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中美逐鹿「精準醫學」:誰能更快破譯國民基因密碼?

為了給定製醫療方案奠定基礎,中國迅速開始了海量基因數據收集,而美國花了大量時間和精力來進行基礎設施建設。哪國的方案能搶佔先機?

成都,這個中國西部城市向來以大熊貓保護基地聞名海外,而這一次,為了救治另一種跟瀕危遠不搭界的物種——人類,這裡的科學家啟動了一項目標宏偉的計劃。

他們的目標是收集大量中國公民的基因數據並加以分析,找出癌症和精神分裂症等疾病的病因,同時為探索新型治療方案奠定基礎。

科學家希望能識別出致病的基因突變或基因異常,然後根據每個人的基因藍圖定製藥物,這一領域被稱為“精準醫學”,目前正蓬勃發展,利潤十分可觀。

中共國家主席習近平已將這一科技創新定為國家要實現的重點目標之一。成都四川大學的科學家們參與了這一全國性的項目,即破譯至少100萬名中國公民的基因組成。中國將在該項目上投資數十億美元,志在讓中國挺進歐美主導的精準醫學前沿地帶。

中國正努力挺進基因研究的最前沿,但其數據收集項目缺乏美國同類計劃的精確性。圖表中為中國五個精準醫學項目及其與美國項目的對比。

中國在2016年3月宣布精準醫學計劃,啟動時間比美國晚了一年多,但中國預計能在2020年前達成數據採集目標,比美國提早兩年。英國、法國和卡塔爾等也在開展一些規模稍小的類似項目。

參與中國該項目規劃的科學家詹啟敏表示:“中國有躋身現代醫學前沿的潛力。”

計劃一旦成功,精準醫學能為患者提供最合適的藥物,極大地造福公眾健康,同時也削減不必要的政府開支。

當美國仍在為正式開展該項目做必要的基礎設施建設時,中國早已大步向前,着手積累基因樣本了。然而,中國解決基本程序細節的能力並未跟上項目匆忙上馬的步調,比如採樣參與者的基因數據應存放在哪裡,這樣的問題都還沒有得到解決。

由四川大學提取的癌症患者基因樣本被送進北京清華大學實驗室進行分析。

中西方採樣參與者之間的權利差異十分明顯。在西方,人們會有保護病人隱私方面的擔憂,擔心數據管控不當,以及僱主會因疾病歧視應聘者,因此說服公民提供基因樣本要比在中國困難得多。這些擔憂在中國就很少見。

“患者基本不會拒絕醫生,而且人們一般認為這是為社會做貢獻。”四川大學華西醫院的該研究項目負責人石虎兵教授表示。他說,在提取基因樣本之前,醫生會徵求志願者的意見,大多數人都會同意,而且基本不求回報。“我們不能承諾告知他們任何結果。目前這個階段,我們自己都不知道能出來什麼成果。”石虎兵教授說。

美國的採樣參與者不但能了解個人的基因檢測結果,還能得知他們參與的研究項目的總體成果。

石虎兵是中國第一批接到國家撥款、參與精準醫學項目的科學家之一。這些科學家研究的疾病方向以癌症、心血管疾病以及神經系統紊亂為主,中國的14億人口為他們提供了豐富的樣本資源。科學家將健康人群的基因樣本按民族分類,以此分析是否某一族群患上某種疾病的可能性更高。

在四川大學華西醫院,石虎兵率領的研究團隊正着手提取結腸癌患者的腫瘤組織以及其他樣本。隨後,這些樣本會被儲存在乾冰中,空運至北京,由另外兩所公立大學的團隊使用測序儀(一種把基因信息轉化為可識別代碼的儀器)對其進行分析。

科學家將嘗試推斷出是哪個基因中的哪些突變導致某個患者生病,以便能為患者量身定製藥物。

患者的腫瘤組織被研磨成極細的粉末,研究人員準備將其放入儀器中解析。

引發同一種疾病的可能是不同基因中的不同突變,因此定製個性化的治療方案必須建立在繪製出患者的基因藍圖的基礎上。科學家需要挖掘海量基因數據來識別基因模式,才能制定出精準的治療方案。

石虎兵預計中國要到2020年才能繪製出準確的基因模式,並驗證潛在結果。此後,中國本土製葯公司中肽生化有限公司(Chinese Peptide Co.)將嘗試利用他的研究成果研發新的結腸癌藥物,他表示這一過程也相當複雜,也會花費許多年時間。

華西醫院是中國負責收集基因數據的數十家機構之一。《華爾街日報》記者查閱的資料顯示,中國政府迄今斥資兩億多美元,啟動了100多個此類項目,每個項目都由不同的科學家牽頭。

據中國國有媒體報道,到2030年底,政府在精準醫學項目上投資將超過90億美元。而在美國,國會迄今只向衛生與公眾服務部(Department of Health and Human Services)撥款5.27億美元,該部門是負責監督主導此項研究的主要機構。未來在該項目上的資金投入則與聯邦政府的年度預算掛鈎。

美國國家衛生研究院(The National Institutes of Health,簡稱NIH)負責收集至少100萬名公民的基因樣本,目前,該機構已經開展了一個試點項目,今年將開始正式招募參與者。

“貿然行動是不可取的。在啟動全國性的項目之前,我們要確保萬事俱備。” NIH的計劃負責人Eric Dishman表示。

美國研究人員將把其他可能導致基因突變及致病的有害因素(比如吸煙)也納入研究範圍。Dishman說,研究人員還會通過可穿戴設備監測參與者的飲食、運動和生活方式。他說,中國並沒有宣布監測參與者生活方式的計劃,而是“有些痴迷”於破解出基因密碼。

中國政府尚未決定數據分析結果應存放在哪裡,因此清華大學只得購買更多的存儲空間。每個人的基因編碼都需要佔用以千兆位元組記的存儲空間。

“這種數據很重要,”Dishman表示,“但只靠它是無法得到所有問題的答案的。”

只有當中國的研究成果真正幫助研發出新型藥物,或是找到其他發現,推進全世界對疾病的了解,中國的精準醫學項目才算取得成功。然而,由於缺少一個中央存儲庫,研究人員無法交叉比對同行們提取的基因樣本,因此大大降低了數據挖掘的潛力。

中國政府並未向負責數據收集的中國科學家提供數據存儲空間。因此各高校只能把基因信息存在各自的服務器上,每個人的基因編碼都需要佔用以千兆位元組記的存儲空間。

美國則計劃將所有的數據都上傳到由Google運營的雲服務器上。

中國精準醫學計劃的規劃人詹啟敏說,“這類大型雲服務器不能由政府來建設。”但他也表示,中國還未決定如何實現這些數據的集中處理。

阿波羅網責任編輯:楚天 來源:華爾街日報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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