安吉丽娜·朱莉接受预防性乳腺切除术的新闻近日占据了各大媒体的头条,“基因检测”的话题被广泛关注。但从公众的反应中,我们看到了国人在基因检测知识上的缺乏。那么,到底什么是基因检测,它在防病治病方面能起到多大作用呢?
未来某一天,你或许收到一个指甲盖大小的存储芯片,里面存着3个G的基因组数据和分析报告,这是你花500元做的个人全基因组测序。报告上罗列了你未来可能罹患的多种疾病的风险,以及你的由30亿个碱基构成的基因组中潜在的隐性致病基因库。当然这是科学家对未来基因检测市场的畅想,针对目前技术可及范围,我介绍一下基因检测的科普知识。
有些疾病源于基因突变
在生命长达30亿年的进化中,基因起到了内在的决定作用。基因是染色体上的特定片段,具有遗传效应。染色体是一种遗传物质,包含A、T、C、G四种碱基,所有生命的遗传信息都藏在这四种碱基不同的排列顺序中。这就好比计算机程序以“0”和“1”两种脉冲信号为基础的代码,当我们追溯生命的本质时,发现它原来是一部精密的程序。
生命在往下一代延续时,基因会进行复制,将上一代的遗传信息传递给下一代。在这个过程中,基因有极小的概率错误复制,从而改变了机体功能,这就是基因突变。我们以朱莉的BRCA1基因为例。正常的BRCA1基因可以抑制癌症的发生,是一种优良基因。但当它发生突变后,就失去了抑癌功能,因此其携带者有极高的概率会罹患癌症。
基因检测能发现三大类疾病
基因检测的作用就是检测基因的变化,从而判断是否致病,或是在未来是否有概率患病。目前,包括单基因疾病、多基因疾病、染色体疾病在内的遗传疾病,都可以通过基因检测来发现。
单基因疾病指单个基因缺陷导致的疾病,我们熟悉的色盲、白化病,以及朱莉的BRCA1突变等,都属于单基因疾病的范畴。单基因疾病往往比较罕见,但由于种类很多,已知的单基因疾病多达7000多种,其总体的人群影响范围高达1/100。目前,有几百种单基因疾病都可以进行基因检测,只需抽取少量静脉血,就可以一次性完成。
多基因疾病是由多个基因缺陷共同引起的,人们认为的由环境、饮食导致的高血压、糖尿病等,其实都是多基因疾病。多基因疾病由于涉及基因太多,作用机制太复杂,目前的检测技术并不成熟。
染色体疾病是指染色体整条或局部发生了变化。由于一条染色体上包含成百上千个基因,染色体的改变意味着大量的基因同时发生了改变,其带来的影响往往是致命的。最常见的染色体疾病是染色体数目异常疾病。例如21三体综合征,也叫唐氏综合征,其发病率约为1/700,患者比正常人多了一条21号染色体,涉及几百个基因的变化,导致严重的发育异常和智力低下。每一位孕妇都要接受的唐氏筛查(简称唐筛)即是针对此类疾病的传统检测方法,但它所依据的是孕妇静脉血中的激素、蛋白等生化指标,准确率很低。目前,在国内广为开展的无创产前基因检测技术,以其安全、精确的特点,开始挑战传统检测的观念,并成为基因检测领域应用最成熟、普及最广泛的技术。
基因检测可在各个阶段介入
通过对基因的分析,可以提前预知疾病,从而进行医学干预,这就是基因检测的意义所在。基因检测在人体发育的各个阶段均可介入。
在婚前,通过基因检测,可以预测男女双方结合后下一代的患病可能,从而判断这对男女是否适合结婚。有了基因检测后,可以更早地获得知情和进行医学干预,从而降低下一代的疾病发生。在个体发育的早期阶段,可以在体外对胚胎进行基因检测,选择没有基因缺陷的胚胎,再植入到子宫中继续发育。
在宝宝出生前,基因检测可以发现宝宝的基因缺陷情况,若检测出有重大致畸、致死的遗传疾病,便可在孕早期进行引产,阻止患儿的降生。
在宝宝出生后,可以检测遗传性耳聋等以预防基因缺陷。一些耳聋基因缺陷携带者,一旦在新生儿期检测出来,只要一生不摄入某种特定药物或不进行剧烈运动,便可确保终身听力正常。
在人类生育过程之外,基因检测也有广泛的用途。朱莉的乳腺癌基因检测,就可以在成年后开展,类似的还有老年痴呆症基因检测、心血管疾病基因检测等。