“飞入寻常百姓家”应是100美元基因组测序时代的终极目标

2022-09-05

2017年初，Illumina发布了NovaSeq系列测序仪，并且，Illumina总裁兼CEO Francis deSouza在发布会上满怀信心地说会让人类全基因组测序价格进入100美元时代。当天，Illumina的股价大涨16.6%。在2019年，Francis deSouza再次喊话：“100美元的人类基因组测序时代将很快到来。到时，必将带来大数据'爆炸'浪潮。世界是否做好了准备，迎接它的到来呢？”



有不少人对此持怀疑态度，认为100美元基因组测序时代不会那么快到来，但业内不少人士还是相信Illumina有这个实力，毕竟作为全球基因测序龙头，Illumina的确成功地让过去动辄几十万美元的测序成本降至1000美元。    


抢Illumina风头
Ultima Genomics一鸣惊人

然而，多次放出豪言壮语“100美元基因组测序时代即将来临”的Illumina，却让一个在2016年成立的公司抢了风头。它就是近期备受瞩目的Ultima Genomics，这个名字很有意思，Ultim-作为词根有last、final之意，字面意思可译为终极/究极基因组，不过，也有人分析了Ultima Genomics的专利技术，得出Ultima的含义其实是末端碱基、终止子。


在1000美元基因组测序时代徘徊5年之久后，5月31日，蛰伏已久的Ultima Genomics一鸣惊人，在AGBT大会上推出了新型高通量、低成本测序平台UG 100™，可提供100美元的基因组测序，并且还获得了6亿美元的融资，并公布了与 NVIDIA 建立合作关系，可谓风光无限。（详情可见此文）

于是，Ultima Genomics成为了业界香饽饽，不断有企业与其建立合作关系。不久前，Ultima Genomics和全球早筛行业龙头Exact Sciences宣布双方已就Ultima的下一代测序技术达成战略合作，Exact Sciences也成为了Ultima Genomics公司E轮融资的投资者，并加入了Ultima的UG 100™高通量测序平台的早期准入计划。

Ultima Genomics的UG 100™正式商业发布预计还得到明年，究竟UG 100™能否达到预期，还有待考量。

100美元基因组测序1.0时代
仅仅是开端

那么，大概了解完Ultima Genomics后，我们姑且抛出1.0时代和2.0时代的概念。1.0时代显然是站在测序成本的角度上，这样的时代随着技术的发展已经逐渐成为现实，当1.0时代真正到来之时，2.0时代又是怎样的？

在过去，大多数人关注的焦点都在测序成本上，而忽略了通过这100美元成本所得到的基因组信息，是否能够真正地得到合理的应用。

实际上，基因组测序的成本并不仅仅只是在测序仪上的检测，还有咨询、后续的医疗服务费用等。医疗保险公司Point32Health的首席医学官Michael Sherman博士就表示：“医用测序所花费的总成本远不仅仅是在机器上运行样品，还有测序报告解读等后续花销。”

哈佛大学的遗传学家George Church博士则表示，对于客户来讲，基因组测序的服务价格应该为0。

给客户免费进行基因组测序?听起来似乎有点匪夷所思。

我们先来看一下这个筛查案例。有一家叫Dor Yeshorim非营利组织每年都会给数以万计的犹太青年提供基因筛查，以便他们能够了解后代的遗传病风险，不过，接受该项测序服务的用户不会被告知他们是否携带与疾病相关的致病遗传突变，而仅能了解他们的基因与配偶的兼容性，想了解详情就要进行后续的咨询付费服务。于是，受此启发，Church博士就说，将测序纳入孕前筛查便可以收回成本。因为有数据显示，约有2%-6%的新生儿医疗花费超过100万美元。好家伙，这种“免费+付费”的模式的确是许多商人成功的秘诀，Church博士的意思就是，我免费给你进行基因组测序，但我不把完整的结果告知给你，想了解更多详情就请付费咨询。

于是，Point32Health与Illumina签订了风险分担协议，想测试这个想法是否可行，该协议涵盖了对危重婴儿进行测序的费用，此外，双方还就无创产前项目检测也签订了类似的协议。

理论上，对客户进行基因组测序之后，研究人员就能针对测序信息知道该客户存在哪些患病风险。比如测序信息上显示BRCA1/BRCA2基因发生突变，研究人员就会知道客户罹患乳腺癌、卵巢癌以及其他类型癌症的风险将显著增加。

但现实情况是，疾病是由许多基因之间复杂的相互作用所导致的最终结果，携带有一个或一组突变并不能确保一定会患上某种疾病。一项在2017年开展的小型随机试验发现，在所有接受基因组测序的健康受试者中，约22%的受试者至少携带有1个与疾病相关的突变，但他们大都没有表现出这种疾病的临床迹象。

加拿大西安大略大学的Shiva Singh博士说：“拥有完整的基因组信息可能只是个开端而不是终点。”

100美元基因组测序2.0时代
离我们还有多远

除此之外，虽然美国拥有成熟的基层医疗体系，但能够解读基因组信息的临床医生却非常稀缺，而随着基因组测序技术不断更新迭代，势必会不断刺激客户对基因组信息的解读和咨询的需求。因此，培养一批能够解读基因组信息的专业队伍就显得格外重要，或许，之后可能会催生出基因信息分析师、基因信息咨询师等新职业。

除了上述所说，基因组信息的推广应用还存在伦理、数据的长期储存等其他不少问题。比如Rady儿童基因组医学研究所正在推行新生儿测序项目，希望通过这种方式来捕捉当前的筛查方法所可能遗漏的病变。不过，Rady儿童基因组医学研究所的首席执行官Stephen Kingsmore博士感叹道，实际上，项目在现实中有非常大的实施难度，要如何向患儿父母以及主治医生保证检测结果对他们有用，这就是一个难题。虽然我们对受试儿童进行全基因组测序，但研究人员也只能针对一些致病基因变异进行筛查，而无法做到面面俱到，毕竟，有一些疾病的发生，并不仅仅是在DNA的层面上。

综上所述，我们可以看到，未来基因组测序更进一步的发展，不应该是让这100美元仅仅局限在测序成本上，就算拥有完整的基因组测序信息，也还远远达不到应用的阶段。我们要做的，是让基因组测序能够在测序、早筛、诊断、后续的咨询服务和解读等方面进行全流程的应用和服务。

100美元基因组测序1.0时代仅仅是将测序仪的测序成本降低到100美元，它即将来临。但是，100美元基因组测序2.0时代是通过100美元，让测序所得到的基因组信息去真正全流程地应用和普惠到千家万户。就像Kingsmore博士说道：“对于100美元全基因组测序的未来，它总会发生的，只是并不像我们所想的那样即将来临。”博士所想的形式就是2.0时代，只不过，想要实现2.0时代，或许还有很长的一段路要走。

参考来源：
https://www.statnews.com/2022/07/27/genomics-racing-toward-100-dollar-genome/
https://mp.weixin.qq.com/s/t29FwF6NcJUXWpipFP5_SA
https://mp.weixin.qq.com/s/anXKPmumLVKjYmzcEQVPBA





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