拓展阅读七  未来40年的基因测序

        1977年，Maxam A/Gilbert W和Sanger F 各自带领的两个研究组分别在Proc. Natl Acad.Sci. USA上公布了新的DNA测序方法，开创了DNA序列分析的历史。在过去的40年里，DNA测序技术以惊人的速度在发展，“更准、更快、更低廉”的高通量测序技术产生的大量基因组相关数据，在基础生物学及相关领域，从考古学、刑事侦查到产前诊断、癌症预后等诸多方面得到了前所未有的广泛应用。

        2017年10月，美国国立卫生研究院美国国家人类基因组研究所所长Eric D. Green、美国加州首席科学官Edward M. Rubin和美国华盛顿大学华医学与基因组科学荣誉教授Maynard V. Olson在Nature合作发表了题为“The future of DNA sequencing”的文章，展望了未来40年基因测序的发展趋势。

        他们认为，未来DNA测序的发展将不会再由研究和技术本身所驱动，而是由市场需求来带动。随着DNA测序技术突破实验室的研究局限，进入临床医学研究和其他应用领域，“供需”规则将更加凸显。DNA测序真正具有最广泛转化性的领域是医学。DNA测序技术已经在诸多方面达到了临床应用的具体要求。例如，21三体导致的唐氏综合症的产前检测被认为是“发展最快的基因测试”，全世界每年大约有400万到600万孕妇通过外周血游离DNA对胎儿的21三体综合征进行诊断，而10年之内，这个数字将超过1500万。在高收入国家，基因组测序已广泛用于多种疾病的产前诊断，所得序列数据可以揭示大约30％的致病突变。

        在肿瘤学领域，基于DNA测序的液体活检正逐步发展为癌症诊断与预后评估的标准方法，逐步补充甚至取代传统的创伤性癌症诊断技术，因而已经成为肿瘤相关学术、产业及投资的热点。

        同样，便携式DNA测序仪的开发使得流行病学家能够在最为偏远的地区高效完成病原体，甚至是空气、水、食物的基因检测。在法医领域，便携式DNA测序仪可能成为一线警务人员的随身工具，在现场即时通过DNA检测确定嫌疑人。

        DNA测序技术发展和应用的瓶颈是需要解释所有的DNA序列数据的生物学或医学意义。大量DNA序列数据库与表型信息相结合才能使研究人员诠释出DNA序列所编码的生物学功能。

        关于DNA数据在医学中的实际应用的核心技术挑战是对数据的综合解读（meta-informational）能力。这需要将所获得的各种人、各种疾病状态的基因组DNA序列数据与数百万人多年的医疗档案数据库相结合才能满足临床疾病解读的巨大需求。为此，必须实现各国的基因数据资源共享。

【推荐阅读】

Eric D. Green, Edward M. Rubin and Maynard V. Olson. Thefuture of DNA sequencing. Nature 350:179-181. 2017

（药立波）