麻省理工《Technology Review》雜志日前回顧了2014年生物技術和生物醫學領域的重大事件,仔細一看這一年的確不一般。
對于生物學來說2014注定是不平凡的一年,新年伊始生物技術領域就迎來了里程碑意義的重大事件,測序巨頭Illumina發布了能夠實現千元基因組測序的測序系統HiSeq X-10。想當年人們首次測序人類基因組花了將近三十億美元,十年后的今天測序成本終于降到了一千美元左右。
HiSeq X-10系統售價為一千萬美元,每年能完成兩萬個基因組的測序。該產品一問世就被大型研究機構和公司搶購,比如J. Craig Venter的Human Longevity公司和英國政府。Human Longevity公司計劃每年測序四萬個人類基因組,而英國是首個確立國民基因組測序計劃的國家。
Illumina公司的總裁Francis de Souza預計,在兩年內將會有一百六十萬人的基因組得到測序。
低成本測序意味著人們將獲得海量的信息,“大數據”處理技術是解讀這些信息的關鍵。Google率先注意到了這個趨勢,并啟動了收集健康人生物學數據的項目,在Google服務器上儲存一個獨立自然人的基因組每年只需二十五美元。Google還支持遺傳學研究者組成聯盟,嘗試引入技術標準建立“Internet of DNA”,以便研究者們進行數據分享。
測序服務應當為消費者提供多少DNA信息,這一點一直存在著爭議。美國FDA認為,直接面向消費者的遺傳學健康檢測還不能面市。然而總有人在想辦法獲得自己的遺傳學數據,不少人通過網絡了解自己的基因,甚至還有一位父親測序了自己未出世孩子的DNA。
基因編輯技術CRISPR毋庸置疑是去年最火的生物學技術。去年一月,中國科學家們用這一技術對猴子進行了遺傳學改造,現在人們正在嘗試建立能模擬人類精神疾病的猴模型。去年科學家們已經開始爭奪CRISPRZL的所有權,這一技術的重要性可見一斑。
2014年,生物醫學領域迎來了治療退行性眼病的新細胞療法,HIV基因療法也取得了積極的效果,而RNA干涉療法重新崛起。此外,替代性器官的研發也取得了長足進步,比如人們已經通過3D打印向人造組織中成功添加了血管。
去年FDA批準的35種新藥中有10種是生物學分子,這是一個新的紀錄。據FDA統計,正在進入臨床測試的新藥中,生物學藥物首次占據了數量優勢,其中包括被稱為“免疫療法”的新型癌癥藥物,癌癥免疫療法是2014年最重大的醫學突破之一。舉例來說,Merck公司測試了一個幫助免疫系統識別黑色素瘤癌細胞的抗體,該抗體在一些患者中起到了奇跡般的治療作用。另外,人們還對白細胞進行改造,讓它們殺死特定的白血病腫瘤。
奧巴馬政府制定的BRAIN Initiative將資金投入到新神經學技術的開發中,以解讀大腦中的神經密碼。而歐洲將大量資金用于一個大型項目,用計算機模擬人腦的Human Brain Project,這也引起了許多神經生物學家的不滿。
生物工程能解決地球所面臨的一些最大危機。比如說,轉基因作物(GMO)可以幫助我們適應氣候改變帶來的未知挑戰。然而許多人并不相信這種技術的安全性和實用性。在美國,一些企業希望編輯動物基因的新技術,可以改變公眾對轉基因動物的排斥。包括中國在內的一些國家,民眾普遍對GMO心生恐懼,政府也放慢了轉基因作物的商業化進程。不過,中國仍向這一領域投入了大量的研發經費。
這一切對于科學家們來說頗具諷刺意味。目前歐洲首個基因治療藥物已經上市銷售,這種藥物通過修正突變基因來治療一種罕見的肝病,一劑的售價高達一百四十萬美元,成為了歷史上最昂貴的藥物。與此同時,GMO作物仍舊受到歐洲國家的排斥。
在哈佛醫學院遺傳學大牛George Church的眼中,這就是一個技術上的悖論。“We have genetically modified human beings walking around in Europe not eating GMO food,”George Church的這句名言被廣泛引用。
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