血浆中的游离DNA,通过第二代高通量测序技术来检测胎儿的染色体异常增多症。
WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员谈到,美国对基因测序技术采用了有效兼顾监管和鼓励创新的“实验室开发诊断试剂监管模式”(LDT)。在此模式下,实验室取得临床实验室改进修正案(CLIA)标准相关认证后,检测结果即可用于指导临床诊疗。该管理方式自实施以来,得到了患者、医院、第三方临检中心、保险公司的广泛认可。
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LDT是各个实验室自己建立,并自发在实验室和临床进行验证,遵循质量管理要求而开展的。美国临床病理学会(ASCP)对LDT的定义为:实验室内部研发、验证和使用,以诊断为目的的体外诊断实验。
著名遗传生物学家、中国科学院院士贺林在撰文中表示,目前美国有近25万个CLIA实验室,由另外一个政府机构CMS管理。美国食品药品管理局(FDA)负责管理公司生产出来的产品,而CMS则负责管理实验室服务。
据专家介绍,只要是有CLIA执照的实验室,其研发的产品技术等就可以合法进入临床,合理收费。经FDA批准的商业化试剂盒或检测系统,在临床实验室进行了任何方式的修改,也必须遵循所有适用于LDT的管理规则。
黄尚志认为,我国应该借鉴美国这一管理模式,实现临床实验室的质量保证,这样既能控制风险,也能加速新技术的临床应用。政府不必对应接不暇的每个新应用做出回应;而患者可以根据自己的需要,及时得到新的诊断服务。他呼吁,基因检测应由行业管理,由临检中心、医学遗传学会实行对实验室的质量控制,特别要发挥相关学会、专家的作用。国家可以委托几个有资质的机构,在其经过质量考核后批准其开展相关测序工作。
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期待政策扶持
2月9日下发的《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》中明确,基因测序相关产品应按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》、《体外诊断试剂注册管理办法(试行)》的规定申请产品注册。食品药品监管总局鼓励和支持创新医疗器械发展。
黄尚志表示,“鼓励和支持创新医疗器械发展”应该更好地落在实处。以检测试剂盒为例,黄尚志谈到,我们做了20多年,包括苯丙酮尿症(PKU)基因分析和产前诊断研究获得了国家科技进步奖,但目前还没有一个“准生证”,遗传病的产前诊断都是在打“擦边球”。当前很多单基因遗传病都是罕见病,发生率极低,以此要求生产厂家研发我国自主创新的诊断检测试剂并获得相关证书,可行性极低。“以PKU为例,其发病率约为万分之一,以我国每年出生1600万名新生儿计算,只有1600名患儿,加上父母也要检查,一年最多不到6000人。6000份额的检测试剂或试验盒,一个只有一二十元钱,收益低得可想而知。而申报一个新药至少需要二三十万,投入产出比过低,自然也没有哪个厂家愿意去研发不赚钱的具有自主知识产权的相关产品并商业化。而PKU在罕见病中的发病率还属较高者。”对于这样的产品,黄尚志建议,国家应在研发、生产和定价等方面给予大力扶持。
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对于记者提出的“叫停令”是否会推动国产创新测序产品的自主研发,黄尚志回答说,愿望是善良的,实现却比较困难。我国做基因分析已经30多年,如PCR仪国内也有单位做,而随着国外PCR仪的降价,国产品种竞争没有优势,慢慢也就萎缩了。二代测序仪华大基因收购了国外的公司,有了样机但没有产品,也许可以做出来,但性能价格能否得到承认、如果都用它一家的产品是否会形成垄断等这些都是问题。国家要有鼓励措施,特别是要有后期的鼓励政策。
遗传学家、复旦大学生命科学学院卢大儒教授在其长微博中亦表示,基因检测仪器大多是海外公司花巨资研发,我们一直在购买他们的仪器、试剂用于研究和临床开发,原始的创新很少,这一点上我们要引起高度重视。
加强技术研究
对于此次叫停,著名分子诊断专家韩健博士公开的观点是:叫停不是说方法不科学,而是说一些公司的做法令人担忧,存在风险。无创产前诊断的最大问题就是母血中胎儿DNA含量小(平均13%),而且变化范围宽(2%~35%)。也就是说,有的孕妇血中胎儿DNA比较多,有的则很少。这就给实际操作带来一个很棘手的问题:如何能准确地分析每个孕妇血清中胎儿DNA的含量?
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“如果孕妇血中胎儿的DNA浓度低于5%,准确度就有问题。”无创产前诊断技术的开拓者、香港中文大学Dennis Lo在有关综述就介绍,如果母血中胎儿DNA占游离DNA总数的10%,那么,多一条21号染色体所带来的“多余”信号仅仅是胎儿DNA的5%。这么小幅度的增加需要通过非常精确的定量方法才能检测到。
美国最先做无创产前诊断的公司有独特的定量方法,通过检测甲基化DNA在母血中的比例来矫正其实验误差。而国内公司的定量方法令韩健担心:因为竞争激烈,国内公司提供无创产前诊断的费用都远远低于国外的价格。而国外公司提供的试剂价格是一定的,所以利润空间有限,能把价格降得这么低,就需要把许多患者的标本合并起来一起测序,一次测序混合的标本越多,平均价格就越便宜。可是,混合得越多,检测那5%DNA增幅的敏感性也就越低,假阴性的几率就越大。“所以,在技术上,国内和国外比已经走样了,也就更需要通过严格的临床验证来证明这是切实可行的”。
复旦大学生物医学研究院于文强教授强调,在利用基因测序技术避免出生缺陷方面,我们还需要投入更多的研究。比如对唐氏综合征,不仅要关注21对染色体的变异,还要找到更敏感的指标。唐氏综合征的方法准确性很重要,检测必须要由非常专业、标准化的实验室来做,而不是由每个医院来做。而国家要考虑的是如何标准化,只有标准化准确了,测序结果才可能是准确的。如果不是一个标准化的技术,母血中胎儿的DNA只占游离DNA总数5%~10%,测序一放大,操作就会产生偏差。
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于文强说,希望能用表观遗传学的方法,找到导致唐氏综合征的特异物质,它与数量无关,只与质量变化有关。现在在遗传学诊断方面,我们还缺乏一些与疾病一一对应的特异性指标,因此,必须加大技术方法的基础研究工作,这也是我们的研究方向。
而对于此次“叫停令”所关注的第二代测序方法,于文强表示,“目前对于测序样本制备,我国还没有比国外更好的方法。我们要发展自己的产品,就必须要在测序样本制备的关键技术、方法上有所突破。”
采访中,专家还表示,基因测序技术具有革命性突破的临床意义,应积极开展基因测序的转化研究,开发出更多疾病诊断相关的基因测序项目。
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揭开基因测序的“面纱”
作为一门新兴产业,基因测序一般包括临床的基因检测、健康业的基因指导和工农业的基因运用等。专家指出,基因测序已被证明是一项非常有效的技术,尤其是第一代基因测序技术已经非常成熟,目前在临床中广泛应用,也是评估已知遗传疾病的最好方法。
技术发展迅猛
WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员介绍,每个人约有1万亿个细胞,每个细胞有23对染色体,这些染色体中包含的脱氧核糖核酸(DNA)由ATCG不同碱基序列构成,数量达30亿,这些基因序列可用于破解人类遗传信息的奥秘。基因测序就是通过大规模的计算分析,从海量的数据信息中辨识载有的基因及其序列,最终获取遗传信息。
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“基因测序是基因检测技术的重要组成部分。基因检测技术包括最早的第一代测序技术、分子杂交技术、限制性内切酶片段多态性分析、聚合酶链式反应(PCR)技术,以及后来的荧光定量PCR技术,再到基因芯片技术、第二代测序技术等。”复旦大学生物医学研究院于文强教授解释。
基因测序技术最早可以追溯到上个世纪50年代,1954年Whitfeld等报道了用化学降解进行多聚核糖核苷酸测序的方法;1977年Sanger等发明了双脱氧核苷酸末端终止法,Gilbert等发明了化学降解法,标志着第一代测序技术的诞生,包括上个世纪90年代开始的人类基因组计划在内的现代分子生物学研究都是基于第一代DNA测序技术开展的。于文强谈到,自第一代技术出现后,基因测序经过30多年的发展不断进步。第一代测序技术一般测的是已知基因序列,针对的是某个特定疾病的突变基因。而第二代测序技术则不需要知道所测的基因序列是什么,即不知道哪个地方的基因发生了突变,而是采用随机测序的办法找出突变基因后,再与人类基因组参考序列进行比对,它是一种大规模快速发现基因突变的特殊办法。“人类基因组测序工作进行了十几年,而现在由于测序技术得到突飞猛进的发展,用十天半个月就可以完成”。
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黄尚志则形象地打了个比方:“就像是看书,第一代测序技术是一个人一篇一篇地翻着看,即一个基因一个基因地测;而第二代测序技术则是将书拆开分给许多人一起同时看,一气呵成地看完,即所有的基因一起测,这样可以一次性地寻找出来整个基因组的所有突变位点,然后再用第一代测序技术加以验证,节省了人力、物力和财力。”
专家介绍,随着测序技术的不断进步,尤其是近年来新一代测序技术的快速发展,如Roche公司的454技术、Life Technology公司的SOLiD技术、Illumina公司的Solexa技术等,使基因测序走进了临床。2012年1月10日,Illumina公司推出了最新的HiSeq 2500测序系统,使研究人员和临床医生能够在大约24小时内完成整个基因组的测序,即“一天的基因组”。专家表示,正是由于基因测序技术革命性的突破,临床基因组测序服务才迅速风靡全球。
临床应用广泛
自上个世纪80年代基因检测遗传病研究开始以来,基因检测疾病取得了长足的发展,特别是人类基因组计划完成之后,随着基因组学的迅猛发展,一批人类疾病相关的基因被揭示后,其被迅速用于疾病的风险评估、预防、诊断和治疗。近年来,随着新型测序技术的发展和应用,更多的遗传病和恶性肿瘤的基因诊断得到了迅速的推广和应用。
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黄尚志谈到,至今,基因测序技术已经覆盖了产前诊断,包括染色体疾病、单基因病、多基因病的遗传病诊断,以及药物的个体化治疗等多个领域。尤其是第一代测序技术使用多年已经非常成熟,国际上普遍应用于临床,且一直作为基因诊断的金标准。
黄尚志和于文强详细介绍,基因测序临床应用最为广泛的是针对遗传性疾病的诊断,比如用于遗传病的产前诊断、筛查。以唐氏综合征(又称21三体综合征)的产前筛查为例,传统的抽血筛查只能将患病可能性较大的高危人群筛选出来,可靠性并不高;如要进一步诊断,则需要羊水穿刺进行染色体检查。羊水穿刺虽然仍是国内外诊断唐氏综合征的金标准,却存在0.5%的流产可能。而近年来备受欢迎的无创产前基因检测技术,只须抽取孕妇5毫升静脉血,就能检测出胎儿发生染色体非整倍体疾病的风险,准确度达99%以上。
黄尚志谈到,常见的红绿色盲、血友病等单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,现已发现7000多种,并且能够进行基因诊断的疾病在以每年10~50种的速度递增。利用新一代测序技术结合序列捕获技术,可以对上百种单基因遗传病同时进行检测,为临床诊断和突变筛查提供参考。
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黄尚志还表示,除了遗传病的诊断外,基因测序技术在肿瘤药物遗传学领域的运用也不可或缺。在临床肿瘤患者的靶向药物治疗中,通过基因检测来指导个体化用药,可以提高药效和安全性。比如对于非小细胞肺癌患者,选择厄洛替尼或者吉非替尼,则要进行K-ras、EGFR位点的基因多态性检测;对于慢性粒细胞白血病患者,是否可选择甲磺酸伊马替尼,则需要进行C-kit、PDGFR位点的基因检测。 (白 毅)
"关注基因测序"系列报道之二 基因测序需要规范管理
国家食药监总局(CFDA)、国家卫生计生委2月9日联合发出《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》(以下简称《通知》),要求在相关的准入标准、管理规范出台以前,任何医疗机构不得开展基因测序的临床应用;已经开展的,要立即停止。业内人士表示,作为一门新兴产业,基因测序发展迅猛,如火如荼,但同时不规范现象也时有发生。“叫停令”的本意非常好,其初衷和目的就是为了规范市场,保证公众使用基因测序产品的安全、有效,加强临床应用管理。
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规范市场乱象
“只需一滴血或一点唾液,就能预测罹患多种疾病”,近年间,在“名人效应”等因素的带动下,基因测序从实验室走入临床,甚至逐渐成为全球关注的焦点,我们所熟知的苹果公司创始人乔布斯和影星安吉丽娜·朱莉都曾采用基因测序方法希望抵御癌症的侵袭。
去年国务院颁布相关文件支持和促进健康服务业的发展,在政策的东风下,企业纷纷涌入基因检测、健康咨询等行业,对利益的追逐致使其安全、质量、伦理、价格等各类问题凸显。加之商业化的基因检测发展迅速,普通消费者可以不通过医疗机构,只需向专门的公司缴纳一定费用就可以进行全基因组测序,一些健康体检机构的基因检测也开展得风生水起。
“基因测序由此在我国呈现出的种种乱象令人忧心忡忡。”科普作家、《百科知识》杂志社副主编张田勘对记者说,其中收费问题就特别突出。有的基因测序机构做一次全基因测序要38万元左右,声称是把人体内2万多个基因扫描排列一遍;有的基因检测体检套餐价格达7.6万元;还有的单独检测68项基因的价格是3.4万元;当然也有便宜的,125项基因检测的基础套餐价格仅为1888元。
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“其实,目前公众对基因测序存在认识误区,其中最大的误区是‘基因决定论’。”张田勘说,最突出的表现为基因测序可以“包测百病”,甚至“包治百病”。基因固然主导着一个人的生老病死,是内因,但其作用也只约占30%,决定人的生老病死更多的因素在于外部环境和后天因素,占70%左右。即便只考虑内因,致病基因也需要在其他基因和分子的启动下才能表达和发挥作用。例如,所谓的大量垃圾基因是一些功能基因的启动子,甚至连一些分子也决定着某种功能基因是开启还是关闭,这些因素也统称为触发基因表达的“扳机”。
张田勘谈到,现在研究人员进一步发现,基因测序只是检测线性遗传信息,即基因的4个碱基排序,但是,遗传信息的编码和表达不仅取决于脱氧核糖核酸(DNA)的线性序列,还取决于DNA和染色质结构的表观遗传学修饰,主要包括DNA的甲基化、染色质构象变化、基因组印记、基因沉默和核糖核酸(RNA)编辑等。其中,DNA甲基化是一种主要的基因组DNA表观遗传修饰形式。即便查出一个人有癌症基因,也并非是说这个人就会患癌,而是需要异常的DNA甲基化以及后天的生活方式共同作用才有可能导致。
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复旦大学生物医学研究院于文强教授也表达了同样的观点:如果说你患糖尿病的风险比别人高两倍,这是个统计学的概念,并非说你一定就患糖尿病,也不知道什么时候患病。全基因组关联分析试验(GWAS)结果也只是表明某些单核苷酸多态性(SNP)变异与某些疾病有关,但这也只是一个几率,并非百分之百患病。SNP变异只是统计学规律,SNP在个人测序中,不同的实验室也会出现误差。检测癌症的基因突变只是一种辅助诊断手段,已明确患有某种癌症检测一下对诊断和预后可能有一定的帮助,而对疑似病例通过基因突变来确诊其实很难,因为“到目前为止,学术界还不能明确拿出某个疾病就一定与某些基因突变有关的结论”。在这种情况下,将基因检测作为预测疾病的手段其实还不太成熟,不宜大量推广,必须规范其使用。
张田勘表示,作为一个新兴又带着神秘色彩的行业,基因测序的种种乱象早已被人诟病,叫停基因测序有助于规范市场乱象,也有助于人们走出认识的误区。
加强产品监管
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其实,聚合酶链反应(PCR)技术、生物芯片等基因检测技术的临床使用产品作为医疗器械国内外都有批准,如遗传性耳聋基因检测试剂、人乳头状瘤病毒(HPV)DNA检测试剂,以及与肿瘤个体化用药相关的基因突变检测试剂等。而第二代基因测序技术及产品由于问世时间较短,各国监管部门对其临床应用多采取了审慎态度。以美国为例,直到去年11月,美国食品药品管理局(FDA)才批准了Illumina公司将第二代测序技术用于囊性纤维化疾病的诊断产品,这也是首个获得FDA许可的高通量DNA测序仪。
由于企业的自主市场行为会对临床的应用产生复杂的效应,在缺乏监管的情况下,基因测序的收费、检测标准及伦理标准等都凸显出问题。因此,国家出台相关规定是必要和必须的,有利于这个行业的长期发展。“目前,基因测序相关技术和产品已由实验室研究演变到临床使用,一定要保证产品的安全和有效,该通知的初衷也是希望能进一步加强产品的监管。”于文强表示。
基因测序“叫停”确实在业内引起轩然大波,但在创新技术发展的道路上,这也是必然过程。专家表示,上个世纪90年代,用于放大扩增特定DNA片段的PCR技术,就曾因出现假阳性而被叫停。之后几年热度不减的生物芯片技术,也遭遇过类似的命运。去年11月,在个人DNA检测领域最负盛名的美国23 and Me公司推出的个人DNA检测服务亦被FDA叫停。去年9月,我国基因研究的龙头老大华大基因的商用检测项目也曾被叫停。
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《通知》指出,包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品,如用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测,需经食品药品监管部门审批注册,并经卫生计生行政部门批准技术准入方可应用。已经应用的,必须立即停止。
一位医疗器械行业人士透露,目前国内绝大部分生物公司、医疗机构使用的基因测序产品,未获得国家审批,属于“违法医用”。特别是由于第二代基因测序平台推出的时间比较短,还没有来得及申报,的确没有“准入证”。而《通知》中指出,按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》、《体外诊断试剂注册管理办法(试行)》等规定,基因测序诊断产品(包括基因测序仪及相关诊断试剂和软件),通过对人体样本进行体外检测,用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测等,符合医疗器械的定义,应作为医疗器械管理,并应按照《医疗器械监督管理条例》及相关产品注册的规定申请产品注册;未获准注册的医疗器械产品,不得生产、进口、销售和使用。
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据悉,2月27日,Illumina公司中国分公司称,公司第二代测序平台MisSeqDx正在积极申请CFDA注册。3月5日,深圳华大基因健康科技有限公司在其网站对《通知》回应表示,“华大基因产前基因检测是一项经过大量样本严格验证的可靠技术,具有极大的临床需求和社会效益,故华大基因将按照医疗器械和体外诊断试剂相关产品注册的规定加快完成产品注册,促进行业规范,让先进技术更好地服务于大众。”
业内人士认为,当一个产业发展到足够大时,政府的监管力度也会相应加强,通过严格监管手段使其在淘汰中成长,基因测序行业也应清醒认识到这个问题。 (白 毅)
"关注基因测序"系列报道之三 以规范满足临床需求 促进产业发展
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对于2月9日国家卫生计生委、国家食品药品监管总局发布的《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》(以下简称《通知》),业内人士认为,其本意是规范临床测序相关产品和技术临床应用,但某些表述不够明确,相关部门应出台更细致的解读及配套规定。
临床需求有待满足
“该《通知》的初衷是好的,但有些地方文字表述含糊,仍有一些问题需要明确。”WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员告诉记者:按照他的理解,此次“叫停令”针对的应该主要是第二代基因测序,尤其是以孕妇产前的唐氏综合征检测为代表。复旦大学生命科学学院卢大儒教授亦在其长微博中说:目前市场上比较引人关注的是利用第二代基因测序进行孕妇外周血唐氏综合征的产前筛查,相关的争议也是由此而引发。
黄尚志表示,第二代基因测序技术是新涌现出来的技术,临床应用和推广还需要进一步验证,但第一代DNA测序技术(Sanger测序)已经非常成熟,国际上普遍应用于临床,我国也一直将基因测序作为基因诊断的金标准,国家卫生计生委批准的临床检测项目中亦有不少遗传病的基因测序检查。但是,此次《通知》中叫停的是包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品,因此第一代和第二代基因测序都涵盖在内。
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科普作家、《百科知识》杂志社副编审张田勘表示,唐氏综合征(又称21三体综合征)是人体染色体组的第21对染色体发生变异(两条变3条),是一种染色体变异中的数目变异。基因测序技术已经应用到对该病的产前诊断,其准确度比传统的血清测试要高出几十个百分点,可以达到99%以上。“而当前,最需要疏导的就是这部分需要进行产前筛查的人群。”复旦大学生物医学研究院于文强教授强调,在无创产前筛查技术未被批准的情况下,只能建议唐氏综合征高危的孕妇进行羊水穿刺进行检查。
“《通知》发出后,北京协和医院当时拿出的意见也是暂停一个月。3月10日,协和医院医务处按北京市卫生计生委的要求下发了《关于停止开展基因测序相关项目的通知》,暂停了其临床相关项目检测。然而,目前医院仍接到大量的电话,询问遗传病检测、产前诊断还能不能做?”黄尚志强调,事实上,对于单基因遗传病,包括苯丙酮尿症、地中海贫血、进行性肌营养不良、脊髓性肌萎缩症、遗传性脊髓小脑共济失调等近百种疾病的诊断,基因测序是一种重要的手段。
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黄尚志还认为,“叫停令”明确针对的是临床使用的基因测序相关产品和技术管理,对社会化的针对大众健康检查的基因检测如何管理却没有明确的表述,而后者的市场恰恰是最混乱的,《通知》因此显得约束力不足。卢大儒也认为,当今,包括基因测序在内的基因检测已经广泛开展,不再仅仅局限于临床,一些健康管理机构、基因检测公司纷纷推出了各种基因检测项目,这些项目与临床的基因检测相比更加混乱,更加需要规范。
产业发展亦应加速
今年全国“两会”期间,“叫停令”也引起了多名代表委员的极大关注。全国政协委员、中国科学院院士饶子和等认为,基因组研究和基因检测技术发展日新月异,已经成为一个事实性的行业。遗传生物学家、中国科学院院士贺林在撰文中亦表示,人类基因组计划的真正作用是颠覆世界,改变人类,带给人们的是一个势不可挡的新兴的巨型产业。花费30亿美元、耗时13年于2003年完成的人类基因组计划经过10年的结果,据不完全统计,到目前为止已为人类产生7000亿美元的回报,这一势头仍在放大。这类新兴工作的核心就是“测序”。
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据介绍,美国的基因测序市场不仅起步早,而且发展势头迅猛,每年接受各类基因检测的人数超过700万人次,使得美国女性乳腺癌发病率降低了70%,直肠癌发病率降低了90%。黄尚志表示,我国的基因测序产业虽然起步稍晚,但与外国发达国家的水平相差并不大,有些甚至已经走在前头,中国人在这方面有过不少次第一!但发展至今,国内基因测序企业在基因检测技术的关键设备上仍依赖进口,没有什么自主研发生产的产品。我国的基因测序市场主体仍以中小型研究机构和企业为主,很难在国际市场上形成强大竞争力。
在新的变革浪潮之下,生物产业逐渐成为了一些发达国家和地区新的经济增长点。加速生物产业发展,抢占生物经济时代制高点,保障国家生物安全,成为世界许多国家特别是大国经济社会发展或崛起的新支点。专家表示,我国已经进入生物经济产业发展的关键时期,在这个重要关口,应抓住生物产业发展的良好机遇,实现跨越式发展,甚至在某些领域实现赶超和反超。实现伟大复兴的“中国梦”需要创新的力量,但这种创新不仅依赖于科技工作者的科研创新,也依赖于政策法规的创新。
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为此,饶子和与孟安明、葛均波等多位“院士”委员在“两会”期间联名建议,国家应从战略高度重视基因组研究和产业化发展,制定基因健康计划,通过政府引导、企业参与,共同推动基因测序技术走向合法规范并大规模应用。
中国科学院院士杨焕明也建议,将基因产业纳入国家战略,并在科技创新与政策立法之间,建立及时和长效的沟通协调机制,让法规支持与保护源头创新,帮助我国在生物产业领域实现引领发展。“政府对行业进行管理是正确的,我们也希望相关政策尽可能完善。”杨焕明呼吁:“同时,政府还要促进一些有条件、较成熟的项目尽快通过审批。否则,国外的产品设备一旦打进来,我国的基因测序行业又会陷入被动。”
"关注基因测序"系列报道之四 基因测序应做好几点准备
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我国基因检测的临床应用以及产业发展之路何去何从?在采访中,多数专家认为,应借鉴国外的管理模式,加强技术方法研究,并期盼国家给予更多的政策支持。
借鉴国外模式
虽然目前全世界都开展了临床基因测序,但对其应用各国或地区都非常慎重,对临床基因测序的监管亦相当重视。
美国Ariosa诊断公司2月12日获得纽约州颁发的无创产前诊断许可证,可以不受限制地在全美国50个州开展无创产前诊断服务。而此前,该公司已为15万名妇女做了无创产前诊断,所用的方法也同样是采集孕妇的外周静脉血,提取血浆中的游离DNA,通过第二代高通量测序技术来检测胎儿的染色体异常增多症。
WHO遗传病社区控制合作中心主任、中国优生优育协会副会长、中国医学科学院基础医学研究所医学遗传学系黄尚志研究员谈到,美国对基因测序技术采用了有效兼顾监管和鼓励创新的“实验室开发诊断试剂监管模式”(LDT)。在此模式下,实验室取得临床实验室改进修正案(CLIA)标准相关认证后,检测结果即可用于指导临床诊疗。该管理方式自实施以来,得到了患者、医院、第三方临检中心、保险公司的广泛认可。
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LDT是各个实验室自己建立,并自发在实验室和临床进行验证,遵循质量管理要求而开展的。美国临床病理学会(ASCP)对LDT的定义为:实验室内部研发、验证和使用,以诊断为目的的体外诊断实验。
著名遗传生物学家、中国科学院院士贺林在撰文中表示,目前美国有近25万个CLIA实验室,由另外一个政府机构CMS管理。美国食品药品管理局(FDA)负责管理公司生产出来的产品,而CMS则负责管理实验室服务。
据专家介绍,只要是有CLIA执照的实验室,其研发的产品技术等就可以合法进入临床,合理收费。经FDA批准的商业化试剂盒或检测系统,在临床实验室进行了任何方式的修改,也必须遵循所有适用于LDT的管理规则。
黄尚志认为,我国应该借鉴美国这一管理模式,实现临床实验室的质量保证,这样既能控制风险,也能加速新技术的临床应用。政府不必对应接不暇的每个新应用做出回应;而患者可以根据自己的需要,及时得到新的诊断服务。他呼吁,基因检测应由行业管理,由临检中心、医学遗传学会实行对实验室的质量控制,特别要发挥相关学会、专家的作用。国家可以委托几个有资质的机构,在其经过质量考核后批准其开展相关测序工作。
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期待政策扶持
2月9日下发的《关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》中明确,基因测序相关产品应按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》、《体外诊断试剂注册管理办法(试行)》的规定申请产品注册。食品药品监管总局鼓励和支持创新医疗器械发展。
黄尚志表示,“鼓励和支持创新医疗器械发展”应该更好地落在实处。以检测试剂盒为例,黄尚志谈到,我们做了20多年,包括苯丙酮尿症(PKU)基因分析和产前诊断研究获得了国家科技进步奖,但目前还没有一个“准生证”,遗传病的产前诊断都是在打“擦边球”。当前很多单基因遗传病都是罕见病,发生率极低,以此要求生产厂家研发我国自主创新的诊断检测试剂并获得相关证书,可行性极低。“以PKU为例,其发病率约为万分之一,以我国每年出生1600万名新生儿计算,只有1600名患儿,加上父母也要检查,一年最多不到6000人。6000份额的检测试剂或试验盒,一个只有一二十元钱,收益低得可想而知。而申报一个新药至少需要二三十万,投入产出比过低,自然也没有哪个厂家愿意去研发不赚钱的具有自主知识产权的相关产品并商业化。而PKU在罕见病中的发病率还属较高者。”对于这样的产品,黄尚志建议,国家应在研发、生产和定价等方面给予大力扶持。
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对于记者提出的“叫停令”是否会推动国产创新测序产品的自主研发,黄尚志回答说,愿望是善良的,实现却比较困难。我国做基因分析已经30多年,如PCR仪国内也有单位做,而随着国外PCR仪的降价,国产品种竞争没有优势,慢慢也就萎缩了。二代测序仪华大基因收购了国外的公司,有了样机但没有产品,也许可以做出来,但性能价格能否得到承认、如果都用它一家的产品是否会形成垄断等这些都是问题。国家要有鼓励措施,特别是要有后期的鼓励政策。
遗传学家、复旦大学生命科学学院卢大儒教授在其长微博中亦表示,基因检测仪器大多是海外公司花巨资研发,我们一直在购买他们的仪器、试剂用于研究和临床开发,原始的创新很少,这一点上我们要引起高度重视。
加强技术研究
对于此次叫停,著名分子诊断专家韩健博士公开的观点是:叫停不是说方法不科学,而是说一些公司的做法令人担忧,存在风险。无创产前诊断的最大问题就是母血中胎儿DNA含量小(平均13%),而且变化范围宽(2%~35%)。也就是说,有的孕妇血中胎儿DNA比较多,有的则很少。这就给实际操作带来一个很棘手的问题:如何能准确地分析每个孕妇血清中胎儿DNA的含量?
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“如果孕妇血中胎儿的DNA浓度低于5%,准确度就有问题。”无创产前诊断技术的开拓者、香港中文大学Dennis Lo在有关综述就介绍,如果母血中胎儿DNA占游离DNA总数的10%,那么,多一条21号染色体所带来的“多余”信号仅仅是胎儿DNA的5%。这么小幅度的增加需要通过非常精确的定量方法才能检测到。
美国最先做无创产前诊断的公司有独特的定量方法,通过检测甲基化DNA在母血中的比例来矫正其实验误差。而国内公司的定量方法令韩健担心:因为竞争激烈,国内公司提供无创产前诊断的费用都远远低于国外的价格。而国外公司提供的试剂价格是一定的,所以利润空间有限,能把价格降得这么低,就需要把许多患者的标本合并起来一起测序,一次测序混合的标本越多,平均价格就越便宜。可是,混合得越多,检测那5%DNA增幅的敏感性也就越低,假阴性的几率就越大。“所以,在技术上,国内和国外比已经走样了,也就更需要通过严格的临床验证来证明这是切实可行的”。
复旦大学生物医学研究院于文强教授强调,在利用基因测序技术避免出生缺陷方面,我们还需要投入更多的研究。比如对唐氏综合征,不仅要关注21对染色体的变异,还要找到更敏感的指标。唐氏综合征的方法准确性很重要,检测必须要由非常专业、标准化的实验室来做,而不是由每个医院来做。而国家要考虑的是如何标准化,只有标准化准确了,测序结果才可能是准确的。如果不是一个标准化的技术,母血中胎儿的DNA只占游离DNA总数5%~10%,测序一放大,操作就会产生偏差。
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于文强说,希望能用表观遗传学的方法,找到导致唐氏综合征的特异物质,它与数量无关,只与质量变化有关。现在在遗传学诊断方面,我们还缺乏一些与疾病一一对应的特异性指标,因此,必须加大技术方法的基础研究工作,这也是我们的研究方向。
而对于此次“叫停令”所关注的第二代测序方法,于文强表示,“目前对于测序样本制备,我国还没有比国外更好的方法。我们要发展自己的产品,就必须要在测序样本制备的关键技术、方法上有所突破。”
采访中,专家还表示,基因测序技术具有革命性突破的临床意义,应积极开展基因测序的转化研究,开发出更多疾病诊断相关的基因测序项目。
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