基因测序，从林林的故事说起

    知道林林的故事，还是在社区@韬钺发的求助贴里，是说清华毕业的夫妇有两个宝贝林林和妹妹可能患有罕见病，但无法确诊而到清华生物校友圈中求助，央视等新闻媒体也有报道（具体内容可查阅@韬钺的帖子），没过几天，我在我关注的一个微信公众平台（健康不是闹着玩儿）上看到了相关内容，这个平台的创始人菠萝君（也是清华毕业）认为基因测序也许会有机会，正好这两天@小便也在我们sle互助圈发起对基因检测的投票，今天的文章跟基因检测有点关联，我就先把我看到的基因测序知识分享一下吧，ps:基因测序只是基因检测的其中一种技术平台，基因检测的概念很大很广，它们俩不是同一个概念，不要混淆。

以下内容转自：健康不是闹着玩儿微信公众平台

菠萝君，清华大学生物系本科，美国杜克大学癌症生物学博士，现在美国加州从事癌症新药开发，著有科普书籍《癌症.真相》。

菠萝有话说
前几天，清华生物系师妹由于大宝林林和二宝妹妹可能都患有罕见病，但无法确诊而到清华生物校友圈中求救，大家纷纷献计献策。

我的第一反应就是应该测序，理由很简单：既然5年来所有大医院都无法确诊，显然不是个容易判断的疾病，与其瞎猜，不如做客观的基因测序。基因测序以后，虽然也不能保证确诊，但至少有一定的机会发现：

1. 俩宝宝是否同样的疾病；
2. 是否遗传性突变，有没有可能有健康的第3个宝宝；
3. 有没有治疗方法。

当然后来很多专家也都提出了同样建议，也很快有专业测序公司开始免费为他们服务。在我看来，这是未来罕见病医疗的最优模式：基因测序，解读，数据库分析，突变基因功能测试，直到治疗。

“健康不是闹着玩儿”会一直关注进展，更新消息。大家一起来跟踪林林的治疗，不仅是关怀一个家庭，还可以借此更好地了解基因测序这个火爆的概念，比如它到底发展到了什么程度？还有什么缺陷？有没有临床价值？

两位资深的遗传和基因检测专家，戴红政博士和张巍博士，将随着林林故事的发展，逐步给我们揭开基因测序的面纱。今天的第一篇，讲点基因测序的基础知识。

作者简介
戴红政， 毕业于清华大学生物系。芝加哥大学遗传学博士。目前在美国贝勒米拉卡遗传实验室从事临床分子诊断研发和数据判读的工作。

张巍，毕业于天津医科大学。莱斯大学生物化学博士。美国临床分子遗传学和临床生物化学双专科执照认证。 美国贝勒医学院医学遗传学实验室副主任，助理教授。复旦大学儿科医院客座教授。 广州嘉检医学CEO兼医学主任。

这几天，林林的故事(见前面报道)已经牵动了大家的心。孩子身患难以诊断的病症，父母心怀绝不放弃的意志，清华校友领头为之奔走呼喊，让国内外众多专业机构和个人慷慨援手，纷纷提供各种帮助，其中谈论最多，也最先开始实施的，就是对林林进行测序以得到临床分子诊断结果。

什么是测序？
测序，字面上讲，就是测定生物体DNA或者RNA中的序列。在倡导精准医疗的今天，也许没有比”测序”更让人感觉高大上的字眼了。这两个字，在临床应用上的风头已经完全盖过了它的前辈，传统的染色体核型分析。而最近很火的“测序”主要特指高通量，具有单个碱基水平分辨率的二代测序。

临床测序能告诉我们什么？
在测序结果的基础上，临床遗传学家会综合考察观测到的异常类型，相关的基因功能，特定异常类型在普通正常人群和病患人群中的出现频率高低，病患临床症状等各种因素，写出分子诊断报告。这样的报告会帮助临床医生确定或者否定最初的临床诊断，制定针对相应遗传异常的医疗方案，同时联系病患家属以预防或者提早发现相关病症的出现。

简单的说，异常的核酸组成序列（包括单个碱基突变，小范围插入缺失，大片断重复或者缺失，以及染色体水平上的异常）可能会导致生物功能异常: 或者已经有疾病发生（致病异常），或者有将要有疾病发生的潜在致病异常。

如果病人被细菌，病毒或真菌感染，检测外源核酸组成序列则可以用来搞清楚到底是何种外来病原入侵。

谁需要测序？
如果你只是一个小小的感冒，不得已上医院，通常没有医生会很拉风地跟你说，来，我们测个序看看你得的是哪种感冒吧。

即使是在追求精准医疗，各种测序公司风起云涌的今天，为什么要测序，不是一个简单的选项，而是一个非常慎重的决定。不仅仅是因为测序可能相对花费不菲，更因为它需要扎实的临床医学和遗传学的专业知识来进行综合判定。

那么在哪些情况下或者哪些疾病，基于测序的临床分子诊断会在临床医生的考察项目里扮演重要角色呢？

排在第一的当然是与人类遗传物质变异相关的疾病，包括先天异常出生缺陷这样的各种遗传疾病和线粒体疾病，各种癌症等等。某些外源性疾病，如传染病，在测序技术大发展的今天，也可以用测序来帮助医生判断病因，尤其是不同病原体间只有微细的遗传物质差别而无法用传统检测技术分辨的时候。是的，有时候感冒也可以测序来帮助判断是哪一类呼吸道病毒。

比如， 既然作为生命蓝图的基因组有了致病异常组成，那么其中一些表现就是在临床上由妇产儿科负责的各种先天异常(含胎儿时期)和出生缺陷 (当然由出生缺陷导致的疾病，也可能在各种成长阶段才表现出来)。在有经验的临床医生眼里，家族病史，形态指标，细胞学和生物化学指标，组织化学以及医学影像资料等等，可以用来做出一个患儿的临床诊断。

简单的说，需要先判定是不是遗传病，如果是，那么根据不同疾病的基因突变类，可以选择不同测序方案以得到最好的临床分子诊断。

不简单的说，是不是遗传病有时候真不是那么容易判断。再不简单的说，不是所有遗传病都有测序这个选项；或者不需要（通过其它检测，如染色体检查），或者还没法做――没法做的意思不是说不能测序，而是测序完了临床遗传学家会非常头疼怎么给临床医生解释：“由于对于人体的复杂性的不完全了解，其实我们基本上啥也帮不了。我们和做基础研究的生物学家们一起，目前都还没搞清楚这种遗传病到底怎么发生的，所以说不清到底是哪里的序列出了问题。”

在林林这个例子，通过考查林林不同阶段的临床症状和相关的家族史，详细的生化，肌肉病理和许多辅助性检测后，发现肌酸激酶活性异常升高是一个非常可疑的指标，临床医生和临床遗传学家提示可能有内在肌肉功能障碍。多数临床医生和临床遗传学家建议排查以影响肌肉组织为主的遗传疾病和线粒体疾病（具体诊断过程仍在进一步评估进行中）。

临床分子诊断难在哪里？
首先临床表现可能不是单一因素引起。原发性病征可能和继发性病征重合，内源性病征也可能和外源性病征重合。

其次，推测是哪一种遗传序列异常导致的哪一种遗传疾病并不容易。不同的遗传序列（基因）的致病异常可能会有相同或者类似的临床表征。另一方面，临床表现差异较大的不同遗传疾病可能拥有同一种特定的遗传序列（基因）致病异常。

最后，拿到了测出来的序列结果还不算完，你得告诉人，哪里是异常，哪里是致病异常，哪里是风险相关异常。。。等等等等。在不同遗传背景（不同个体）里，同一种遗传异常会有不同程度或者根本迥异的临床表征。是的，异常序列不一定都是致病异常。在某些人群里致病的异常序列不一定在另一人群里致病。（哇，这么麻烦，头好疼。。。）

有点像那个修电动机的老故事: 在电动机的外壳上画一条线不难，难的是知道在哪里画这条线才能从这里修好电动机。

用当今非常高大上的各种测序仪按部就班操作测序不算太难，难的是知道你在测什么，为什么要测，怎样保证得到足够好的测序结果以及怎样正确的进行测序结果解读――这些问题，都需要临床分子诊断专家的通力合作。

林林患上这样的病痛很不幸。林林又很有幸运拥有那样坚强爱他绝不放弃的父母，有幸得到由清华校友发起的，来自各方的帮助。华大基因，清华和港大，第一时间进行了林林的血样采集，无偿安排了全外显子组测序，贝勒也无偿进行了对先天性肌肉疾病相关基因和线粒体疾病的检测。几方还慷慨地同意测序数据共享，以便于国际专家合作组的共同解读。

让我们耐心等待，因为我们现在知道，得到测序数据只是第一步。

本文首发于清华生命科学与医学校友会公众号"TAALSM校友"。