我需要搭乘两次地铁,步行十五分钟,喝掉一大杯咖啡,还要敲开两扇错误的办公室门,才能到达布朗克斯的犹太人遗传健康项目的办公室。我来这里是为了做一个基因筛查,目的是了解我可能遗传给未来孩子的基因。尽管我几周前就预约了,但这曲折的行程反而增加了悬念——以及我的焦虑。我为什么要进行这项基因检测?我对自己说。这简直是在自寻烦恼。了解我携带的基因信息真的会对我有什么好处吗?
遗传咨询师 Elisa 引导我回顾我的家族病史。我的父母是否患有我知道的遗传病?我的兄弟姐妹呢?已故的祖父母的死因是什么?然后她拿出了她所谓的“菜单”——一张列出了我可进行检测的 38 种疾病的纸。这些基因检测之所以有意义,是因为根据我的遗传背景,我可能是一名携带者。这些疾病的范围很广,有些会威胁孩子的生命,例如囊性纤维化,有些则会降低孩子的生命质量但不会过早结束生命,例如戈谢病。我浏览了这些选项,决定进行全套检测。我签了一份文件,然后去抽了三小管血。几周后,我就会知道自己可能将哪些疾病遗传给我的后代。
谁需要基因检测?
出于各种原因,全球数百万人正在进行基因组的全部或部分测序。“在过去十年中,基因检测的数量呈指数级增长,”我在蒙特菲奥雷(Montefiore)进行基因检测的遗传顾问苏珊·克鲁格曼(Susan Klugman)说,她是该院的生殖遗传学主任。如今的检测费用比以往任何时候都便宜,研究人员也开始更深入地了解可以从检测结果中得出哪些结论。尽管 23andMe 等公司已经向单纯好奇的人们提供了基因信息,但检测的主要用途在于医学;患者的 DNA 可以帮助医生诊断疾病并选择最佳治疗方案。尽管基因信息现在就很有用,但它变得越来越重要;从药物到家庭规划,未来医疗的护理方式正日益根据我们的基因量身定制。
尽管我们许多人都熟悉那些声称可以预测你是否会秃顶或戒烟难度的小型、特定基因检测,但我们对医生可能会要求的基因检测类型了解较少。
未来医疗护理正日益根据我们的基因量身定制。
它们可以检测什么?
基因携带者筛查和类似的产前筛查是首批普及的基因检测类型。准父母可以检测自己的基因,了解他们将疾病遗传给孩子的风险,并相应地规划怀孕;产前筛查则在母亲怀孕期间进行,通常在怀孕早期,以检测胎儿是否存在那些基因突变。根据生物技术公司Tute Genomics的首席科学官David Mittelman的说法,对于医学专业人员在这些检测中检查的少数几种疾病,其基因变异倾向于具有高度“外显性”——如果婴儿从父母双方各遗传一个突变的基因,他很可能会患上与之相关的疾病。这些疾病,包括泰-萨克斯病和镰状细胞贫血症,通常非常严重。
基因检测还可以帮助医生诊断患者。有时患者在出现任何疾病症状之前就会要求进行这些检测,因为他们预测自己有高风险。例如,如果一位女性看到多位家族成员患有乳腺癌,她可能会要求进行 BRCA 1 和 2 突变检测。了解自己是否携带该突变将有助于该患者了解自己罹患乳腺癌的风险水平,以便在疾病发作前采取预防措施,例如服用可以延缓发作的药物,或者如果风险特别高,则进行预防性乳房切除术。
在其他情况下,患者已经出现症状,医生希望诊断疾病以便找到最佳治疗方案。基因对于诊断癌症尤其有帮助。尽管我们所说的“癌症”实际上是数百种具有不同病因和诱发因素的疾病,但在所有癌症中,基因组都会以某种方式发生改变,导致原本正常的细胞不受控制地生长。
“基因检测可以帮助医生识别和分类癌症的触发因素,并可能揭示如何最好地治疗它的信息,”Mittelman 说。基因可以指导肿瘤学家选择最能有效对抗肿瘤的药物,这可能决定患者是死于该疾病还是能够存活下来。事实上,医学界正在兴起一个专门根据基因信息寻找最佳治疗方法的领域,称为个性化或精准医疗。
最后,医生可能会为发育速度可能不达标的儿童请求进行基因检测。与年长患者不同,婴儿无论患有严重的遗传病还是只是腹绞痛,都会表现出相同的症状,因此医生几乎不可能根据喂养和睡眠习惯来判断是否出了问题。但发育里程碑是一个更好的指标;如果婴儿到六个月大时还不能翻身,或者到 18 个月大时还不能走路,可能存在遗传原因。“如果父母面前的孩子出现的问题不符合某种特定的综合征,他们可能想了解具体的疾病和其突变,”生殖遗传学专家 Klugman 说。“这样医生就可以量身定制疾病管理方案,父母也可以为未来的兄弟姐妹做计划。全外显子组测序可能有助于阐明问题,”Mittelman 补充说,就治疗而言,干预越早,效果越好。
它们的效果如何?
无论患者是想进行家庭规划还是寻找最佳治疗方案,大多数这些检测都非常有效。但它们并非万无一失。“大多数时候,人们进行基因检测是因为他们想要一个确定的答案,”Klugman 说。“有时答案是肯定的,有时是否定的,有时则处于未知领域。”
这就是 Klugman 的意思。基因携带者筛查会寻找已知具有高外显性的特定突变,这些突变位于基因组的特定位置。虽然这些结果并非万无一失(突变仍可能存在于基因组的其他位置),但其他类型的基因检测结果可能更不确定,例如那些可能使女性患乳腺癌风险增加的突变。某些类型的 BRCA 突变与乳腺癌风险增加相关,而另一些则不然,还有一些则被称为“意义不明的变异”。到目前为止,这些变异与相关疾病之间的联系尚不清楚,仍在研究中,因此医生和患者可能不知道如何利用这些信息来改善预防。
虽然有些基因检测不像患者希望的那样提供很多答案,但有些则会揭示比预期更多的基因组信息——这被称为意外发现。例如,今年早些时候,一名加州妇女在进行了常规产前基因检测后,她的医生注意到了许多染色体异常,这可能反映了除胎儿以外的更多基因变异。进一步的检测发现她患有结肠癌,而她对此一无所知。遗传咨询师有一套框架来决定何时应告知患者意外发现。但 Klugman 也强调,遗传咨询师通常会在检测前告知患者可能出现意外发现,这样如果出现意外发现,谈话也会容易一些。
这会改变一切吗?
直到现在,研究人员一直专注于少数已知会导致疾病的突变。但基因检测的未来正变得更加复杂,部分原因是现在研究人员可以快速解读一个人的整个基因组,而不像以前那样只能局限于少数显眼的等位基因。有了更多的数据,医务人员就可以根据患者的基因来评估她罹患特定疾病的风险。“风险评估通常更复杂,因为它经常与复杂性状相关,”Mittelman 说。每个人都有少量基因突变的组合,而这些突变会影响其他基因的表达。这可能对环境因素的作用以及最终一个人是否会患病产生巨大影响。“你需要大量数据来弄清楚这些突变是如何组合在一起的。目前,这仍然过于复杂而无法解读,”Mittelman 说。
研究人员已经开始将海量基因数据与疾病和治疗联系起来,但他们通常需要一种处理这些数据的方式。越来越多的公司竞相成为协助研究人员进行此过程的顶级数据处理工具。在癌症领域,IBM 已将其在《危险边缘》节目中获胜的 Watson 应用于将癌症突变与正确的药物组合相匹配以治疗疾病。这意味着医生将能够确定哪些治疗对每位患者最有效,但这也意味着他们将能更好地了解一个人未来患上某种疾病的风险。
产前检测也正在变得更加复杂。目前的检测可以在怀孕 9 周后进行,从母体血液中提取婴儿的 DNA,以查看孩子是否带有唐氏综合征等疾病的遗传标记。但很快,这些检测将能够检测婴儿整个基因组的更多突变,杜克大学(Duke University)科学与社会学讲师 Sara Katsanis 说道,她专注于基因检测的政策。越来越多的人在孩子出生前(在体外受精的情况下,在胚胎植入前)就解读孩子的基因组,并能够确保不会诞生患有致命遗传病的婴儿,或者,如果婴儿出生了,能够尽早开始治疗以尽量减轻病情的影响。
Katsanis 预测,在未来 20 年内,更广泛的产前基因检测将超越严重的疾病,并允许父母选择具有特定和理想特征的孩子。她表示,几十年来一直在美国进行的关于产前检测的争论将继续并加剧。“如果 20 年后有一项基因检测能以 70% 的确定性预测谁会患上双相情感障碍,你会想让你的孩子拥有这样的特征吗?”Katsanis 说。“这是未知的领域,没有人知道这个问题的答案。由社会和监管机构来决定哪些特征将出现在菜单上,哪些是我们认为在社会上可接受的。”
由社会和监管机构来决定哪些特征将出现在菜单上,
如今,当一个人进行基因检测时,结果通常只与患者和她的医生共享。但 Katsanis 预测,很快,我们的医疗记录将包含我们完整的基因组测序结果,以及我们童年疫苗接种和手术记录的档案。这些信息将很有用,因为它能让医生通过比较患者一生中不同时期的基因组来精准定位致癌或致病突变。“这是一个不断变化的环境——基因隐私最终将消失。一切都将纳入电子病历,”Katsanis 说。
但基因检测已经开始走出医生的范畴。23andMe 等公司已经走在了直接面向消费者的基因检测前沿,尽管美国食品药品监督管理局(FDA)出于对误读结果的担忧,阻碍了他们的一些努力。Mittelman 预计,这类检测将变得更加普遍,但遗传咨询师在帮助人们理解检测结果的真正含义方面将变得更加重要。
那么?你还好吗,Alex?
检测两周后,我接到了遗传咨询师的电话:我的检测结果全部为阴性,就像在该中心接受检测的大约三分之二的人一样。咨询师祝贺我身体健康,但警告我说,我的结果并不意味着我摆脱了所有致病突变。即使是我进行了检测的疾病,突变也可能潜藏在我的基因组的其他地方。这些注意事项呼应了专家们之前多次提到的观点:在基因检测能在医学领域及其他领域发挥其全部潜力之前,人们需要更好地理解基因是如何运作的。这种知识可以帮助他们不再那么警惕,这是件好事,因为基因检测终将变得如此普遍,我们不再担心它们。“现在的基因检测和未来的基因检测都是预测性的——这意味着它们不包含任何确定性(关于风险或疾病),”Katsanis 说。“在人们理解基因不是水晶球之前,他们将继续害怕这些信息。”
我个人很高兴我做了携带者筛查。目前,这些信息并不是特别有用,但如果我决定要孩子,它肯定会再次与我的伴侣讨论。考虑到医学的发展方向,我将来很可能进行全基因组测序,这将揭示更多关于我的疾病风险和可能的治疗方法。只有在这种背景下,这些信息对任何患者才是有意义的。“我们的未来包含 ACG 和 T,而不仅仅是‘正常’,”Katsanis 说。在一个非常可能(甚至不可避免)的未来,科学家们能够解读人类基因组并将其与健康联系起来,“正常”将不再足够——为了理解我们的基因与健康的关系,我们必须了解它们如何相互关联,并且不害怕我们发现的东西。