Richard Resnick 談歡迎加入基因革命

Richard Resnick: Welcome to the genomic revolution

在這場淺顯易懂的TEDxBoston演講中,Richard Resnick說明基因組定序的廉價及快速性質將如何顛覆目前的健康照護(及保險、政治)體制。

講者介紹

Richard Resnick

Richard Resnick是基因組企業界的先鋒,他是基因組軟體製造商GenomeQuest的執行長。

Richard Resnick是GenomeQuest的執行長,這是一間為基因組療法建立支援軟體的公司-利用基因組處理程序的廉價和易得優勢,研究及發展個人化的治療方法。他是Mosaic生物資訊公司的前執行長;在成為生物企業家之前,他在麻省理工學院Eric Lander的領導下擔任人類基因組計畫成員。

譯者介紹

翻譯人員洪曉慧

繁體編輯朱學恒、洪曉慧

簡體編輯朱學恒、洪曉慧

檔案後製處理洪曉慧、謝旻均


Richard Resnick 談歡迎加入基因革命

  • 女士先生們,我現在給你們看的是人類基因組。(掌聲)左上角是一號染色體,右下角是性染色體。女性有兩條大X染色體,男性有一條大X染色體,當然,還有一條小Y染色體。男性們,抱歉,但就是這小小的東西讓你有所不同。因此,如果你將這個基因組放大,你們所看到的,當然就是這個雙螺旋結構,由四個生化字母拼成的生命密碼,或稱之為鹼基,對嗎?A,C,G和T。人類基因組中有多少這樣的組合?30億。這是個大數目嗎?好吧,每個人都可以隨意使用大數字,但如果我將每個鹼基當成一個像素,放在這個解析度為1280×800的螢幕上,需要3000個螢幕才能遍覽所有基因組,所以這個數字確實相當大。

    或許因為它的大小,有一群人-順帶一提,全都是擁有Y染色體的人,決定將它定序。(笑聲)15年來,花費約40億美元後,人們完成基因組定序,並將結果發表。2003年發表了最終版本,目前他們繼續進行這項工作,全都用像這樣的機器進行,每個鹼基大約花費一美元-是一種非常緩慢的方式。

    好,各位,我在這裡告訴你們,世界已經完全改變,但你們並不知道。所以,現在我們所做的是,取一個基因組,大約將它複製50份,我們將所有複製樣本切割成個50鹼基大小,同時進行大規模定序,然後我們用軟體將它進行重組,並解讀其結果。這是為了讓你們對人類基因組計劃有個概念:30億個鹼基,對嗎?逐一在這些現代機器上定序,每星期可定序2000億個鹼基。到了今年夏天,這個數字將由2000億變成6000億,而且步伐並沒有減緩的跡象。因此,每個鹼基的價格,定序一個鹼基的價格已減少一億倍,相當於你在1998年將車子加滿油,等到2011年,就能開車來回木星兩次。

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  • 世界人口、個人電腦裝置、所有醫學文獻檔案、摩爾定律、傳統定序法,這裡代表所有新科技。各位,這是一張對數標度圖,通常不會看到像這樣的上升曲線,因此,今年全球定序人類基因組的總量大約是5萬至10萬個人類基因組。我們知道這與機器設置的數量有關,預計每年會以兩倍、三倍或四倍的速度成長,這是未來的展望。事實上,有個實驗室定序的基因組數量佔全球的20%,就是北京華大基因研究中心。順帶一提,中國人絕對能贏得這項新的登月競賽。這對醫療來說意味著什麼?

    有位37歲的女性,罹患第2期雌激素受體陽性乳癌,她進行了手術、化療及放射線治療,之後她回家休養。兩年後,她罹患了第3期卵巢癌,不幸的是,她再次進行手術和化療。三年後,42歲的她再度罹患更嚴重的卵巢癌,並接受更多的化療。半年後,她罹患急性骨髓性白血病,八天後因呼吸衰竭而死亡。

    因此,首先,這位婦女進行的治療方式,在短短10年後,看起來就像放血那麼落後,這是因為某些人,像我任職於華盛頓大學基因組研究所的同事Rick Wilson,決定在這位女性過世後替她做些檢測。他為她做基因定序,取了健康的皮膚細胞和發生癌病變的骨髓,他在幾星期內將這兩樣組織整個基因組定序,小事一樁,對嗎?然後他用軟體比對了這兩個基因組,他發現其中有個缺失。在30億個鹼基中,在一個叫做TP的特定基因上,有2000個鹼基的缺失。如果這個基因發生有害突變,一生中就有90%的機會可能罹患癌症。

    不幸的是,這未能幫上這位女性的忙,但確實對她的家人產生深刻的影響。我的意思是,如果他們擁有相同的突變基因,只要進行這個基因測試,就能瞭解這個情況,那麼他們可進行定期篩檢,早期發現癌症,或許能因此活得更長久。

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  • 讓我來介紹一下Beery雙胞胎,他們在兩歲時被診斷出罹患腦性麻痺。他們的母親是個非常勇敢的女性,她不相信這個與症狀不符的診斷,經過一番艱苦的努力和許多的網路搜尋,她終於說服醫學界,事實上,他們罹患的是某種其他疾病。他們罹患的是多巴反應性肌張力障礙,因此服用左旋-多巴進行治療。他們的症狀確實有所改善,但沒有完全消除,依然存在嚴重的問題。

    看一下這張照片,這是一位名叫Joe Beery的男士,他相當幸運地在一間叫做生命科技的公司擔任資訊長,這是製造整套基因組定序工具的兩大公司之一。因此他將孩子們的基因進行定序,他們發現在一個叫SPR的基因上有一系列的突變,這個基因負責製造血清素等相關功能。因此除了左旋-多巴之外,他們讓這些孩子服用一種血清素前驅藥物,現在他們已恢復正常。各位,這在基因組定序完成之前是不可能做到的。在當時-這是幾年前的事-這個成本是十萬美元,現在成本是一萬美元,明年會是一千美元,後年將會是一百美元,每年都會有所變化,這就是這個技術發展的速度。

    這是小Nick-他喜歡蝙蝠俠和水槍。當Nick出現在兒童醫院時,挺著像饑荒兒童那樣腫脹的肚子。這不是因為他沒有進食,而是因為當他進食時,他的腸道基本上呈打開狀態,使糞便流入他的腹腔中。歷經上百次手術後,他看著媽媽說,「媽媽,請為我祈禱,我實在太痛苦了。」他的兒科醫生碰巧有臨床遺傳學背景,他不知道疾病發生的原因,但他說,「我們不妨為這個孩子做基因組定序。」他們發現的是,在一個負責控制程序性細胞死亡的基因上有一個單點突變,因此,其中原因在於,基本上他發生某些跟食物有關的免疫反應。這是個自然反應,導致一些細胞程序性死亡,但調控這項功能的基因有所缺陷。因此,對這個情形來說,這表示,當然,必須進行骨髓移植治療。他接受了這項手術,經過9個月艱苦的復原期後,他現在可以吃淋上A1醬的牛排。

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  • 今天,使用基因組作為普遍診斷方法正逐漸成為醫療的前景,就是現在,此時此刻。這對全人類來說,意味著這房間裡每一個人都可以多活個5年、10年或20年,只因為這項技術。這是個神奇的故事,除非你思考人類在這個星球上的足跡,及我們持續生產糧食的能力。所以結果是,同樣的科技也被用來種植能高度耐旱、耐洪水、蟲害和農藥的新品種玉米、小麥、大豆和其他作物。注意,只要人口持續增加,我們將不得不繼續種植和食用基因改造食品,這是目前唯一可行的方法,除非在場聽眾有人打算自願停止進食。不,沒人會這麼做。

    這是一台打字機,數十年來每張辦公桌上的主角。事實上,打字機基本上已被這個東西所取代,然後是更一般性文字處理器的出現。但最後,發生一個影響力勝於一切的事件,就是Bob Metcalfe發明了乙太網路,以及基本上改變了一切的所有計算機網路連結。突然間,我們有了Netscape、Yahoo,事實上,我們擁有整個網際網路泡沫。(笑聲)不過別擔心,這很快地被iPod、Facebook所拯救。事實上,是憤怒鳥。(笑聲)

    瞧,這就是我們目前的發展,這就是當今的基因革命,這就是我們所處的時代。所以我希望你們思考的是:這意味著什麼?當這些點代表的不是你基因組的個別鹼基,而是與全球基因組的連結?我最近剛買了人壽保險,我得回答下列問題:A.我從未接受過基因測試。B.我接受過測試,願意提供資料。C.我接受過測試,但不願提供資料。謝天謝地,我能回答A,這是很誠實的回答,以免我的人壽保險代理人正在聽這場演講。但如果我的回答是C,會發生什麼情形?

    基因組學的消費應用將蓬勃發展,你想看看自己在基因上是否與女朋友相容嗎?沒問題。想用你的iPhone進行DNA定序嗎?有相關的應用程式。(笑聲)想進行個人化的基因組按摩嗎?目前已有一個實驗室針對AVPR基因上的等位基因334,即所謂的欺騙基因進行測試。因此,今天與你們重要的另一半一起來的在場聽眾,只要轉身面向他,刮一下他的口腔內側,將結果送到實驗室就能確定了。(笑聲)你真的想選一位基因組顯示可能罹患心肌疾病的總統嗎?思考一下,如果現在是2016年,主要候選人公布的不只是她過去四年的稅後所得,還有她的個人基因組。這看起來相當不錯,然後她挑戰所有競爭對手都這麼做。你認為這不會發生嗎?你認為這對John McCain有幫助嗎?

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  • 聽眾中有多少人跟我一樣姓Resnick?請舉手。有人嗎?沒有。一般來說會有一、兩位。我祖父是10個Resnick兄弟當中的一個,他們彼此憎恨,他們全都搬到全球不同的地方。因此,很可能我跟曾遇過的每位Resnick都有點親戚關係,但我並不知道。因此,想像一下,如果我的基因組已可識別並存在軟體中,另一位親戚的基因組也存在那裡,並有可比對這兩個基因組、找出其中關連性的軟體。這並非難以想像的事,我公司目前就有可以做到這一點的軟體。因此,再想像一個情形:這個軟體可以要求雙方簽署相互同意書,「你願意與另一位親戚見面嗎?」如果我們兩人都說好,瞧!歡迎來到染色體LinkedIn網站。

    (笑聲)

    這或許是件好事,對嗎?你能舉辦更大的家族聚會等等,但或許這也是一件壞事。這房間裡有多少位已經當爸爸的人?請舉手。好,專家認為,這些人當中有1~3%,事實上並不是你孩子的父親。(笑聲)瞧!

    (笑聲)

    這些基因組,這23條染色體,它們無法代表我們人際關係的品質或社會的本質-至少目前還不能。正如任何新科技一樣,是否將它用於增進人類福祉,都掌握在我們手中。因此,我敦促大家都應有所醒覺,參與並影響發生在你周遭的基因革命。

    謝謝。

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