科学网—标签 - 基因测序

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bingansuan 2019-8-6 19:52

在商业社会里产品是一个联系生产者和消费者之间的纽带。产品除了实体形式之外，也有虚拟形式，甚至服务也是产品的一种形式（服务即产品，Service as a Product）。商业的本质是产品，营销手段是锦上添花。换言之，即便营销手段再强大，如果产品自身的价值无法满足消费者需求，真正解决其痛点，买卖基本是一锤子买卖，更不用讲口碑营销及复购等。产品价值分为产品自身价值和消费者感知价值。产品自身价值取决于产品的科学基础以及产品解决的市场痛点/问题，就好比产品这个大厦构筑在什么基础之上。就科学基础而言，产品有基于硬科学（诸如物理、化学、数学），譬如消费者购买的电脑或手机，更多基于硬科学；还是软科学（诸如生物、医学等），譬如消费者购买的疫苗、药物更多基于软科学。许多正在发展中的学科，尤其是软科学，人们对表型、疾病背后的发生机制或分子机理了解不多或非常有限。如果不是机制研究完全清晰，而是基于有限了解的基础，开发出来的产品，会存在天然风险或系统性风险，但对于企业或个人来说，如何把握商业机会和系统性风险之间的平衡，看造化。在历史上，由于不了解机制或了解有限，而匆匆将先锋理论或试验产品化，进而商品化，推出到终端客户眼前，带来的问题不少见。从上世纪八九十年代的基因治疗就可见一斑。美国遗传学家威廉·安德森（William French Anderson）受到麻省理工学院的理查德·穆里根（Richard Mulligan）在1984年发表的一项研究启发，尝试改造一种莫洛尼鼠白血病病毒（MoMLV）用于基因转移。FDA 于1990年9月14号批准了安德森的申请，这也是第一例获批的人体基因治疗试验。安德森及其团队选取了两名患有腺苷脱氨酶缺乏症的儿童。这种病是由于腺苷脱氨酶基因突变而失去活性造成，病人表现为几乎完全失去机体免疫力。两名受试者阿善堤·德西尔瓦（Ashanti DeSilva）和辛迪·凯思克（Cindy Kisik）均对治疗产生了良好的反应。安德森因此被称为“基因治疗之父”。安德森的试验成功迅速点燃了医学界的热情。1990 年代，基因治疗的临床试验在各个国家迅速开展起来。1999 年宾夕法尼亚大学开展了一项针对鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症（OTCD，orinthine trascarbamlase deficiency）的临床试验。这是一种单基因遗传病，患者因OTC基因突变而不能正常代谢蛋白质。通常这种病会导致胎儿致死，但也有少数病人能够存活，但是必须严格控制饮食和每天服用大量药物。杰西·基辛格（Jesse Gelsinger）是这种疾病患者中的幸运儿，九死一生后活到了 18 岁。当听闻宾大在进行这种病的新疗法临床试验后，他很快签署了知情同意书。医生告知他和他的家人这个试验风险很小，是一种把正常基因转移到肝脏细胞里的新疗法。然而，在接受了这种疗法后，基辛格很快因血氨急剧升高而导致多器官衰竭和昏迷。数天后，他的家人在没有任何希望的情况下决定撤除医院对他的生命支持。基辛格的生命永远定格在了18岁。起初，基辛格的家人认为这是一起无法预见的悲剧，并未怪罪研究人员，还发表声明支持医院对该疗法的继续研究。但其后的调查令形势急转直下，这项试验的研究人员被发现同时存在多种违规试验情况。首先，调查人员发现前期的动物实验中，有两只猴子在治疗过程中死亡了。这些材料在送给美国国立卫生研究院评审的材料中出现了，但在基辛格的知情同意书上却并未展示。更为严重的是，在基辛格之前的受试者已经出现了严重不良反应，但研究人员也没有告诉基辛格，甚至没有向管理机构报告这一情况。而更让人不能接受的是，事后的调查显示，这远远不是个案，在从1990年开始的多个基因治疗试验中，只有不到6%的不良反应被如实汇报。进一步的调查显示主持这项研究的詹姆斯·威尔逊（James Wilson）教授实际上是参与这项研究公司的股东，而这个公司正急需通过良好的试验结果去申请专利并融资。威尔逊以宾大教授的身份主持了研究，却并未告诉基辛格等受试者他实际是参与研究的商业公司的利益相关者。最终，基辛格的家人在悲痛中将威尔逊和其他研究者告上了法庭。美国FDA也对宾大进行了严厉的制裁。然而这一切却换不回基辛格年轻的生命。随后媒体对事件的披露，在美国引起了轩然大波，也引发了人们对基因治疗的担忧和恐惧。科学家也发现，无论一种疗法在科学上多么站得住脚，如果没有严格的安全监管，也会暴露巨大的问题。那么只要一切符合安全监管要求，就一定能保证新疗法的安全性？很快，一起新的试验又给科学界上了沉重一课。 1999年开始，英国和法国的科学家们使用类似的病毒载体进行了另一种免疫缺陷遗传病（连锁重症联合免疫缺陷，SCID-X1 ）的治疗试验。这一次，他们决定比安德森更进一步，直接修改产生白细胞的“母亲”——骨髓干细胞。这样能够避免病人多次地输血治疗，因为白细胞的寿命很短，而骨髓干细胞可以源源不断地产生白细胞。研究人员把经过改造的骨髓干细胞注射给一些患病的婴儿，在经过两年多的观察，研究者们发现受试的病人免疫机能得到了良好的恢复，也没发现严重的副作用。研究者们欢欣鼓舞地把试验结果发表在2002年的《新英格兰医学杂志》上。然而，研究人员沉浸在成功的喜悦还没几个月，法国的研究中心发现试验中的一位小病人发生了白血病。到了第二年，法国的研究中心又发现了4例白血病。如此集中地发病显然不是偶然现象，科学家经过研究发现MoMLV病毒载体在骨髓干细胞中整合入基因组的位置激活了LMO2基因，而这个基因是已知的白血病诱因。虽然真相大白，但代价是惨重的。从1990 年第一例基因治疗，到2017年，美国FDA正式批准了两种针对血液疾病的CAR-T疗法，分别是诺华的Kymriah和Kite 制药的Yescarta，以及一种针对眼科遗传病的疗法Luxturna，这中间经历了 27 年的艰难摸索。 1996年，美国国立卫生研究院的顾问委员会曾经指出，人类对基因疗法背后的各种基础机制研究还不透彻，研究人员应当将目光放回实验室和基础研究。 20多年后的今天，我们已经开始摘取一些基础研究的硕果，而人们也认识到基础研究对基因治疗的重要性超过以往任何治疗手段。基因治疗作为一种全新疗法，随着技术的成熟将会为很多不治之症带来希望，也必然会在医学领域大放异彩。我们用基因治疗的过往案例介绍，窥一斑而知全豹，可以看见一个产品从基础研究、临床试验到产品化，直至最终的商品化，会经历种种磨难、考验和完善。在只有科学基础的坚实支撑下，我们才能不仅仅只是憧憬美好的未来。

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期刊推荐 | 关于使用全基因组测序进行胎儿诊断的联合立场声明

WileyChina 2018-9-17 23:26

DNA 测序已经快速发展为遗传病诊断的重要手段。目前，外显子测序（使用靶向临床位点测序或全显子组测序）是临床上主要的方法。然而，随着解译工具和合适数据源的发展以及成本的降低，全基因组测序的使用率很可能会增加。目前，测序逐渐被整合到护理中，为了让大家知道其复杂性，尤其是用于对疑似遗传变异胎儿的产前诊断时的复杂性，国际产前诊断学会（ISPD）、母胎医学学会（SMFM）和围产质量基金会（PQF）为提供该项服务的实验室和临床人员提出了一些“需要考虑的要点”，相应文章发表在了 Prenatal Diagnosis 期刊上。面向为遗传变异产前诊断提供DNA测序服务的实验室和临床医生，这篇文章给出了关键的指导方针。点击 https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pd.5195 阅读文章。期刊简介 Prenatal Diagnosis welcomes submissions in all aspects of prenatal diagnosis with a particular focus on areas in which molecular biology and genetics interface with prenatal care and therapy, encompassing: all aspects of fetal imaging, including sonography and magnetic resonance imaging prenatal cytogenetics, including molecular studies and array CGH prenatal screening studies fetal cells and cell-free nucleic acids in maternal blood and other fluids preimplantation genetic diagnosis (PGD) prenatal diagnosis of single gene disorders, including metabolic disorders fetal therapy fetal and placental development and pathology development and evaluation of laboratory services for prenatal diagnosis psychosocial, legal, ethical and economic aspects of prenatal diagnosis prenatal genetic counseling Case reports will be considered but will be published as research letters. The overriding criteria for publication are scientific merit, originality, and interest to a multidisciplinary audience. 主编简介 Dr. Diana Bianchi 点击 https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-names-dr-diana-bianchi-director-national-institute-child-health-human-development 了解更多 Dr. Diana Bianchi的介绍信息。点击 https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/journal/10970223 进入期刊主页。

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等我有钱了，测他一亿人的基因组

ChengyangWang 2018-1-4 11:00

本文转载自嘉因微信公众号，已获得授权。查看最新文章，敬请关注嘉因，微信ID：rainbow-genome 作者：小哈来源：嘉因昨天央视新闻报道我国启动“十万人基因组计划”，早上看到生信技能树的《限制我们想象力的就是贫穷》，江苏今年十月已启动“百万人群基因组计划”。如果我有钱有资源，那我是不是可以启动个“ 一亿人基因组计划 ”？？？等等，好像有哪里不对我静下心来思考了一下，这一亿人的基因组计划要如何设计？想挖掘出什么样的规律？找哪些人来测？怎样分组？都取血液、肿瘤组织？器官捐献者的组织要取哪些？怎样设对照？怎样设重复？或者，不要那么麻烦，先测了再说？翻了翻以前写的实验设计帖子：测多少数据量？几个G？多少reads？如何换算？ RNA-seq要做几次生物学重复？找出来的100%都是真正的应答基因 ChIP-seq的重复次数和对照 ATAC-seq的重复次数 eCLIP-seq的重复次数和对照全基因组、外显子组、区域捕获测序实验设计再查了查几个国际项目的实验设计： GTEx的实验设计《把RNA跟基因型、疾病联系起来 | GTExPortal、dbGaP、recount2视频》样本 GTEx收集了来自960个人，超过2万samples，53种tissue；数据类型 RNA-seq 成果鉴定了673个trans-eQTLs at 10% genome-wide FDR ENCODE的实验设计《 ENCODE介绍视频 | 由ENCODE成员翁志萍教授亲自讲解》样本 GTEx收集的捐献者的组织、原代细胞、以及其他细胞系。数据类型 DNase-seq、ATAC-seq、组蛋白修饰的ChIP-seq、转录因子ChIP-seq、RNA-seq、 RAMPAGE、RIP/CLIP-seq、 DNA甲基化、ChIA-PET、Hi-C 成果不管它发了多少CNS文章，反正查ENCODE数据已经成为我们日常科研中不可或缺的一步。 TCGA的实验设计《 TCGA教程大合集：不会编程是常态，但永远难不倒努力前行的临床医生》样本 33种癌症，超过11000位患者的肿瘤样本以及配对的正常组织。数据类型临床数据、基因组或外显子组、RNA-seq 成果高水平文章数不过来，临床上对哪个基因感兴趣，我就拿出手机查该基因的TCGA数据，看它在哪个组织表达量高，再上电脑看生存曲线《装这个app，妈妈再不骂我捧着手机不干正事了 | 北大唐泽方GE-mini和GEPIA 》最后，得出这样的结论：给我测一亿人基因组的钱，我也不测一亿人的基因组。 Q：测啥呢？ A：我收集1万中国某种癌症患者的肿瘤组织，尽量收集同一患者来源的正常组织做对照。做好临床数据的录入和标准化，测下面这些：基因组 DNA甲基化 RNA-seq eCLIP-seq ATAC-seq 组蛋白修饰的ChIP-seq 转录因子的ChIP-seq ChIA-PET Hi-C Q：为啥测一亿人基因组的钱，你做这9个实验就只能测1万人了？ A：基因组测序没啥技术门槛，有钱就能做。而ChIP-seq、ATAC-seq和eCLIP-seq技术门槛太高，国内能做好的人才太少了。我要从培养人才做起，21世纪最值钱的是人才。

个人分类: 测序实验设计|2778 次阅读|0 个评论

[转载]人类简史（101）

罗非 2017-9-8 09:18

　　让尼安德特人再现　　然而，遗传基因学家想改造的还不只是现有的生物，甚至也想让已绝种的动物再现身影。而且对象还不只是像电影《侏罗纪公园》演的恐龙。从西伯利亚冰层里挖掘出长毛象遗体之后，由俄罗斯、日本和韩国组成的科学家团队最近已经完成长毛象的基因定序。他们正在计划要拿一个现代大象的受精卵细胞，将大象的 DNA 换成长毛象 DNA ，再重新植回大象的子宫。只要再经过大约 22 个月，长毛象就能在绝迹近 5000 年后再次重现于地球。 123 　　然而，又为什么要画地自限，只做长毛象呢 ? 哈佛大学的乔治 · 丘奇 (George Church) 教授最近指出，完成尼安德特人基因组计划 (Neanderthal Genome Project) 之后，我们就将能在智人的卵子里重建尼安德特人的 DNA ，在 3 万年后再次诞生一个尼安德特人的小孩。丘奇表示，只要给他少少的 3 亿美元预算，这就可能成真。而且已经有几位女性自愿担任代理孕母。 124 　　我们为什么需要让尼安德特人再现 ? 有些人认为，如果我们能研究活生生的尼安德特人，就能解决某些关于智人起源和独特性最难解的问题。只要能比较尼安德特人和智人的大脑，找出两者不同之处，或许我们就能知道有什么生物上的变化让我们产生了现在的意识。而且，有人认为这也有伦理道德上的理由：如果是智人造成了尼安德特人灭绝，岂不该负责把他们救回来 ? 此外，有尼安德特人这种人种也可能很好用。许多产业可能很高兴，因为两个智人才能做的粗活，尼安德特人一个就能搞定。　　然而，又为什么要画地自限，只做尼安德特人呢 ? 为什么不回到最初上帝的那块画板，直接设计出更完美的智人 ? 智人的种种能力、需求和欲望都根源于智人的基因，而且智人的基因组其实并不比田鼠或老鼠复杂太多。 ( 老鼠的基因组有大约 25 亿个核碱基，智人约有 29 亿个，也就是说智人只比老鼠复杂了 14% 。 )125 在基因工程的中程发展 ( 或许就是几十年内 ) ，基因工程和其他各种生物工程可能有办法带来影响深远的改变，不仅能够改变人类的生理、免疫系统和寿命长短，甚至能改变人类的智力和情感能力。如果基因工程可以创造出天才老鼠，为什么不创造天才的人呢 ? 如果基因工程可以让两只田鼠长相厮守，何不让人类也是天生彼此忠贞不贰 ? 　　认知革命后，智人从几乎微不足道的猿类变成了世界的主人。然而智人的生理并没有什么改变，甚至连大脑的容量和外形也和过去几乎相同。可见这只是大脑内部几个小小的调整罢了。也或许，只要再有某个小小的调整，就会引发第二次的认知革命，建立一种全新的意识，让智人再次改头换面、彻底不同。　　虽然我们目前确实还无法创造出超人类，但看来前方的路上也没有什么绝对无法克服的科技障碍。现在真正让人类研究放慢脚步的原因，在于伦理和政治上的争议。然而，不管现在的伦理论点如何有说服力，未来的发展似乎势不可当 ; 特别是这有可能让我们无限延长人类生命、解决各种疑难杂症，以及强化人类认知和情感上的能力。　　举例来说，如果我们本来只是想治疗阿兹海默症，但发现药物的副作用是大幅增进一般健康民众的记忆力，又该如何 ? 这种研究挡得住吗 ? 而等到药物开发生产之后，会有哪个执法机关能够规定仅得用于治疗阿兹海默症，一般人不得用以取得超级记忆力 ? 　　我们现在还不知道生物工程是不是真能让尼安德特人再现，但这很可能将为智人拉下终幕。操纵基因并不一定会让智人大批死亡而绝种，但很可能会让智人这个物种大幅改变，到最后就成了另一个物种，而不宜再使用智人这个名称。

个人分类: 科普|1319 次阅读|0 个评论

“莫让基因测序沦为‘算命神器’”：赞！很不靠谱，差得远着呢！

ericmapes 2017-3-22 11:48

“评论：莫让基因测序沦为‘算命神器’”：赞！很不靠谱，差得远着呢！附上：评论：莫让基因测序沦为“算命神器” 作者：罗志华来源：中国青年报发布时间：2017/3/2210:58:29 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/3/371247.shtm 得出一个科学结论必须经过严谨论证，不能存在含糊空间。通过基因测序来预测孩子的未来，缺乏严谨的论证，无非是一种想当然。 ------------------------------------------------ 抽一滴血就能知晓孩子是否“天赋异禀”，取一滴唾液就能预测你的未来……近年来，基因检测市场日益火爆，各种基因测序项目层出不穷。多位专家在接受记者采访时表示，看似“无所不能”的基因测序项目，实际上不少是商业利益驱动下的“高科技陷阱”。（《信息时报》3月21日）基因测序在医学领域很有发展前途，比如通过测序和分析，可以研究某种疾病与特定基因形态的对应关系，进而早期发现并干预这种疾病。好莱坞女星安吉丽娜·朱莉之所以在未发病时切除乳腺，是因为她存在家族性缺陷基因。假如不事先切除乳腺，她将来罹患乳腺癌的几率很高。许多类型的癌症以及高血压、糖尿病等慢性病，都能找到与特定基因的对应关系。即使某些与基因相关的疾病已经出现，基因测序也可以帮助找到突变的基因，进而准确地进行靶向治疗，这正是精准医疗的研究方向。当人类化解伦理难题后，还可以在生命诞生前进行基因诊断及修复，大幅减少一些遗传病或慢性病的发病率。基因测序的重要性不言而喻，只要保持正确的研发方向，它终将发挥出巨大潜力。然而，基因测序技术也可能被滥用。当前被广泛运用的商业性基因测序，就是这类技术被滥用最突出的表现。这些项目虽然打个高科技的幌子，实际上是玩着伪科技的把戏。得出一个科学结论必须经过严谨论证，不能存在含糊空间。通过基因测序来预测孩子的未来，缺乏严谨的论证，无非是一种想当然。窥探孩子的天赋异禀，甚至预测婚姻，检测进取心、节俭程度、性格和生活习惯等，这是算命先生才干的事，与科技“八竿子打不着”。然而，借基因测序推广这些项目，不仅极具欺骗性，而且并不缺乏市场需求。这是因为，普遍民众不大愿意去探究深奥的科学理论，将基因测序通俗化，甚至通过想象去增补认知上的不足，易被民众认同和接受。基因测序成为“算命神器”，不仅坑害了民众，而且影响这一科技项目的声誉。将来有一天，当基因测序正式被广泛运用于诊疗后，或许反而得不到患者的理解与支持。基因测序尚处初始阶段，在此期间若不矫正一些不良倾向，将来或将付出更大代价。规范基因测序，抬高准入门槛，叫停无序开发和技术滥用，已成这一领域的当务之急。

个人分类: 社会热点时评|316 次阅读|0 个评论

由小生大：小小碱基引发大案件！

热度 4 brianring 2016-9-6 16:33

由小生大特洛伊被毁灭之后，埃涅阿斯背井离乡，爱上了迦太基女王狄多。这是一件小事，这年头往爱河里跳的人很多。当狄多发现埃涅阿斯将要离开她去罗马，她的绝望真的令人泪目。她夜不能寐，内心无法平静；绝望、愤怒和爱恋撕扯着她的内心。怎么能发生这种事情呢？圣经告诫我们要爱自己的敌人(克罗斯比、斯蒂尔斯、纳什和杨说我们应该爱跟自己同一战线的人)。实际上，埃涅阿斯和狄多的爱情就是爱自己敌人的典型，据说，他们无法继续的爱情最终导致了布匿战争的爆发。在罗马谣言女神法马的努力下，他们恋爱的消息广为传播、甚至漂洋过海。据古罗马诗人维吉尔所说，法马的能力在于让最初又小又弱的东西迅速膨胀，走在地上，却埋首于云端。如果读过《People》和《Hello!》杂志，你就明白鸡毛蒜皮的小事用超大版面报道是怎么一回事了。调查也是一件一件小事的集合。英格兰的征服者威廉所推行的末日审判调查就是最初的公共信息大调查之一。为了确保税赋和兵役的正确分配，他下令调查贵族和国家收入的来源。这其中包含了大事和小事，大到皇家园林，小到一株灌木丛，甚至还对不同用途的木材进行了详细区分。单个灌木丛可能不值什么，买一个汉堡也花不了多少钱，但是现在麦当劳的估值超过了1000亿美元。所以说规模大小可能不重要，数量多少才是关键。据记载，威廉所拥有的灌木丛数量还是相当可观的。基因测序其实也是一项调查。每个人体内都有三十亿对碱基，就算只对人体内的易感基因进行调查（因为在基因序列水平上，人与人的相似度高达99.9%），检测的对象也多达一百万项。基因检测的对象为单个碱基，例如A、C、T或者G。非常小，一般情况下也不是很重要。但是，偶尔也会存在特例。最近，加利福利亚法院有一个案子就是围绕一个男孩的单个碱基来展开的。这个孩子的父母在他入学的时候提供了健康证明，表示他有一个（法院的文件中显示的是“ 几个 ”）与囊性纤维化症（以下简称CF ）相关的标记物。囊性纤维化是一种遗传性肺部疾病，通常会引起肺部感染。在欧洲人中，相关的基因突变很常见，差不多每30人中就有一个携带CFTR变异基因。只有CFTR基因的双拷贝都发生变异才存在患囊胞性纤维化症的风险。CF儿童很容易受到其他CF儿童所携带的传染性肺病病毒的感染。在Chadam的案例中，帕洛阿尔托学校的一个老师（错误地）把Chadam的孩子也患有CF这件事告诉了另一个CF儿童的家长。于是这个家长要求Chadam的孩子转校，最后校方答应了。 Chadam一家辩解说他们的孩子没有CF，然后孩子还是回到了学校。这是否意味着他们打赢了这场战， Chadam家的孩子和父母可能会有不一样的见解。目前尚且不清楚Chadam一家是否向学校声明他们的孩子只有一个拷贝的CFTR变异基因，这样的话他永远不会患上囊胞性纤维化；或者他有两个拷贝的变异基因，只是没有显示出任何症状。如果是前者的话，那么学校的反应就太搞笑了。每三个教室中就有一个教室里坐着一个携带了CFTR变异基因的孩子。他们都不可能给其他的孩子造成患病风险。如果Chadam一家曾经透露那个孩子CFTR基因的两个拷贝都有变异，那么学校的行为可能就没那么搞笑了。DeltaF508位点突变（并不是那个孩子的突变位点）在与其他CFTR变异结合时具有很强的渗透性。也就是说，在携带这种变异基因及另一种CFTR变异（常见的与CF相关的CFTR突变差不多有30种）的人中，大多数都患有CF。非DeltaF508位点的CFTR变异渗透性则要弱得多。也有可能小男孩两个拷贝的CFTR变异渗透性都比较高，尽管没有表现出任何症状，他也可以被视作其他CF学生的潜在风险。在这种情况下，他很有可能患有CF，并会把肺部病毒传染给身体较差的孩子。不过，在没有任何症状的情况下，这种风险只能算是潜在的。本案的法律判决已经超过了我的能力所及，大家不妨自行百度了解更多。但是这个案例再一次证明了小事的重要性。孩子基因中的一个小小碱基就决定了校方是否具有披露孩子基因型的权利。美国法律禁止以个人的基因信息作为是否录用的标准，但是这一规定并不适用于生活的方方面面（例如学校）。目前该案的判决对Chadam一家不利，地区法院与校方意见一致，Chadam一家对学校歧视的投诉不成立，但是还在努力上诉中。调查不仅仅对威廉一世掌控国家大小事至关重要，调查的重要性也在土地森林法中得到了体现。总调查员就是皇家园林的主管，负责确定所有皇家园林的范围和领域。正如森林法中所规定的那样，人们有权决定如何使用土地，土地的明确划分对确定人们有权在什么地方做什么十分重要。在人类的基因中可能也存在类似的领域，所以未来没准会出现基因组调查员这种职业。申请者不用自备经纬仪或者望远镜，能熟练使用数据库即可加分。末日审判书：又名土地税赋调查册，主要内容就是查户口查土地。在编年史中对这事是这么评价的： “ 他令人调查得如此详尽，乃至没有一海德土地，也没有一维格特土地，的确（叙述起来是一种耻辱，但是在他看来这样做并不是耻辱）也没有一头公牛、一头母牛、一头猪被遗漏而没有记录在案。（本文为Dr.Brain Ring 原创，小编编译，点击http://charter-of-the-genome.org/2016/02/10/surveyor-general-of-genomes-and-genes/即可阅读原文。如有转载需求，请联系yangqiao@idna.com.cn。）

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[转载]卫计委：中国版的精准医疗计划出炉

fqng1008 2016-4-9 13:19

导读：国家卫计委科教司有关人士向记者透露，卫计委、科技部等部门组织专家论证后，认为开展精准医疗研究是整个医学界的重大机遇，并提出了中国版精准医疗计划。中国版精准医疗计划主要包括三个层次，层次间逐级提高，难度呈几何级数加大。那么中国版精准医疗主要有哪三个层次，涉及哪些领域，如何看病，与美国版精准医疗有哪些异同？本文带你一起了解。国家卫计委科教司有关人士向记者透露，卫计委、科技部等部门组织专家论证后，认为开展精准医疗研究是整个医学界的重大机遇，并提出了中国版精准医疗计划。业内人士表示，开展精准医疗是国际医学发展的趋势，尽快切入有可能弯道超车；随着社会逐渐进入老龄化，医疗方面的负担越来越重，医疗产业是刚性内需且边际效应巨大，可以有效拉动整体经济发展。一、精准医疗主要包括三个层次，层次间逐级提高，难度呈几何级数加大 1. 基础层次方面，基因测序是精准医疗的基础：无论是细胞治疗还是基因治疗，首先要通过基因测序诊断病情才能设计方案。在实施精准医疗方案过程中，需要大量的细胞和分子级别的检测。基因测序工具分为测序仪和试剂，医疗器械公司可以顺势介入测序设备生产领域。 2. 中等层次方面，主要涉及细胞免疫治疗：通过对免疫细胞的功能强化和缺损修复，提高免疫细胞的战斗力。这种技术治疗癌症效果好，但操作难度大，对患者身体素质要求较高，难以大面积推广。 3. 最高层次方面是基因编辑：癌症本质上是人体基因变异导致的细胞分裂失控。基因剪辑就是对患者癌变细胞的变异基因进行批量改造，使之成为正常细胞。精准医疗计划获得众多政策利好支持。《科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016年度项目申报指南的通知》(简称“国家指南”)3月8日公布，拉开了精准医疗重大专项科研行动的序幕。国家指南明确，精准医疗将是今年优先启动的重点专项之一，并正式进入实施阶段。本年度的科研专项涵盖八大目标，包括构建百万人以上的自然人群国家大型健康队列和重大疾病专病队列，建立生物医学大数据共享平台及大规模研发生物标志物、靶标、制剂的实验和分析技术体系，建设中国人群典型疾病精准医学临床方案的示范、应用和推广体系，推动一批精准治疗药物和分子检测技术产品进入国家医保目录等。 “ 这标志着精准用药及基因测序产业标准化即将开始。”业内人士介绍，这八大目标环环相扣：构建百万人以上专病队列及大数据共享平台，旨在打下精准医疗的大数据基础；建立大规模研发生物标志物分析体系，是为中国人群典型疾病示范打下产业标准化的基础；推动精准医疗药物进入医保目录，则标志着精准医疗大规模商业化的关键瓶颈有望被打破。二、基因测序与精准用药产业化标准将建立 1. 精准医疗百亿级市场启幕近年来生物技术领域的创新出现井喷。随着科技部3月下发精准医疗重大科研专项申报指南，我国精准用药与基因测序产业化标准将率先建立起来。此前，在科技部和国家卫生计生委等的组织下，中国精准医疗战略专家组成立，计划于2030年前在精准医疗领域投入600亿元。多家券商研报测算，精准医疗产业涉及的产业规模上万亿元，直接相关的产业规模超过一百亿元。 2. 涉及领域广泛中国科学院北京基因组研究所原副所长于军告诉中国证券报记者，精准医疗是以个体化医疗为基础，随着基因组测序技术的发展以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，并对疾病不同状态和过程进行精确分类，最终实现对疾病和特定患者进行个体化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防效益。中国医学科学院副院长詹启敏表示，当前，国内临床医疗多局限于依靠病人主诉、临床症状、生理生化指标和影像学改变来确定疾病情况。但在组织器官改变的下面，是大量的深层次分子生物学改变，包括遗传背景、变异、免疫和内分泌改变。以癌症早期诊断为例，发达国家的早期诊断率为50%以上，北欧甚至高达70%-80%，而中国不足20%。对于美国率先提出精准医疗计划，南昌大学医学院李振山认为应从三方面来看：美国的医疗系统相对比较完善；生物医学研究的成果转化普遍；精准医疗能够解决当前美国疾病诊疗中重要的问题。精准医疗中的诊断成本仅占医疗成本的不到5%，却可以影响近70%的治疗成本。业内人士告诉记者，精准医疗是一个系统工程，主要在于确定病人群体的异质性以及后续的处理办法，由此直接和间接涉及的行业和相关产业广泛。确定病人群体的异质性方面，涉及众多科研部门与医疗部门的合作、样本的收集与保存、临床症状和数据的记录与储存、大规模数据库的建立与分析；然后是诊断实现合理的转化，这又涉及到诊断服务业本身及诊断仪器、试剂和技术开发行业等。确定异质性后的处理办法方面，则涉及制药业，包括开发针对特异群体的靶向乃至基因药物，以及药物应用到临床的诸多环节。此外，整个过程离不开信息咨询、行业管理等中介机构的参与，以及政府层面的立法和监管。附：把脉中国版精准医疗在过去的2015年，“精准医疗”这个关键词不但席卷医疗健康产业圈，更跨界影响了政界、商界和学界。首先是美国总统奥巴马在2015年初提出了精准医疗计划，随后的3月中国科技部举办首届“国家精准医疗战略专家会议”，启动中国版“精准医疗计划”，该计划有望被纳入十三五重大科技专项。2016年精准医疗(基因组学)入选我国十三五100个重大项目：3月5日，十三五纲要草案公布了未来五年中国计划实施的100个重大工程及项目，这其中“加速推动基因组学等生物技术大规模应用”入选。中美两国都看好精准医疗，未来的竞争与博弈势难避免，谁能赢得在精准医疗领域的竞争，谁就能引领全球医疗新革命。目前来看，美国比中国起步早，发展快，但中国也有自己的优势，比如制度、人口基数等。如果中国能发挥自身优势，扬长补短，将获得在医疗领域实现“弯道超车”的机会。　　一、精准医疗怎样看病？精准医学的概念，常常被用来与传统的经验医学和循证医学概念相比较。经验医学强调对疾病基础知识的理解、非试验性的临床经验，循证医学则强调依据现有的最佳临床试验证据制定治疗方案。与之相对应的是，精准医学注重根据每个患者的个体特征，依据患者的基因和蛋白信息，“量体裁衣”地指导诊断和制定治疗方案。对肿瘤这种基因组疾病来说，“个体特征”主要指的是患者的基因组变异情况，结合以病理、影像和临床等指征，使用这套综合信息指导患者的个体化治疗。精准医学是一项系统工程，它包括了4个层面的内容：如何发现功能性的遗传信息异常；如何发现针对这些异常的精准靶向药物；如何通过临床试验确定这些药物的疗效；如何在临床实践中使用。这4个方面构成了精准医学的整体，缺一不可。在应用层面，医药领域一直提倡的“以患者为中心”的理念在精准医疗中也得到了真正的体现。从医学的本质来看，最优的方式是需要考虑个体化差异，为每个患者都区别使用正确的治疗手段。然而，由于成本和资源所限，长久以来，医疗只能针对一类相似的人群展开治疗，而精准医疗则不同，由于基因检测成本的大幅下降，从基因水平上可以判别受检者的不同变异，从而采取针对性的治疗手段，真正体现以患者为中心的治疗理念。在美国，精准医疗技术已经取得了长足的进步，并显示出过人的临床疗效优势。例如现已得到广泛应用的各种靶向药物，针对性的应用在携带有对应基因变异的目标人群中，能延长生存期数倍，并显著提高生活质量。以肺癌为例，自从2004年由阿斯利康公司研发了第一代靶向EGFR的TKI抑制剂后，针对EGFR基因突变的晚期肺癌患者，其生存时间已经由平均不到10个月，延长到近40个月，接近5年的慢病管理期了。最近研发成功并获得FDA批准的第三代TKIAZD9291又进一步使得耐药的EGFR基因突变携带患者生命得到延长。相比较而言，中国的精准医学起步较晚，在基础领域仍主要依赖国外技术，但由于拥有巨大的肿瘤疾病和样本资源，在应用领域中有可能实现弯道超车。　　二、美国人怎么干？在精准医学的发展中，美国政府成功地使用了非常清晰的支持研究、开放政策、吸引人才、引导应用的4种策略。早在2006年，美国就以政府的名义支持启动改了TCGA，即“癌症基因组图集”计划。这一计划耗资数亿美元，分析了超过3万个癌症基因组，鉴定了与癌症相关的上千万个突变形式。这一计划动用了联邦政府的资金支持，是一种美国形式的“举国体制”的表现。在2011年，美国政府又发表了《向精准医学迈进》的报告，提出对疾病重新分类，并对每一细分类别对症用药。这一分类方法跳出了传统的使用疾病原发灶位置（如肺癌、胃癌）和细胞学特征（如小细胞癌、腺癌）的分类手段，提出创建生物医学知识网络，为疾病做新的分类分型。回顾美国精准医疗的起步和发展，很关键的一点还有美国对精准医疗的产业发展采取了鼓励发展的策略。美国FDA（食品药品监督管理局）一向有积极鼓励业内创新的传统。在每年的ASCO（美国临床肿瘤学会年会）上，都有FDA官员参与，与临床专家、制药公司、检测服务商一起讨论精准医学的应用，并明确告诉各参与者，FDA鼓励大家尝试新技术，去改革和优化医疗现状。监管部门的积极参与引导，极大鼓励了产业界对精准医学领域加大投入的热情。　　三、中国有哪些优势和瓶颈？与美国相比，中国发展精准医疗也具有一些先天的优势，主要来自三个方面：第一，政策执行优势。特别一些重大项目在发展初期，需要耗费较多资源，只有在发展一段时间后，才能取得阶段性成果，显示出普通大众能感受到的获益。中国具有集中力量办大事的优势，高速铁路是如此，发展水电核电是如此，精准医疗同样也是如此。第二，医疗资源集中优势。美国的医疗资源分散，数千家医疗机构之间信息共享很难建立和普及，中国的医疗资源相对集中，特别在癌症领域，全国最顶尖的300家医院集中了几乎70%的癌症患者。这在医疗资源的分配上本来是极大的挑战，然而在精准医疗的数据共享方面，反而是中国的优势。中国可以以相对较少的资源投入，迅速建立起医院之间的数据共享网络，收集、存储、分享、分析肿瘤精准治疗大数据。第三，临床资源丰富优势。中国人口多，在癌症发病率步步攀升的大环境下，发病人数也逐年增多，这对于癌症防控的卫生形势提出了巨大挑战。然而，辩证地来看，这也给中国的精准医学提供了优质的临床资源。很多在国外发病人数少、收集不到足够的基因突变信息和用药信息的癌种和变异形式，在中国都能找到足够的病例，建立数据库，指导中国甚至全球的癌症治疗的临床实践。中国精准医疗发展迅速，有望在未来1~2年之内跨越美国在过去5年所走过的发展历程，但中国也面临两个方面的瓶颈：一方面，技术和与临床结合的力度偏弱。精准治疗的技术基础主要分为基因检测、数据分析和临床注释这三个环节。基因检测已经是较为成熟的技术。测序能力和技术的发展已经可以基本满足产业发展的需要。然而在数据分析和临床注释方面，产业发展有明显掣肘。此外，创新药物的匮乏和冗长过时的审批制度，已成为我国精准医学发展的最大短板。另一方面，支持良性竞争的政策环境和商业环境不够完善。卫计委在2015年初发布了“肿瘤高通量测序试点”名单，这体现了良性竞争的开放政策。但为了支持行业发展，政策的步子还可以迈得更大一些，进一步营造公平竞争的政策环境，在政策的引导下，建立市场竞争的技术标准。在达到标准的前提下，以市场规则引导市场行为。来源：中国经济网、中国证券报蟠桃会

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浅谈精确医疗

热度 1 yzc3966747 2016-3-3 10:53

对于精确医疗，本人还是在一则新闻上了解到的，后来又查阅了与此相关的一些概念（基因测序、肿瘤基因、基因变异、致癌基因等）。从而对这个新名词有了一定的认知。首先是范围描述，精确医疗主要是针对哪些疾病呢，是不是所有的疾病都可以从基因层面来治疗呢?这些问题我并未从相关文献中了解到，下面来谈一点个人观点。第一，癌症类疾病。众所周知，患癌症的根本原因就是此类病症的致癌基因从抑制态变为激活态，从精确医疗的角度来讲就能直接针对此致癌基因，将其重新抑制。第二，先天性疾病。比较普遍有先天性心脏病，先天性弱视，先天性疾病大多数都是由基因变异产生的，从基因层面来治疗将大大推动此类疾病的治疗情况。其次是治疗的稳定性，人类受到外界环境的影响，基因会发生变异，这种受到精确治疗后的基因是否稳定，受到外界环境的影响程度如何，这些我们都不得而知。这种被治疗人群的下一代是否会有影响也是一个值得探讨的问题。总而言之，一项新技术的出现，我们不仅要看到它好的一面，更要看到它存在的风险性。

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老大哥一定会注视着我们

jiangming800403 2014-2-17 21:16

如果基因组测序真得如同验血一样方便，那么老大哥一定会注视着我们，当然任何犯罪也都会无处可藏，除非不留下一丁点痕迹。实际上现在身份证芯片中都已加载数字化照片和指纹信息，无处不在的监控录像和数字人像识别技术，已经使这个社会正在透明。

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基于纳米孔的第三代测序技术：每个人都能支付得起的基因测序

sciencepress 2013-12-6 17:43

最近的一项研究发现，在低NaCl浓度下长链DNA更利于纳米孔测序，这为纳米孔测序技术的发展提供了线索。这篇名为“链长对DNA构象及摩擦行为的影响”的研究论文发表于《中国科学：技术科学》英文版2013年第12期，从摩擦学角度初步探讨了不同链长DNA在纳米孔测序过程中的构象及摩擦行为的变化，由西南交通大学机械工程学院钱林茂教授担任通讯作者撰写。作为遗传信息的载体，准确探测DNA序列能从根本上治疗及预防诸多疾病。人类基因组计划使用第一代Sanger测序技术，耗时十几年，直接花费超过10亿美元。以Roche公司454技术为代表的第二代基因测序技术仅需一周就能完成人类个体基因组测序，花费不到100万美元。近年来崭露头角的基于纳米孔的第三代基因测序技术通过检测DNA分子通过纳米孔时产生的特征阻塞电流来探测DNA序列（图）。此项技术凭借快速、精确、低成本的优势，有望完成美国国立卫生研究院（NIH）设定的只用1000美元完成个人基因组测序的目标。然而目前仍有一些关键问题亟需解决：例如弯曲缠绕的DNA分子难以进入纳米孔；过快的过孔速度使电流信号的检测更加困难。因此，DNA分子的构象及其与纳米孔孔壁间的作用力对测序过程有着重要影响，研究盐浓度及链长对DNA分子构象及其摩擦学行为的影响十分必要。图典型的纳米孔测序过程示意图在之前的研究中，钱林茂教授与其团队发现，较低的NaCl浓度能使DNA形成更为伸展的分子构象并且增大DNA与纳米孔孔壁间摩擦力，这些均利于纳米孔测序的进行。在该项研究中，钱教授与其团队发现随着链长的增大，DNA分子较为伸展，使其能够更为顺利地进入纳米孔；同时在低载下链长对DNA与孔壁间的摩擦力影响较小，说明纳米孔测序技术能适用于各种链长的DNA分子。因此，在低NaCl浓度下长链DNA更利于纳米孔测序。 “ 今后，随着纳米孔测序技术的发展，每个人都能负担得起自身的基因测序。”钱教授说道，“基于我们的研究结果，纳米孔测序技术不会被DNA的链长所限制，也就是说更长的读取长度有望实现，有助于提高测序效率，从而降低测序的成本。” 该研究结果有助于理解NaCl浓度及链长对DNA分子构象及其摩擦学行为的调控机理，并对基于纳米孔的第三代基因测序技术的发展具有重要的指导意义。目前，该团队已开始进一步地研究纳米孔测序中各项参数的优化。钱教授表示，除了优化纳米孔测序过程中的各个参数，还有很多基础研究需要完成，他们的团队也将进行进一步的探索。 ### 研究得到了国家重点基础研究发展计划（973）(批准号: 2011CB707604 和2011CB707603)和国家自然科学基金资助项目(批准号:91323103, 51375409 和 21222401)资助。来源论文：王冕 ,崔树勋,余丙军,钱林茂. 链长对DNA构象及摩擦行为的影响. 中国科学：技术科学（英文版）, 2013（12）: 2927-2933 论文链接： http://tech.scichina.com:8082/sciEe/EN/abstract/abstract512538.shtml

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[转载]基因测序：千亿规模的低价竞争之忧

flyingghost 2012-10-19 13:42

基因测序：千亿规模的低价竞争之忧图片来源：Life Technologies 基因测序技术正在越发深刻地影响着疾病预防诊疗、食品安全等人们生活的方方面面。从本期开始本报将陆续关注基因测序产业的现状、趋势等问题，以期为行业提供参考和借鉴。 ■本报见习记者王庆与基因测序技术迅猛发展相伴的是基因测序市场快速扩大，《福布斯》杂志甚至预测其规模将高达千亿美元。具体到中国，“在两三年以前，国内做高通量测序的公司，两个巴掌就能数得过来，但现在国内具有高通量测序能力的公司也有几十个甚至上百个。”中科院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任任鲁风说。对于火热的基因测序市场，一些业内人士却冷静地向本报记者指出了本土产业如今的低价竞争现状及其背后隐忧。 “隐形”的千亿产业规模就在上月初，生命科学研究领域发生了继“人类基因组计划”之后的又一重大新闻：国际科学界宣布“DNA元素百科全书”（简称ENCODE）计划获得了迄今最详细的人类基因组分析数据。业内人士认为该项目对疾病诊断、药物研发等都将具有积极推动作用。可是与业界的热切关注相比，记者随机采访的一些普通民众却大都表示基因测序技术对生活的影响“不怎么了解”，当记者提出基因测序市场规模将高达千亿美元时，很多被访者都感到夸张。 “现在iPhone手机随处可见，你要说它市场巨大我很认同，可我没发现基因测序有什么实际应用。”一位受过高等教育的年轻人说。当记者问他是否知道近年发生的本·拉登被击毙以及德国曾出现致命的大肠杆菌疫情时，他都表示关注过这两个热点事件。实际上，对于拉登身份的确定以及德国大肠杆菌疫情的控制，基因测序技术都起到了关键作用：Life Technologies公司提供的测序技术，帮助美军确定死者即为拉登本人以及锁定一种新混合型致病大肠杆菌菌株是导致德国致命疫情的原因。此外，基因测序技术正在应用于疾病诊疗和食品安全等各个方面。当上述被访者了解到测序技术的更多应用实例之后，也认为“千亿规模也许并不夸张”。企业抢占地盘实际上，基因测序技术自诞生之日起，就注定了要不断挑战人类的想象力。当2005年突破性的高通量测序技术进入市场之时，业界为了区别于第一代技术而将其称为“下一代测序技术”而不是“第二代测序技术”，因为当时科学家普遍认为，第三代测序技术还遥不可及，但仅仅4年之后，新一代技术便横空出世。相比普通民众，嗅觉灵敏的基因测序专业人士早已瞄准这一巨大市场，并展开了激烈争夺。 “华大基因这样规模大的企业自然要占据尽可能大的市场。”任鲁风对《中国科学报》记者表示。在上个月，本土基因测序行业的龙头华大基因收购了美国第三代测序公司Complete Genomics，以期通过并购的方式集聚市场。 “而中小企业的发展路径在于去争夺相对空白的领域和那些处在夹缝的市场。”任鲁风指出。诺赛基因是国内这两年做得比较成熟的中型基因测序企业之一。因具有人类基因组计划参与和科研经验的优势，诺赛基因一直以承接高校、科研院所和国家大型项目为主，近些年也正在更多地面向公众服务，其中包括利用测序技术判断儿童在哪方面更有天分。 “大公司不可能把所有市场业务都吃掉，它没那么多的渠道和力量，所以会在市场里面留下很多夹缝。”任鲁风说，“还有一类小公司就专注于这些小型业务，服务于几家医院，做一些简单的数据整理，然后把样品送到相对大一点的公司，进行测序和数据分析，然后将结果跟之前得出的数据进行对比，再把结果反馈给客户。” 价格战对于目前的市场环境，诺赛基因总经理李秉珅向《中国科学报》记者表示，在激烈的竞争下，本土基因测序行业不少小公司选择了价格战，甚至存在相互压价、恶性竞争的现象。金唯智生物科技（北京）有限公司董事长孙中平曾对记者表示：“中国市场有个不好的地方，我们卖什么什么便宜，买什么什么贵。比如我常和员工说，在中国做基因测序，那么多公司在做，导致我们的价格比在美国还便宜。” 即便是对于国内基因测序行业规模第一的华大基因，尽管近些年扩张迅速，但其发展模式和盈利能力依然令人担忧。对于华大基因近期对Complete Genomics的并购，美国HudsonAlpha研究院研究员韩健却表示，一个不盈利的公司用巨资购买一个亏损的公司，并购以后如果不能展示强力的盈利结果，股价维持很不容易。在测序价格单方面持续降低的背后，选择新的发展模式是基因测序行业发展的必然趋势。据悉，在2011年中国的测序市场规模达10亿美元，其中一部分将用于测序仪设备的购置，而大部分将消耗在测序试剂上。对此，任鲁风指出，我国市场上用于基因测序服务的设备和试剂大多来自于少数几家国外供应商，不得不承受比供应商所在国家更高的设备购置和应用费用。诺赛基因常规测序负责人张隽辉对《中国科学报》记者表示：“目前基因检测设备和试剂的供应基本上由欧美企业垄断，这在很大程度上压缩了国内基因测序服务企业的利润空间。” 而实际上，我国测序服务公司设备和试剂过分依赖进口的隐忧，反而是忙于“打价格战”的各公司新的发展空间。

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[转载]罗氏454即将推出GType白血病相关基因测序测试盒

nooney1986 2012-4-13 14:44

白血病是血液病中对于患者生命威胁最大的疾病之一，严重影响着患者的生活质量以及生存率。确定所患疾病的具体亚型，对于合理用药，提高疗效有重要作用。掌握白血病患者的相关基因型，对于确定疾病亚型，估计预后，检测疾病进程，检测残留病变，有重要价值。罗氏即将推出针的GType 白血病相关基因试剂盒，可检测RUNX1/TET2/CBL/KRAS基因，这些基因的突变性常见于在骨髓增生性疾病、骨髓增生异常、急性骨髓性白血病、急性淋巴性白血病患者的各种血液细胞中。试剂盒中将包含有针对各个基因不同外显子设计的引物，通过这些引物对关键的外显子区域进行扩增，获得的扩增子适合于在GS FLX/FLX+或者Junior测序长测序平台上进行测序。设计的引物包括4个基因的总共20个外显子区段，38个扩增反应，每个扩增子的长度超过350bp左右。而且，一次测序可以完成3-12个样本的检测，同时利用GS测序平台长读长优势以及单克隆测序特点，可以方便实现单体分型(haplotyping) 。通过二代测序的高测序深度，可以保证对于低频突变的检出，可检出低到5%的突变。相比之下，利用sanger测序方法检测，突变的丰度在20%左右，因而可见新的试剂盒提高了突变检出的灵敏度。利用GS GType试剂盒，省去了开发这些基因相关测序实验方法的漫长过程，罗氏的研发团队为您提供一个科学及有效监测这些基因的方案。并且，与之相配套的分析软件也将同时登场，使得实验结果分析也能顺利完成。目前这些试剂盒已经在一些研究中使用，这一产品适合白血病相关的各类研究，如疾病与基因相关性的发现及验证，对于疾病亚型、预后、用药的研究等。

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[译转]低成本基因测序的新希望

feiyou 2011-12-24 09:19

Nanotransistor Boosts Sensitivity of Gene Sequencer From: http://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/nanotransistor-boosts-sensitivity-of-gene-sequencer Ref: http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.217.html 如果对任意生物体的基因测序成本可以降低到$1000以下，这将对医疗健康产业起到巨大影响，医生可以根据每个人的不同基因安排特定的治疗模式。其中，‘Nanopore sequencing’（纳米孔测序）就是极富竞争力的技术。 Nanopore sequencing的基本原理可描述为：基本装置：固态薄膜上开有小尺寸的空洞，这个空洞仅容许单个的DNA链通过，薄膜浸泡在盐液中，施加一定的电场，离子和DNA链将会被迫通过该纳米孔，当纳米孔中有DNA链通过时，离子所形成的电流将会改变，DNA的四种不同核酸A、T、G、C通过纳米孔对电流的改变并不相同，通过测量该电流的变化即可翻译为基因序列。然而，这种电流的改变却是非常微小的，在pA量级，对这种微弱信号的检测非常困难，会淹没在噪声之中。另外一方面，DNA链通过纳米孔的速度较快，如果采样速率比较低，那么在时域中不可分辨，也许时域混叠也是不可避免的。仅靠降低DNA链通过的速率并不是完美的解决方案。哈弗的团队Charles Lieber’s laboratory的一部分，最近提出了一种新的测量DNA链通过纳米孔的测序方案。该方案可以极大的改善电流变化的量级，并提高测量速度，使得低成本的基因测序变得可以接近。其成果已发表在本月的Nature Nanotechnology在线版。哈弗团队的基本测量原理可描述为：基本装置：采样纳米管制作的场效应管芯片作为测量载体，放置在SiN制成的薄膜之上，纳米孔贯穿场效应管芯片和SiN薄膜。该装置两边都配置一装有不同浓度NaCl溶液的液体，在浓度差的控制下，离子会形成扩散并携带DNA链通过纳米孔。该装置并不想普通的Nanopore sequencing去测量非常微小的离子电流的改变，而是转而测量FET沟道阻抗的变化。当DNA链通过该纳米孔时，沟道阻抗会产生于核酸对应的阻抗变化，这种变化被FET的漏源电压转换成电流变化，经实测发现，该电流变化的量级可以达到几十上百nA量级。且其测量采样速率在理论上可以达到数GHz，远远高于普通Nanopore sequencing测量的几十KHz的速度，低成本、快速测量的优势明显。附图：来源Nature Nanotechnology在线版， http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2011.217.html Figure 1: Nanowire–nanopore transistor. Figure 2: Single-channel nanowire–nanopore FET detection of DNA translocation.

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评说《science》的蚂蚁基因测序——蚂蚁的世界

liuhuan0216 2010-8-31 14:17

近日有我们深圳华大基因研究院测序完成发表在《science》上，并且成为本期《science》精选文章的蚂蚁基因测序，获得了科学界的高度评价，说它为研究衰老和行为的表观遗传学建立了新的实验模型。他对衰老的作用在哪里我不是很清楚，当然对表观遗传学的价值我也不是很明白。而选然的事情是小小的蚂蚁实际上是动物界的大力士：这种动物能搬起体重600倍的物体，然而蚂蚁不仅仅是这一点让人类惊奇，它还在很多方面吸引了动物学家，生物学家。我个人的观点看来蚂蚁还有一选是非常具有研究价值的，那就是蚂蚁的社会性，我自己多次细致的观测过蚂蚁的群落，在蚂蚁的群落活动世界里，他们具有非常尽然有序的活动秩序，并且相互之间非常和谐，绝对看不到群体之间存在任何的互相攻击行为。这些蚂蚁的社会性我想非常值得生物学家和社会学家联合起来研究一下，推广到我们人类，让我们的人类社会也像蚂蚁社会一样拥有一个和谐社会。个人之见，如有不妥，尽情批注。

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[转载]如果基因测序能够走进临床？

nzh2003 2010-8-29 20:02

我们每个人的每一个细胞中（除了精子及卵细胞）都有31亿对碱基组成的双链DNA，我们生命的密码就在其中。人类基因组（Human Genomic）工程花费了数年、经过数个国家的试验室的协作、100余台电脑联网分析、耗费了30亿美元，终于绘制了一个人的DNA图谱。我们期望有一天，我们每一个人，都能选择绘制出我们自己的DNA图谱，将它存在U盘中，门诊时，把它展示在医生的电脑屏幕上，结合症状，准确地诊断出我们的疾病，并可以按照DNA提供的数据判断我们服药物的安全剂量，并预测我们对某种疾病的易感性，制定出个性化的预防方案。

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[转载]人与马的血缘要比狗来得近

helmholtz 2009-11-30 10:25

HZI 科学家通过国际合作破译了马的基因组。 09 年 11 月 9 日遗传基因决定了每个生物活体组织的所有生长发育进程。截止 2006 年，有亥姆霍兹感染研究中心人员 (HZI) 参加的科研人员已经破译了人类的遗传密码。一个国际科学家协作团队现再又成功地破译了马的遗传结构，这次同样也有由赫尔穆特．布诺克 ( Helmut Blcker ) 率队的 HZI 基因组学分析部的参与。该结果发表在最新一期的《科学》杂志上。这个项目起源于 2006 年 8 月下萨克森州州长在柏林举办的“马的家乡下萨克森州”展览会上的开幕发言。她吁请汉诺威兽医大学校长联系 HZI 的基因组学科研人员，共同启动“马基因组学”项目。美国的布诺德研究所也全面介入了这个项目。这个三方协作组有明确的任务分工：布诺德研究所和其他机构负责提供特别处理和准备的马的 DNA 。汉诺威兽医大学的团队以及 HZI 的团队则负责测序以及最后组装被打乱的基因组片段。“目前从技术上还能不做到一次性地把全部基因整体地测量出来。所以我们所处理的都是被切割成成随意大小的 DNA 片断”，赫尔穆特．布诺克说。他的研究团队负责的是要从总体上确认基因组学中数十万个 DNA 片段之间的排序：马的基因组图谱究竟看上去什么样？ HZI 的团队并不是分析 DNA 片段的全链，而只是其末端。他们的责任是要找出哪些片断的末端具有相同序列的 DNA 单元。相同的序列意味着这些片断是相互对应的。“人们可以类似地想像两排砖头，只有当它们以某种方式可以罗列在一起的时候，才能无缝地被连起来”，布诺克说，“我们所面对的 DNA 片段也是如此。”研究人员采用了测序设备，可以存储大量的碱基序列的数据。 HZI 的科研人员可以通过生物信息学处理这些海量数据，然后用于不同的目的。布诺德研究所也用大量的自己的数据填充了不伦瑞克的末端与末端间的空白，从而诞生了无缝拼接的全基因组序列。其结果是：人与马之间的基因相似性超过预期。赫尔穆特．布诺克说：“如果逐个染色体对染色体比对人与马的基因组，非常相近的基因占到大约一半左右。而在把人与狗作比较的时候，大约只有百分之三十。 ” 今后科研人员将借助所采集的这些数据，从分子水平上研究马匹的健康。人类也可以从中受益：人与马患有某些近似的疾病，例如过敏。这些新发现有助于科研人员进一步了解疾病的成因，从而开发新的治疗方案。原始文章： Genome Sequence, Comparative Analysis, and Population Genetics of the Domestic Horse. Wade CM, Giulotto E, Sigurdsson S, Zoli M, Gnerre S, Imsland F, Lear TL, Adelson DL, Bailey E, Bellone RR, Blcker H, Distl O, Edgar RC, Garber M, Leeb T, Mauceli E, MacLeod JN, Penedo MC, Raison JM, Sharpe T, Vogel J, Andersson L, Antczak DF, Biagi T, Binns MM, Chowdhary BP, Coleman SJ, Della Valle G, Fryc S, Guérin G, Hasegawa T, Hill EW, Jurka J, Kiialainen A, Lindgren G, Liu J, Magnani E, Mickelson JR, Murray J, Nergadze SG, Onofrio R, Pedroni S, Piras MF, Raudsepp T, Rocchi M, Red KH, Ryder OA, Searle S, Skow L, Swinburne JE, Syvnen AC, Tozaki T, Valberg SJ, Vaudin M, White JR, Zody MC; Broad Institute Genome Sequencing Platform; Broad Institute Whole Genome Assembly Team, Lander ES, Lindblad-Toh K. Science 6 November 2009: Vol. 326. no. 5954, pp. 865 – 86. DOI: 10.1126/science.1178158

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基因测序相关标准的文献计量分析

xupeiyang 2009-10-28 10:43

http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/2?WEB01xszjeo5b1nueI2bI1I00f01000j10040001rl Genome Project Standards and Sequencing 41 documents semantically analyzed Top Years Publications 2004 6 2006 5 2002 5 2008 4 2003 4 2007 2 2005 2 2001 2 1999 2 1998 2 1994 2 2009 1 2000 1 1997 1 1996 1 1992 1 1 2 3 ... 16 Top Authors Publications Eichler E 2 Chanock S 2 Packer B 2 Yeager M 2 Welch R 2 Beerman M 2 Staats B 2 Crenshaw A 2 Eckert A 2 Zhao S 2 Green P 2 Ewing B 2 Detter J 1 Chain P 1 Grafham D 1 Fulton R 1 Fitzgerald M 1 Hostetler J 1 Muzny D 1 Ali J 1 1 2 3 ... 16 1 2 3 ... 11 Top Terms Publications Genomics 39 Genome 39 Genome, Human 22 Genes 17 Human Genome Project 17 DNA 16 Base Sequence 12 Technology 9 Proteins 9 Sequence Analysis, DNA 7 Humans 7 Mice 6 Computational Biology 5 Evaluation Studies as Topic 5 Chromosomes 5 Nature 5 Academies and Institutes 4 Firearms 4 Alleles 4 Nucleotides 4 1 2 3 ... 11 Top Countries Publications USA 8 Denmark 1 Top Cities Publications Seattle 3 Walnut Creek 1 Bethesda 1 Aarhus 1 Hopkins 1 Detroit 1 Pasadena, CA, USA 1 Top Journals Publications Genome Res 2 Dna Sequence 2 Microbiol Mol Biol Rev 1 Toxicol Pathol 1 Science 1 Electrophoresis 1 Int J Technol Assess 1 http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/10/224495.shtm 科学家提出基因测序数据分类新标准有助于开发出更有效的疫苗；更迅速应对潜在公共卫生突发事件最近，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的一个遗传学小组和一国际财团联合提出了一套旨在阐明可公开获取的基因测序数据信息的质量标准。新标准最终可使遗传研究人员开发出更有效的疫苗，或有助于公共健康部门或安全人员更迅速地应对潜在的公共卫生突发事件。在10月9日的《科学》杂志上，LANL遗传学家帕特里克钱恩和他的同事提出了6个基因组测序数据标签，可将基因测序数据按其完整性、准确性以及由此带来的可靠性进行归类。这些标签可在公共数据库中获取，而目前使用的标签仅为两个。此项成果的重要性在于，研究人员必须每天使用这样的数据，以对未知遗传数据和已知生物体的遗传数据进行相互参照，而有了这样的新的分类标准，数据的获取与对比工作的效率将大大提高。每个生物体的细胞内都有DNA，由4个分子构建模块（或称碱基对）组成，碱基对排成特定序列时就可构成基因。这些基因序列可包含对生物体有益或有害的遗传指令。基因组研究人员编目了数以千计的基因数据，并将其放在公众数据库中以供其他研究者使用。然而，由于基因数据的复杂性，公共数据库中的遗传信息范围从粗略到精致一概都有。过去，这些基因数据常被归类为草图和成品两大类，给基因数据的准确性留下了太多的不确定性。钱恩表示，在过去几年里，基因测序技术已取得重大进步，公众可获得的基因数据已呈爆炸性增长，每天产生的碱基对序列数据量要比过去几年产生的数据量还要多几十亿次。不同的测序技术具有不同的精确度。一个序列中的高度不确定性可能会引导研究人员走向一条耗时长达一年甚至数年的错误道路。因此，有必要建立一个标准，为研究人员提供对遗传测序数据质量的明确评估。钱恩联合了大大小小的数个基因组测序中心，如美国能源部联合基因组研究所、桑格研究所、人类微生物群系项目Jumpstart联盟测序中心、密歇根州立大学以及安大略省癌症研究所等，共同提议将现有的测序数据分类从两大类充实为6大类。这6个标准涵盖了从代表公众提交最低要求的标准草图序列到代表最高标准的完成序列，而完成序列的验收标准是每10万个碱基对中最多只能包含一个错误。 LANL基因科学小组负责人、联合基因组研究所LANL研究中心主任克里斯戴特表示，该项研究的目的是为了让所有主要的基因组中心和基因组研究小组都能用上符合其需要的分类基因组测序数据。而为了尽可能保证基因组序列的完整性，一些较小的研究中心也可采用这个分类等级来建立和提交其研究成果，以帮助其他科学家了解既已完成的工作。更多阅读《科学》相关报道摘要（英文） http://www.sciencemag.org/cgi/content/summary/326/5950/236 Science 9 October 2009: Vol. 326. no. 5950, pp. 236 - 237 DOI: 10.1126/science.1180614 Prev | Table of Contents | Next Policy Forum Genomics: Genome Project Standards in a New Era of Sequencing P. S. G. Chain, 1 ,2 ,3 ,* , , D. V. Grafham, 4 , , R. S. Fulton, 5 , M. G. FitzGerald, 6 , J. Hostetler, 7 , D. Muzny, 8 , J. Ali, 9 B. Birren, 6 D. C. Bruce, 1 ,10 C. Buhay, 8 J. R. Cole, 3 Y. Ding, 8 S. Dugan, 8 D. Field, 11 G. M. Garrity, 3 R. Gibbs, 8 T. Graves, 5 C. S. Han, 1 ,10 S. H. Harrison, 3 ,* S. Highlander, 8 P. Hugenholtz, 1 H. M. Khouri, 12 C. D. Kodira, 6 ,* E. Kolker, 13 ,14 N. C. Kyrpides, 1 D. Lang, 12 A. Lapidus, 1 S. A. Malfatti, 12 V. Markowitz, 15 T. Metha, 6 K. E. Nelson, 7 J. Parkhill, 4 S. Pitluck, 1 X. Qin, 8 T. D. Read, 16 J. Schmutz, 17 S. Sozhamannan, 18 P. Sterk, 11 R. L. Strausberg, 7 G. Sutton, 7 N. R. Thomson, 4 J. M. Tiedje, 3 G. Weinstock, 5 A. Wollam, 5 Genomic Standards Consortium Human Microbiome Project Jumpstart Consortium, J. C. Detter 10 , , For over a decade, genome sequences have adhered to only two standards that are relied on for purposes of sequence analysis by interested third parties ( 1 , 2 ). However, ongoing developments in revolutionary sequencing technologies have resulted in a redefinition of traditional whole-genome sequencing that requires reevaluation of such standards. With commercially available 454 pyrosequencing (followed by Illumina, SOLiD, and now Helicos), there has been an explosion of genomes sequenced under the moniker draft; however, these can be very poor quality genomes (due to inherent errors in the sequencing technologies, and the inability of assembly programs to fully address these errors). Further, one can only infer that such draft genomes may be of poor quality by navigating through the databases to find the number and type of reads deposited in sequence trace repositories (and not all genomes have this available), or to identify the number of contigs or genome fragments deposited to the database. The difficulty in assessing the quality of such deposited genomes has created some havoc for genome analysis pipelines and has contributed to many wasted hours. Exponential leaps in raw sequencing capability and greatly reduced prices have further skewed the time- and cost-ratios of draft data generation versus the painstaking process of improving and finishing a genome. The result is an ever-widening gap between drafted and finished genomes that only promises to continue (see the figure, page 236); hence, there is an urgent need to distinguish good from poor data sets. 1 U.S. Department of Energy Joint Genome Institute. 2 Lawrence Livermore National Laboratory. 3 Michigan State University. 4 The Sanger Institute. 5 Washington University School of Medicine. 6 The Broad Institute. 7 J. Craig Venter Institute. 8 Baylor College of Medicine. 9 Ontario Institute for Cancer Research. 10 Los Alamos National Laboratory. 11 Natural Environmental Research Council Centre for Ecology and Hydrology. 12 National Center for Biotechnology Information. 13 Seattle Children's Hospital and Research Institute. 14 University of Washington School of Medicine. 15 Lawrence Berkeley National Laboratory. 16 Emory GRA (Georgia Research Alliance) Genomics Center. 17 HudsonAlpha Institute. 18 Naval Medical Research Center.

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