盡管測序**的速度讓他們驚訝，但每個人都迅速采用了新一代測序（NGS）和如今的群體測序，以便推進他們的科研和轉(zhuǎn)化工作。作為遺傳學和生物醫(yī)學數(shù)據(jù)科學的教授和斯坦福計算機、進化和人類基因組學中心的創(chuàng)始主任，Bustamante博士正利用群體測序來了解古代和種族亞群中的遺傳變異。Kingsmore博士近新任Rady兒童醫(yī)院基因組醫(yī)療研究所的總裁兼CEO，他正利用測序來開發(fā)兒童基因組醫(yī)療的證據(jù)基礎(chǔ)。作為Garvan醫(yī)學研究所的執(zhí)行主任，Mattick博士正帶頭利用群體測序數(shù)據(jù)開展研究和臨床應(yīng)用。

在您剛成為科學家時，測序技術(shù)是什么樣的？

John Mattick (JM)：我對測序的印象是看見放射自顯影圖上的條帶。這是分子生物學的早期。我們正在克隆和測序基因。我當時認為，我們是高手。我們只能從膠上讀取幾百個堿基，之后條帶挨得太近無法區(qū)分。我們組裝成1-2 kb長的序列，每條序列都能發(fā)一篇?，F(xiàn)在回頭看，這似乎太原始了。

Stephen Kingsmore (SK)：我的測序體驗是從放射性的p32標記以及瓊脂糖和聚丙烯酰胺凝膠開始的。一個了不起的測序反應(yīng)是150個核苷酸，而那要花去大半天。

Carlos Bustamante (CB)：我成為科學家時，自動化測序正在開發(fā)中，因此我開展了一些手動測序，之后在代測序儀上進行大量的測序。我初次體驗是在史密森學會實習時，他們剛剛建立了分子系統(tǒng)學實驗室。那時，測序多名個體的幾個基因可是大工程。

當工具改進時，您的測序方法如何改變？

CB：一開始，我們將每個片段的數(shù)據(jù)都看得很寶貴。當Celera開始進行早期的外顯子組測序時，他們對20萬個樣品進行PCR，并測序39個人的2萬個基因。我想，“這是一個數(shù)據(jù)集！我們一直在等待這個。”我們停下了手頭的工作，花了4-5年的時間來研究這39個外顯子組，并發(fā)表了8-9篇，以不同的方式分析數(shù)據(jù)。這種思維模式已經(jīng)被顛覆了。如今，我們利用NGS不斷地快速生成數(shù)據(jù)，然后擔心它意味著什么。

當新一代測序（NGS）工具被引入時，您多快將其引入研究？

CB：NGS快速成為我們研究中的重要工具。我們是獼猴和猩猩基因組計劃中的一部分，其中我們分析多態(tài)性數(shù)據(jù)。我們也是千人基因組計劃初的分析小組之一，設(shè)計美洲的采樣，確定2x-4x測序的價值，以及變異頻率的界限。

SK：NGS系統(tǒng)上市沒多久，我們就開始使用了。那是激動人心的日子。我們將郵件收發(fā)室改為NGS實驗室。關(guān)于人類基因組，人們知道得還不多，因此我們每項研究都在發(fā)現(xiàn)新東西。

JM：多年來，我一直是基因組學新技術(shù)的早期采用者。與Craig Venter一樣，我是Molecular Dynamics的Megabase測序儀的早期客戶之一。Garvan研究所是早購買HiSeq X(TM) Ten系統(tǒng)的3家機構(gòu)之一。

“獲得變異信息的的方式是獲取數(shù)十萬個基因組的準確變異信息，這樣我們才能評估我們所看到的每個變異的頻率。”

群體測序的數(shù)據(jù)將如何改變醫(yī)療？

JM：群體測序?qū)︶t(yī)療產(chǎn)生深遠的影響，將其從危機管理的藝術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榱己媒】档目茖W。我們知道，個體的基因組變異和我們的遺傳特質(zhì)影響了我們現(xiàn)在的健康，并帶來了未來疾病的風險，無論是2型糖尿病、癌癥、類風濕性關(guān)節(jié)炎，還是阿爾茨海默病。對許多病例而言，有備無患，這讓醫(yī)生和患者能夠?qū)嵤┎呗?，以降低、避免或準備這些可能性。

SK：我研究兒童的罕見遺傳病，它們只是遺傳的。我們?nèi)缃裼心芰ψ龀隹焖僭\斷，因此，這些疾病可能在開發(fā)和制造新藥上具有成本效益。我們的希望是，基因組學在診斷復(fù)雜疾病上將逐漸變得與單基因疾病同樣寶貴。這也許需要幾十年才能趕上，但群體研究對縮小這一差距將是非常重要的。關(guān)于群體研究，激動人心的一件事是我們開始根據(jù)遺傳學來重新定義我們描述疾病的方式，而不是根據(jù)癥狀。

JM：群體研究將為**藥物的開發(fā)提供信息，特別是在鑒定**反應(yīng)的遺傳學上。美國一年有10萬人死于**藥的**反應(yīng)3。在澳大利亞，至少2-3%的入院是由于**藥的**反應(yīng)4。

CB：例如，Abacavir是一種重要的HIV藥物，而研究人員已鑒定出一種與Abacavir過敏相關(guān)的HLA變異。這個變異在非洲和歐洲人中的流行程度很低，但在印度和亞洲的某些群體中卻達到20%的頻率5。如果攜帶變異的患者服用一次Abacavir，他們會變得非常虛弱。如果他們服用兩次，則會死亡。群體測序?qū)⒆屛覀儼l(fā)現(xiàn)和鑒定與**反應(yīng)有關(guān)的臨床可行動變異的整體等位基因頻率。瓶頸在于讓醫(yī)生理解藥物代謝信息，這樣他們將知道選擇藥物A還是藥物B，或者將劑量減半或加倍。

JM：制藥公司也開始利用群體測序來鑒定過去藥物試驗中的異常響應(yīng)者。如果他們能夠?qū)⑷后w分層，并確定響應(yīng)者的特定遺傳背景，則他們能夠分析相關(guān)的生物化學通路。他們不僅在挽救失敗的藥物，也在挽救響應(yīng)患者，帶來有效且可能救命的**。

“特別是在美國，我們需要對那些健康結(jié)果差的種族群體進行群體測序，這樣保健上的負缺口才不會擴大。”

在您剛成為科學家時，測序技術(shù)是什么樣的？

John Mattick (JM)：我對測序的印象是看見放射自顯影圖上的條帶。這是分子生物學的早期。我們正在克隆和測序基因。我當時認為，我們是高手。我們只能從膠上讀取幾百個堿基，之后條帶挨得太近無法區(qū)分。我們組裝成1-2 kb長的序列，每條序列都能發(fā)一篇?，F(xiàn)在回頭看，這似乎太原始了。

Stephen Kingsmore (SK)：我的測序體驗是從放射性的p32標記以及瓊脂糖和聚丙烯酰胺凝膠開始的。一個了不起的測序反應(yīng)是150個核苷酸，而那要花去大半天。

Carlos Bustamante (CB)：我成為科學家時，自動化測序正在開發(fā)中，因此我開展了一些手動測序，之后在代測序儀上進行大量的測序。我初次體驗是在史密森學會實習時，他們剛剛建立了分子系統(tǒng)學實驗室。那時，測序多名個體的幾個基因可是大工程。

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