基因组学：下一个千亿美元市场

本文作者罗纳德·W·戴维斯（Ronald W. Davis）系斯坦福基因研究组技术中心主任、斯坦福大学医学院生物化学遗传学教授、2011年格鲁伯遗传学奖（Gruber Genetics Prize）获得者、美国国家科学院成员。戴维斯博士在美国国家卫生研究院的基因组研究审查委员会工作，并任世界卫生组织战略研究指导委员会主席。


基因组学和个性化医疗是互联网出现以来最大的商业和投资机会吗？


读一读《纽约时报》，你就会知道，答案基本上是否定的。这份受人尊敬的报纸及其他很多有相同答案的人依据的是4月2日出版在《科学转化研究》（Science Translational Medicine）杂志上的一篇研究文章，然而那篇有缺陷的文章声称遗传风险因子实际上不能很好地预示一个人生病的真正可能性。


那篇引来诸多批评的研究文章最大的问题在于该领域的大多数专家，包括我自己，从没有一刻想象过凭DNA本身就能可靠的预测多数疾病的发展状况。但是在我们这个领域越来越多的人认同，当结合了病人的生活方式、饮食习惯、生活环境及病史等诸多信息后，基因组将使医生能够对疾病进行更有效的治疗，在一些情况下甚至可以预防疾病。


三股力量正共同使基因组学方面的发展机会进一步释放。首当其冲的是，基因组科技自身正在飞速发展。排列整套人类基因组的费用一落千丈，从十年前的3亿美元跌至现在的3,000美元——而且据预计年底将跌破1,000美元。更重要的是，随着数十个大型数据初创公司和风险资本大量涌进基因组探索这一新热门领域，分析由排列一组基因而产生的太字节（terabyte）数据的能力也在得到提高。


其次，由于基因学、医学和复杂的计算机模型领域里一群最聪明的人的集体努力，我们向医生和病人传达基因组数据的临床意义的能力——以及其医学应用——也同样正在提升。这催生了一些激动人心的基因组学突破——并使个性化医疗成为可行。


一个最有趣突破正由Genophen公司开发。Genophen是一个位于硅谷的初创公司，其首席执行官侯赛因·法卡莱拉德（Hossein Fakhrai-Rad）是我以前的一个博士后学生（我现在是他公司的一名顾问）。法卡莱拉德博士的第一次创业，ParAllele Bioscience公司，于2005年卖给了基因组学工具制造商美国昂飞公司（Affymetrix）。随后他在昂飞公司中领导基因型和新药研发业务，直至2009年他创立了Genophen。


Genophen的应用非常激动人心。这个公司会将你的基因组进行排列或基因组分型，然后把你的个人基因档案与你的生活方式和生活环境相结合，来确定罹患有生命危险的疾病如癌症、糖尿病和心脏病的风险。


但那只是个开始。Genophen的“风险引擎”——一个非常复杂的数据挖掘和计算机建模过程——将会把你的风险因素映射到全球浩瀚的医学研究图书馆中，然后提出一套个性化的行为和治疗建议来帮助你降低那些风险……甚至预防疾病。


那是基因组学的终极前景所在：预防。科学家和临床医生们已经在做大量研究，根据病人个人基因档案量身定制癌症和其他疾病的药物治疗方案。但在美国治疗慢性病的花费每年超过1.3万亿美元，而这些慢性病中的70%完全可以预防。


你有患心脏病的基因风险吗？现在基因功能医疗技术可以运行各种假定分析场景，并告诉你饮食、锻炼、药物治疗、其他因素或几个因素的结合从统计学概率上来说是否具有最大的可能性来降低心脏病发病风险。信息可以通过图表和图形进行直观展示，并可以通过安全的门户网站向病人和医生提供。


最大的未知是基因组信息可以多大程度上激发人们主动改变影响健康的行为。很明显，近年来医生和卫生官员发出的常规警告，如减轻体重、合理饮食、多做运动，对于不断上升的肥胖比率、患心脏病比率以及Ⅱ型糖尿病发病率来说毫无效果。但明确的个人化基因组信息——即，单独跟你说你的肥胖风险在不断增加，除非你现在就采取行动——能最终促使美国人健康习惯的改变吗？


坦率讲，我们还没有足够的数据证明那个推测。但是我有一种直觉这会是真的，而且Genophen的第一次试验也提供了一些证实。


在那次试验中，Genophen排列了DNA并分析了15位硅谷高管的基因、环境及生活方式方面的风险因素，其中有8位男性和7位女性。然后让每一位参与者去找Genophen的网络医师讨论结果和一套个性化的行为及治疗建议。


“这个试验改变了我的生活，”一位希望隐去姓名的女性参与者告诉我，“我发现自己是糖尿病和心脏病高危人群，这吓坏我了。他们是在与我一个人说，而不是通常那样面向所有的中年妇女。所以我做出了一些调整，在非常短的时间内我将罹患两种疾病的风险降低了几乎一半。”


她的例子突出了推动基因组学发展机会第三种力量：巨大的市场需求。令人吃惊的是，现在美国86%的全职员工或超重或忍受慢性疾病（但经常是可以预防的），这增加了他们的医疗开支，降低了他们的生产力，并损害了其雇主的利益。


确实，医疗开支已经成为当今美国企业界的第三大支出。随着过去八年来医疗消费总体上涨87%——按这个速度，到2033年，美国家庭平均医疗保险费用将超过家庭平均收入——这些开销将使美国国库面临破产的威胁。


诚然，一些质疑基因组发展机会的警告赫然在列。首先，现有已知的致病基因变异数据库仍然很不完整，并且容易出错，非常麻烦。我们需要更好的排列和破译方法去真正确定基因、行为、环境和疾病之间的更多因果关系。在开发出真正稳固的基因信息临床应用之前，我们还需要排列数百万人的基因组。


在这一方面，目前基因组学和个性化医疗的发展阶段，类似于1994年互联网电子商务的发展状况。当年也大肆宣传“大型购物中心即将消亡”，而当时的真实情况是，以吹风机销售而言，电子商务只占了其一半的市场份额。


然而如今，电子商务已经发展成价值3万亿美元的全球性产业。


下次再有人试图贬低基因组学和个性化医疗的发展机会时，不要忘记上述电子商务的例子。