麻省理工评论:2014生物圈的那些事儿

2015-01-06 生物通 测序中国

麻省理工《Technology Review》杂志日前回顾了2014年生物技术和生物医学领域的重大事件,仔细一看这一年的确不一般。

对于生物学来说2014注定是不平凡的一年,新年伊始生物技术领域就迎来了里程碑意义的重大事件,测序巨头Illumina发布了能够实现千元基因组测序的测序系统HiSeq X-Ten。想当年人们首次测序人类基因组花了将近三十亿美元,十年后的今天测序成本终于降到了一千美元左右。

HiSeq X-Ten系统售价为一千万美元,每年能完成两万个基因组的测序。该产品一问世就被大型研究机构和公司抢购,比如J. Craig Venter的Human Longevity公司和英国政府。Human Longevity公司计划每年测序四万个人类基因组,而英国是首个确立国民基因组测序计划的国家。

Illumina公司的总裁Francis de Souza预计,在两年内将会有一百六十万人的基因组得到测序。

低成本测序意味着人们将获得海量的信息,“大数据”处理技术是解读这些信息的关键。Google率先注意到了这个趋势,并启动了收集健康人生物学数据的项目,在Google服务器上储存一个独立自然人的基因组每年只需二十五美元。Google还支持遗传学研究者组成联盟,尝试引入技术标准建立“Internet of DNA”,以便研究者们进行数据分享。

测序服务应当为消费者提供多少DNA信息,这一点一直存在着争议。美国FDA认为,直接面向消费者的遗传学健康检测还不能面市。然而总有人在想办法获得自己的遗传学数据,不少人通过网络了解自己的基因,甚至还有一位父亲测序了自己未出世孩子的DNA。

基因编辑技术CRISPR毋庸置疑是去年最火的生物学技术。去年一月,中国科学家们用这一技术对猴子进行了遗传学改造,现在人们正在尝试建立能模拟人类精神疾病的猴模型。去年科学家们已经开始争夺CRISPR专利的所有权,这一技术的重要性可见一斑。

2014年,生物医学领域迎来了治疗退行性眼病的新细胞疗法,HIV基因疗法也取得了积极的效果,而RNA干涉疗法重新崛起。此外,替代性器官的研发也取得了长足进步,比如人们已经通过3D打印向人造组织中成功添加了血管。

去年FDA批准的35种新药中有10种是生物学分子,这是一个新的纪录。据FDA统计,正在进入临床测试的新药中,生物学药物首次占据了数量优势,其中包括被称为“免疫疗法”的新型癌症药物,癌症免疫疗法是2014年最重大的医学突破之一。举例来说,Merck公司测试了一个帮助免疫系统识别黑色素瘤癌细胞的抗体,该抗体在一些患者中起到了奇迹般的治疗作用。另外,人们还对白细胞进行改造,让它们杀死特定的白血病肿瘤。

奥巴马政府制定的BRAIN Initiative将资金投入到新神经学技术的开发中,以解读大脑中的神经密码。而欧洲将大量资金用于一个大型项目,用计算机模拟人脑的Human Brain Project,这也引起了许多神经生物学家的不满。

生物工程能解决地球所面临的一些最大危机。比如说,转基因作物(GMO)可以帮助我们适应气候改变带来的未知挑战。然而许多人并不相信这种技术的安全性和实用性。在美国,一些企业希望编辑动物基因的新技术,可以改变公众对转基因动物的排斥。包括中国在内的一些国家,民众普遍对GMO心生恐惧,政府也放慢了转基因作物的商业化进程。不过,中国仍向这一领域投入了大量的研发经费。

这一切对于科学家们来说颇具讽刺意味。目前欧洲首个基因治疗药物已经上市销售,这种药物通过修正突变基因来治疗一种罕见的肝病,一剂的售价高达一百四十万美元,成为了历史上最昂贵的药物。与此同时,GMO作物仍旧受到欧洲国家的排斥。

在哈佛医学院遗传学大牛George Church的眼中,这就是一个技术上的悖论。“We have genetically modified human beings walking around in Europe not eating GMO food”George Church的这句名言被广泛引用。