貝瑞基因CEO周代星：沒有遺傳疾病的未來還有多遠？
編者按：基因構成的23對染色體，就好比一本有23個篇章的生命之書，怎樣通過對基因的「讀」和「寫」來破解生命之書，實現一個沒有遺傳疾病的人類未來？今天，與您分享貝瑞基因CEO周代星博士在君聯資本CEO CLUB第十七屆年會上的精彩演講。君聯資本於2011年投資的貝瑞基因（000710.SZ）2017年成功借殼上市。
貝瑞基因 CEO周代星
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用基因譜寫生命之書
我們先從基因究竟是什麼開始。一個人有幾萬億個細胞，幾乎每個細胞都有一個細胞核，細胞核裡面有DNA，如果像拉彈簧一樣把DNA拉直，就會看到由GATC四個部分組成的化學成份，我們稱為鹼基組成的雙螺旋鏈，每個基因就是一段DNA的序列，把它組合起來，就成為一個有功能的單位。
基因是在人的細胞內組裝成的23對染色體，可以看作一本書的23個篇章。如果有一些篇章，或者有一部分出現問題的話，對人會產生很大的影響。我就按照這些篇章可能出現什麼樣的異常，這些異常導致什麼樣的問題開始。
比如唐氏綜合征，就是21號染色體整個篇章重複了一次。這個疾病是1866年英國醫生唐?約翰發現的，但一直到1956年左右，才發現這個疾病的機制，所以人對疾病的認識實際上是要花很長的時間才能夠知道最終原理的。
如果不是整個篇章出現問題，而是部分篇章出現缺失或者重複會導致什麼問題呢？比如22號染色體，有一個片斷缺失了，最有可能導致小孩兔唇，70%的幾率導致先天性心臟病，30%的幾率導致腎臟疾病。
如果只有一個文字出現錯誤會導致什麼問題呢？單一的鹼基突變有的時候也會產生很大的問題。最典型、最普遍的一個就是色盲，每12個男性裡面就有一個人是色盲。
有人會問，基因突變一定導致疾病嗎？會不會產生像超人那樣的特異功能？當然，突變並不一定都導致疾病，也有一些突變會給人帶來功能上的提高，但是到目前為止，沒有看到像電影裡面那樣的「超能力」，能夠數得上的也就是幾個功能的增強，比如說耐力的增強，比如說有些人睡覺不需要那麼長的時間。
如果把現在知道的遺傳疾病綜合起來，這個表裡列的是最重要的幾個遺傳疾病。
頻率最高的疾病是自閉症，70個小孩裡面就有一個是自閉症，以前數據認為30%的自閉症患者是遺傳因素導致的，30%是環境因素導致的，還有剩下30%多不清楚原因。最新的研究認為，由遺傳因素導致的自閉症比例佔到75%。如果把這些疾病全部綜合起來，每20個人裡面就有一個人是攜帶某種遺傳的突變信息，跟正常人不一樣，所以由遺傳導致的綜合發病率是1/20。當然也有基因突變在後天發生，比如腫瘤的出現。
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怎樣破解生命之書？
人類的歷史也是發現疾病的歷史。2001年，人類破譯了基因組，對疾病的認識有了飛速的發展；到2009年，能把各種疾病定位到染色體上，畫出23對染色體上對應的疾病圖譜；到2017年4月，這個圖譜已經密密麻麻了，7000多種疾病被定位，而且這個數量每天都在增加。代表人遺傳的信息分布在30億個鹼基組裡，怎麼使用這些信息？怎麼知道某個人有哪種疾病？能不能通過一種簡單、便宜而且有效的方法檢測出來？
基因測序的超摩爾定律
基因測序工作經歷過三代測序儀的發展：
第一代測序方法（1978年—2001年）。1978年，英國一個叫Sanger的人發明了Sanger測序法，他後來獲得了諾貝爾獎。基於他的技術設計的第一代測序工具，到2001年測出人類第一個基因組數據，30億個鹼基組，歷時13年，花費30億美元，這種價格應用到個人身上是不可能的。
第二代測序方法（1997年至今）。從1997年起，全世界就開始研發一種更簡單、方便、便宜的測序方法，直到2006年，出現了基於第二代測序方法的第一台測序儀，歷時十年左右，我個人有幸參與了這個過程。這個測序儀叫NovaSeq，一天可以產出3個TB的數據，從統計學上測算，相當於30個人的基因組數據，成本差不多是800美元一個基因組，隨著技術進一步突破，幾年之內可降到100美元左右。
第三代測序方法。最新的測序技術原理上能夠把成本降到更低，把檢測時間縮到更短，但是現在還沒有實現，這是一個潛在的測序儀革新。
人類基因組測序的成本，2006年以前平均18個月會下降一半，剛好遵循了摩爾定律；而2006年之後，由於第二代測序技術革命，平均6個月測序成本會下降一半左右，我們稱為超摩爾定律。這個速度促進了行業的巨大發展，對個人測序的應用也產生了很大的影響。
技術發展這麼快，有什麼樣的應用呢？能不能在小孩出生之前，就可以直接測遺傳疾病？剛才提到，每20個人裡面就有一個人會有不同程度的某種遺傳疾病，那能不能迅速地把這個疾病給測出來？
基因測序的應用
（1）無創產前基因檢測：NIPT
有一個檢測的方法叫NIPT（無創產前基因檢測），它能替代傳統的羊水穿刺方法，只需抽取孕婦的外周血，就能通過基因測序來判斷胎兒是否有染色體異常。這種方法大大地降低了孕婦的痛苦和檢測的風險。目前，檢測最廣泛的是T13、T18、T21三對染色體。T21染色體異常就是我們常說的唐氏綜合征（先天愚型），T18染色體異常俗稱愛德華綜合征，是僅次於先天愚型的第二種常見的染色體三體征。
NIPT檢測結果的精確度是醫學史上沒有見過的，比如說陽性預測值（PPV）是一個很重要的指標，無創檢測後說這個小孩是有病的，那真正的有創穿刺取材診斷之後，得病的小孩有多少，95%（編者註：傳統的血清學篩查PPV不到5%）！漏檢率低於萬分之零點三，即十萬個人查完以後漏掉的只有兩到三個，這是非常精確的檢測。
我們在國內進行產品化，把NIPT規範落地到各個醫院裡面去。這幾年來人們接受的程度越來越高，有的省份應用比例已經高達30%左右。這個技術是香港的盧煜明教授發明的，從中國走向全世界，全球109個國家正在逐步採用，市場需求非常高，而且在不斷增長。
（2）NIPT+
我們最近掌握了一個技術叫NIPT+，可以測一百多種疾病，正在國內一個省進行試點，剛好上星期美國貝勒醫學院也發布了他們的檢測結果，綜合對照之後，我們的精確度差不多是他們的十倍左右，所以在這個行業里，做遺傳疾病的檢測，我們現在超過了美國，達到世界先進的水平。
下一步究竟是什麼？去年，我們的合作者盧煜明教授發表文章說，把父母的基因型跟小孩的基因型結合在一起，只要抽取母親的外周血就可以知道這個小孩所有的基因的信息。這是一個很重要的發現，就是說小孩還沒有出生，我們就能知道他今後是不是會有遺傳性的心血管疾病，是不是會有像電影演員安吉麗娜朱莉那樣的乳腺癌疾病，老的時候會不會得老年痴呆症等等。
基於基因信息的治療
建立基因大資料庫。現在做基因大數據成本比較高是一個問題，但更大的問題是這些信息獲取了之後怎麼解讀？怎麼用？只有建立一個中國人的遺傳疾病資料庫，才能夠知道我們有哪些遺傳疾病，在哪個位點上出現了問題，發病率有多高，這對行業發展是非常關鍵的。我們投入了大量時間、資金以及人力建設基因大資料庫，目前擁有43萬中國人的基因組信息，而且每天都還在增長。
基於資料庫，可以看到中國人群遺傳病分布的地域特點。比如蠶豆病，廣西和廣東的發病率比較高。再如耳聾甲狀腺腫綜合症，主要出現在青海和安徽。還有國內認知度比較高的地中海貧血病，主要在廣西、廣東、湖南南部、福建這一帶出現。這些遺傳疾病有很明顯的地域特徵，什麼原因現在還不知道，這是非常值得研究的。
發現哪些人有什麼疾病之後，如何治療？我們正在檢測一個疾病，叫SMA（脊髓性肌萎縮症），發病率比較高，5000個小孩裡面會有一個得SMA，如果不給以輔助的話，只有8%的小孩能夠活過20周。最近在治療方面有一個非常大的進步，幾個星期前發表在新英格蘭醫學雜誌（NEJM）上的一篇文章表示，可以用一個叫AAV的病毒載體把能修正SMA的基因載到小孩體內進行治療。他們對15個患病的小孩做了實驗，在他們出生後兩三周的時候注射，現在這15個小孩能坐也能走，跟正常人沒有任何差異。這是一個很重要的方向，將遺傳疾病在早期篩查出來，然後用AAV或者類似的基因療法去做治療。
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沒有遺傳疾病的人類未來
2012年出現了人的基因編輯。基因測序可以把基因序列給讀出來，我們稱之為解讀，基因編輯的出現實際上是對基因進行改造和編寫，讀和寫兩個結合起來，將是我們研究的重點。
如果能夠實現的話，未來的醫療體系有可能會是這樣：小孩還沒有生出來之前，先通過基因的檢測，獲取他的基因信息，然後存儲到雲裡面，這個信息一輩子可以用。在這個小孩一生中，任何一次進入醫院，都可以通過某個手段，比如手機，很快獲取他的基因信息，然後通過讀寫功能，把這個基因進行改造，從而得到治療。
如果這個能實現的話，人類的未來會是一個沒有遺傳疾病的未來，或者是一個遺傳疾病完全可以被干預的未來。這樣的一個社會，可以減少很多疾病痛苦，節約因疾病消耗的巨大資源。
北京貝瑞和康生物技術有限公司（以下簡稱貝瑞基因）成立於2010年5月，是致力於應用高通量基因測序技術，為臨床醫學疾病篩查和診斷提供「無創式」整體解決方案的研髮型生物科技公司，是將基因測序技術實現臨床轉化的行業領導者。貝瑞基因的研發團隊由高揚博士與曾經參與高通量測序儀設計和研發的周代星博士帶隊，由高通量測序領域和臨床基因檢測領域內頂尖的實驗、研發、生物信息分析專家組成，並與領域內全球知名的研究機構建立了合作關係。貝瑞基因已成為全球領先的高通量測序技術及應用研究中心。公司於2017年8月成功登陸A股主板上市。
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