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访谈 | 遗传学家Hans Lehrach教授: 从分子水平上看,疾病是如此不同

时间:2020-08-27作者:华大智造阅读数:316分享


在过去的四十年里,Hans Lehrach教授作为基因组学领域最伟大的先驱和遗传学家之一,他的科研成果和学术成就加速着整个基因行业的发展。


1987年,作为伦敦帝国癌症研究基金(ICRF)基因组分析部门的负责人,他成功地将亨廷顿舞蹈病基因定位在第4号染色体上。


1994年,他曾担任德国马普研究所(Max Planck Institute)分子遗传研究所所长,在此期间,他参加了国际人类基因组测序联合会,参与完成了第8号和21号染色体的测序。


同时,他也是德国多家生物技术公司的联合创始人,目前他正将华大智造研发的DNBSEQ™技术应用到更多领域中。近期,华大智造欧洲业务负责人Danilo Tait与Hans Lehrach博士进行了一场对话。


Danilo Tait:25年前,我作为博士研究生加入了您所在的团队——伦敦的林肯菲尔德皇家癌症研究基金。从那个时候起,基因组学的研究方法发生了哪些变化?


Hans Lehrach:变化相当大。那时我们还处于人类基因组计划的早期阶段,用了13年的时间来完成第一个人类全基因组的测序,且总费用超过30亿欧元。


目前最快的机器是华大智造研发的DNBSEQ-T7,它可以在一天完成60个人类全基因组测序,且测序成本只需花费几百美元。所以,在相对较短的时间里,我们已经从对人类基因组知之甚少,发展到能够对我们个体之间的差异有相对深刻的认知,且这些年的了解程度甚至超过了几十年前我们对整个人类生物学的了解。


Danilo Tait:如果德国和其他欧洲国家不尽快启动国家基因组计划,它们会面临什么问题?


Hans Lehrach:国家基因组计划只是迈向真正个性化治疗和预防的组成部分。每个个体之间都是不同的,我们有不同的基因组,不同的环境,不同的疾病史。如果我们仔细观察,从分子水平上来说,疾病是如此不同。这也就不难解释每个人对治疗或预防措施的反应截然不同,甚至还有可能会给个人及社会带来灾难性的后果。单是这个因素,在欧洲每年就会导致近20万人死于药物不良反应,进而带来高昂的医疗保健费用。


以新冠疫情为例,一方面,许多被感染(或有传染性)的人没有或只有非常轻微的症状,这使得对疫情的防控极为困难。另一方面,相当一部分受感染的人会面临严峻的后果,如需要接受重症治疗,可能会留下后遗症,在某些情况下甚至会导致死亡。更好地理解为什么个体对同一感染的反应如此不同,有助于防控感染过程,从而避免严峻的医疗后果。


Danilo Tait: 最近,我在公开报道看到您和乔治·丘奇(George Church)联合提出了一种监测方法,即在我们等待疫苗的同时,通过对病毒和宿主进行测序来应对疫情。您能解释一下这种方法背后的想法吗?


Hans Lehrach:与艾滋病毒相比,新冠病毒似乎无法在个体中存活更长的时间,因为感染者要么得到治愈,要么,最坏的情况,死亡。原则上,我们可以利用新冠病毒这一“致命弱点”,在某个地区、全国甚至全球的大多数(所有)范围内再次消灭病毒,方法是进行数个周期的同步、全人群的检测,并将所有被感染者(以及拒绝接受检测的人)进行隔离,直到他们不再具有传染性。这可以在短时间内使R因子,即感染人数降至零,并从根本上消除该地区的病毒。例如,我们对欧洲进行全人群同步检测,并对欧洲边界进行严格检测和短期隔离,我相信会取得良好的效果。


Danilo Tait您认为实验室已经为这一解决方案做好了准备,并且有足够的设备和资金支持来实现它吗? 测序仍然被认为是一种昂贵的筛选方法。


Hans Lehrach:检测的纯测序部分可能只需花费几美分,总成本可能大约在几欧元,比目前使用的测试成本低一个数量级甚至更多。如果我们希望以低于欧洲时薪的成本结束这场噩梦,且不至于让民众因为疫情而长时间无法正常工作,就必须大大降低测序成本。


Danilo Tait:去年,华大智造宣布推出新的测序仪——DNBSEQ-T7,它可以在24小时内以非常低的测序成本,完成60个人类全基因组的测序。您觉得这项技术及其成本会对基因组学在个体化药物中的应用会产生哪些影响?


Hans LehrachDNBSEQ-T7是一款非常出色的机器,不仅运行速度提升了两倍,而且还大大降低了运行成本。此外,与其他产品相比,它还具备许多其他性能优势。在未来的精准医疗计划中,我们期待着设备性能的提升,不仅仅运用于肿瘤方面的研究和筛查,以后还能扩展到更多其他领域的治疗和预防,也包括我们新冠疫情的防控计划中。


Danilo Tait:目前,您在柏林创立的Alacris Theranostics公司也正在使用华大智造测序技术。您能简要地解释一下基因测序在Alacris创新的“数字化双胞胎技术”中所扮演的角色吗? 为什么您决定选择华大智造的技术来完成这项工作?


Hans Lehrach:要为患者找到适合自己的最佳疗法,尽管在极度复杂的情况下,我们无法避免犯错,但我们可以选择在可模拟真实情况的计算机模型上,尽可能安全、快速、低成本地试错。


我们必须对患者、病变组织以及其它可能影响疾病和治疗反应的方面(如个体免疫系统)进行深入的分子分析,这也是选择精准药物治疗所需的信息。


为了能够根据庞大多样的数据做出准确的预测,即个体患者对特定治疗的反应,我们尝试开发了“数字化双胞胎技术”,希望能与个体患者紧密对应,识别潜在的效果和副作用,最大化降低对患者的伤害。而只有使用高性能、高性价比的测序仪,例如我们在这些分析中大量使用的华大智造仪器,才有可能实现这一切。


以上内容有部分删减