文章目录：

• 1、遗传也能咨询？基因芯片又是啥？——揭开遗传咨询科的神秘面纱
• 2、现在最火的基因检测到底是什么？我好奇地去体验了一次……
• 3、基因也能被剪辑？

遗传也能咨询？基因芯片又是啥？——揭开遗传咨询科的神秘面纱

遗传学检查 是谁都能做吗？

小D是一位正儿八经拥有90后特质的孕妈，工作恋爱顺风顺水，今年年初终于做了别人家的儿媳妇，上个月又接过了准妈妈的生产接力棒。这头一胎小两口可是谨慎又期待，小D从此孕期体检一期不落，也改掉了怀孕以前吃喝无禁忌、熬夜蹦迪两不误的不良生活习惯，小心翼翼的保护着这个即将到来的小宝贝。

互联网时代，我们接触的东西会有很多，小D跟老公一拍脑袋，要不给孩子做个遗传学检查吧，万一发现什么遗传病，早知道早治疗不是很好吗？但到医院以后，医生经过一系列问诊不建议但也不阻止他们做遗传学检查，夫妻俩又是纠结又是一头雾水。近年来，因为社会发展的需要，新兴的医学科科室——遗传咨询科逐渐出现，但普通大众对这个科室的了解知之甚少，那么到底哪些人需要做遗传咨询或者遗传学检查呢？

（1）原发不孕的夫妇；

（2）经过各种努力仍无法诞下健康宝宝的夫妇；

（3）近亲夫妇或未婚恋人；

（4）孕期不明原因的习惯性流产、早产、死胎史的夫妇；

（5）生育过畸形儿的夫妇；

（6）有遗传病家族史的夫妇；

（7）羊水过多或过少的夫妇；

（8）患有不明原因畸形的人；

（9）不明原因的智力低下者。

出现以上这些情况，医生会建议去遗传咨询科室咨询，了解疾病相关信息以及风险预知，诊查到底是什么原因导致的疾病状况；此外遗传学检查对于那些没有不良孕产史的孕妈妈，医生一般不建议做，具体要根据患者的个体情况来进行判断。

基因检测，你的DNA里藏着你的专属秘密

说到遗传学检查，不得不提基因检测，基因检测虽然听起来挺高深莫测，但随着科技的发展，基因检测早已逐渐应用于生活各个方面，大家对基因检测早已见怪不怪。比如我们最烦心的肥胖，在一定程度上是受基因影响的，有的人天生就容易长胖，有的人随便吃喝却还很瘦，其实就是基因在捣鬼。烈日炎炎，许多女生最恐惧的腋臭，是因为CT型（酶活性65%）和CC型（酶活性100%）人的汗液中气味前体、短链脂肪酸、类固醇、蛋白质等含量较高，其中CC型人含量最高，所以更容易腋臭；而相对含量较少的TT型（酶活性35%）人群则不容易产生腋臭。

听起来是不是很有趣呢？基因检测可以通过对DNA进行检测了解自己的遗传背景，获得个性化的健康咨询管理服务，做到疾病早知道、早预防、早治疗，从而提高生存质量，延长寿命。基因检测的方法也有很多，包括以技术为基础的相关分子生物学方法、基因测序、基因分型技术、基因芯片等等。而基因芯片作为一种可以用来做基因检测的技术，被广泛用于遗传咨询与遗传学检查的临床实践中。

基因芯片=电脑芯片？

遗传咨询过程中，医生需要根据一系列的检查结果来分析疾病原因，除了对临床的病历资料的评估以外，还需要依靠一系列的遗传学检查手段来深析病根，当中很重要的一个手段就是基因芯片。

基因芯片，并不是我们电脑里的芯片，因为它的排列方式类似于电脑芯片的排列方式，所以才叫基因芯片。基因芯片实际上是分子生物学的一种检查手段，通过把一些DNA的探针固定在一定的支持物上进行工作，探针按照一定的顺序排列，它是一种可以跟人体基因组上相对应的区段互补配对的DNA序列，当它跟人体的某块DNA区块结合以后，医生通过这些序列就可以知道哪一些探针捕获了哪一段DNA序列，从而就可以找到病因，知道患者的基因组中的哪一个区域出现了状况。

基因芯片的检查主要用于两种情况：一是对患有染色体疾病的个体，医生会通过检测来判断染色体是否异常的情况；二是对疑似怀有患染色体疾病胎儿的孕妈妈进行基因芯片的检查。一般来讲，孕早期医生会采取绒毛活检的方式，通过胎盘的绒毛采集到胎儿的样本进行检测；孕中期即16～22周主要通过羊水穿刺来进行检测；当胎儿的周数超过了22周，医生一般会通过脐带血穿刺的方式获得胎儿样本进行检测。

总会有我们办不到的事 做好心理预期不受伤

一个人有优点也会有缺点，任何一种技术都有它自己的局限性，基因芯片也不例外。相对来说，唐氏儿的染色体有明确的致病性，但基因芯片因为检查的过于具体化，对于一些疾病情况，由于基因、蛋白、生物通路等等极其复杂，相互关联影响，基础医学理论对基因认识的不足，以现有的医学技术水平医生很难对一些染色体问题进行很好的解释说明。因此也就无法给出孕妈妈们准确的答复，这种情况下就会增加孕妈妈以及家属的焦虑感，而遗传咨询科的作用也因此展现无遗。对于需要做遗传学检查的患者，做与不做，医生都会尊重患者的选择权；但如果接受检查，医生也会提前告知家属检查结果的各种可能性，保证他们的知情权，让孕妈妈或者家属有一定的心理预期，当不好的结果出现时不至于因为无法接受而深受打击。

我们的医生在临床实践中发现，一些正常的个体身上会携带大片段的染色体缺失或重复，按我们一般的认知来判断，它应该是致病的，但结果显示这些个体都是正常的。说明尽管我们人类在不断的努力探索我们的基因密码，但目前为止已经解码的部分实在是少之又少。

本期《非要你健康》邀请到四川省人民医院遗传咨询科的杨季云主任，让他来告诉我们遗传咨询到底是什么，染色体里的那些秘密我们又该如何知道？

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现在最火的基因检测到底是什么？我好奇地去体验了一次……

“你真的了解你自己吗？”

“看似一样的我们，藏着不一样的身体密码。”

这是我在“觅我”公众号上看到的一段介绍。之前在网络上看到一个有趣的帖子，意外地发现了许多身体的小秘密都跟基因有关系，比如狐臭，比如喜不喜欢吃香菜，甚至第一次啪啪啪的年龄（what?）等等。

因此在好奇心的驱动下，我在觅我上开始了了解自我的旅程。

基因检测有啥用？

在以前，提起“基因检测”，我脑海里的画面大概都是这样的：

实际上，随着基因测序技术的进步和成本的下降，市面上已经出现了许多消费级基因检测产品，价格不贵，而且用户不用抽血，在家里吐口唾沫即可。（足不出户也能体验高新科技，赞！）

觅我数字生命包包含了42项指标的检测，涵盖了美容、饮食、运动、奇妙四大方向。

收到采样盒

在觅我上下单2天后就收到了觅我寄过来的采样盒，是长这样子的，风格极简干净：

里面有唾液采集器、尿液采集器以及需要回寄的带子。按照说明书上的方法，大概花了4分钟搞定口水 尿尿……采尿的过程太【马赛克】了……

桃子提醒

如果童鞋们选在工作日采样，建议早上提前半个小时到一个小时起床！因为尿液最好采晨尿，而且采样之后还要绑定样本、填写问卷、预约顺丰快递上门（免邮费）。如果是周末就没有这种烦恼啦~

采样之后，请大家务必记得用手机扫描盒子的二维码，进行绑定样本！这一步骤非常重要！！

在手机上绑定了样本，大概半个小时快递后快递小哥就到我家门口收东西啦~

收到报告

把口水 尿尿寄回去给觅我实验室之后，大概等了2周后的某天清晨，突然收到消息推送……报告出来了！

怀着兴奋期待又有点紧张的心情，我迫不及待地打开报告——

首先是基于我的基因、代谢、行为数据的检测结果给出的标签，以及有4个方面的评分。每个标签点进去还能看到具体的数据。下面具体分析一下每个维度的指标：

看到维C的分数只有54分，老泪纵横！看了一下里面写的介绍，难怪我刷牙总是容易牙龈出血，原来也属于缺乏维生素C的症状。

在报告下面还有一些简单的“小贴士”，提醒了有哪些可以补充维生素C的食物……不说了，我先去啃个番茄。

根据报告上的科普，发怒、焦虑、口腔溃疡、头晕、乏力、记忆力减退........都跟你的身体“能量发动机”——维生素B族有关系！是时候该精准地补充营养了！

运动这一片简直不能太凄惨……都徘徊在合格线……果然无论是爆发力、损伤抵御能力、乳酸代谢能力，我都没啥“基因优势”啊。用我朋友说的话就是：脆皮！

唯一一个在合格线范围内的指标是耐力……这……也许是要我从慢跑开始慢慢锻炼身体吧！

运动低分也就算了，美容的形势也一点不见得多好……特别是报告显示：抗黑色素沉积能力非常弱，只有55分……易晒黑体质伤不起。

还有一些偏趣味性的指标，比如我的疼痛敏感度很低（身体痛觉比较迟钝）、苦味敏感度很高（苦瓜绝缘体）……还有一个叫做男人味偏好性的……

4总体评价

准确度：★★★★★

趣味性：★★★★★

实用性：★★★★

总体来说，觅我数字生命包的内容还是比较丰富的，但对于健康的指导意义还有很多可以探索的地方。对于公司的愿景“数字化你的生命”来说，只是一个起点，正如其CEO王俊先生在TED演讲中说道：

“Can I make a digital me to simulate me？Try to run multiple options on that digital me to compute that? Then i could live in different universes, in parallel, at the same time. then i choose whatever is good for me……”

我是否可以尝试运行这个数字化的“我”，来计算出不同的选择结果？这样的话，我就可以同时生活在所谓的平行宇宙里面，然后选择对我来说最合适的方案。

Yogurt：想看完整文章的可以戳这里《华人科学家碳云王俊TED2017演讲：如何做出更好的健康选择？》

（图片来源：碳云智能）

“数字生命”的前景实在让人觉得兴奋与向往，非常期待有一天能见证、构建我自己的digal life。

来源：觅我Meum

基因也能被剪辑？

基因的发现

基因的发现堪称人类历史上最伟大的里程碑，与到达南极点或者攀登珠穆朗玛峰比起来，它不仅更困难，而且耗时更长。通过前后三代学者的接力，才揭开了遗传的神秘面纱。

第一位踏上征途的是孟德尔。1856年，孟德尔已经完成了在维也纳大学的学业，顺利当上了神父。对于一个寒门子弟来说，这也算是人生巅峰了。不过，孟德尔没有满足于传经、布道、教授书本上现成的东西。他对遗传显然有些“离经叛道”的想法，并打算通过实验去验证它们。经过一番思索，孟德尔选择了豌豆。他首先对豌豆的性状进行分类，如高茎还是矮茎、黄色叶还是绿色叶、种子是饱满的还是褶皱的。接着，他进行了长达8年的豌豆杂交实验。高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，有很大概率生出高茎豌豆；在这些高茎豌豆之间进行杂交，产生的高茎后代和矮茎后代之比是3:1。这说明，父亲或者母亲的性状会影响到孩子，而且它们的影响是均等的。

豌豆杂交

到了1928年，英国细菌学家格里菲斯进行了肺炎双球菌转化实验。肺炎双球菌有两种，一种有荚膜（为方便描述，以下简称为S型），对生物的免疫系统有较强的抵抗力；另一种没有荚膜（为方便描述，以下简称为R型），即使进入生物体内，也会被免疫系统消灭，几乎不产生症状。格里菲斯发现，将R型肺炎双球菌和高温杀死的S型肺炎双球菌注入到小鼠体内，小鼠会因为细菌感染而很快死亡。由此可见，S型肺炎双球菌体内的某些物质使原本无害的R型肺炎双球菌得到了生成荚膜、逃避免疫系统、感染小鼠的能力。换句话说，决定生物性状的并不是某个细胞，而是细胞内的某些物质。

在格里菲斯实验的基础上，艾弗里完成了探索基因科学之路中最耀眼的一击。他将S型肺炎双球菌分解，得到了蛋白质、类脂、多糖、RNA、DNA等多种物质，在对这些物质进行纯化之后，一一进行小鼠感染实验。结果显示，只有S型肺炎双球菌的NDA可以感染小鼠[1]。

不朽的双螺旋

如今，我们知道，NDA是生物生长、发育、新陈代谢和一切性状的决定力量。那么，这种力量是如何发挥作用的呢？为了方便描述，我们不妨把DNA想象成铅字。大家应该听说过活字印刷术，如果想印刷本文，那么，首先要准备相关的铅字，然后将它们按照正确的顺序整齐排列，接着，在铅字上涂抹一层油墨，盖上白纸，用滚筒轻轻挤压，文字就被转移到纸张上。

基因的双螺旋结构

DNA这种“铅字”有些特殊。第一，它只有四种“文字”，即人体内的DNA由四种核苷酸组成，一般标记为A、G、C、T，三个核苷酸可以编码一个氨基酸；第二，在正常情况下，DNA是双链螺旋结构，这条链上的A只和对面链上的T结合，G只和C结合。在某些时候，比如人体内蛋白质合成或者在实验室中加以合适的温度，两条DNA链会彼此分开。信使RNA就像油墨，可以精准地将DNA上的A、G、C、T复制下来；转运RNA好比滚筒，它能识别“三个核苷酸——一个氨基酸”编码，并将氨基酸组装成蛋白质。

细胞中的DNA

蛋白质，可以说是人体内最重要的物质。生长发育离不开它，心脏跳动离不开它，人体的每一个新陈代谢过程中的每一次调节都离不开它。DNA就这样通过蛋白质控制着生物。

最早的剪刀手

既然DNA是一切事件的幕后黑手，那么，通过调节患者的DNA，不就能治病了吗？这种想法是好的，但是实际操作起来很困难。首先是伦理问题。这个不是重点，我们略过不提。其次是没有工具。

DNA作为人体的遗传物质，其结构十分复杂，具有一定的稳定性，其功能涉及人体的方方面面，十分庞杂，加之体积非常小，所以要想剪辑DNA，必须找到一把特殊的剪刀。这把剪刀既要准确，顺着科研人员的心意，只对DNA做最必要的改动，又要普适，可以按照科研人员的计划进行调整，完成各种各样的剪辑任务。

基因剪辑示意

最早的基因修饰技术，是通过探针，将外源性基因直接注入到胚胎内，让其自行结合；结合得多了，总有运气眷顾“碰巧对了”的时候。把这些胚胎选出来，通过近亲繁殖，进一步纯化实验动植物，直到得到想要的样本为止。这就好比说，我想把本文印刷下来，在印刷之后发现，其中某几个字打错了。正常人会挑出这几个字后替换掉，但是印刷工不识字。于是他把那几个正确的铅字丢进铅字盘里，然后不停地摇晃，只要有足够的耐心，总有恰好对的时候。但是这样的做法，不仅效率极低（在植物研究中，通常只有10-6～10-5)，而且仅对某些生物（如酵母菌）有用，根本不可能大规模展开。

基因修饰示意

到了上世纪八九十年代，类转录激活因子效应物（Transcription activator-like effector，TALE）被发现，在此基础上，建立了新一代的基因修饰技术。类转录激活因子效应物，这个名字有点吓人，不过理解起来，并不困难。前边说过，碱基的排列有特定顺序。科研工作者们发现在很多细菌中存在这样一种物质，它们可以特异性识别某些碱基排列。

活字印刷术

还是以活字印刷术为例。老板觉得，印刷工居然是文盲，实在不像话，于是把他开除了，重新找了一个。新来的印刷工的文化水平也不高，但是好歹认识“摘要”、“报道”这俩词。如此一来，他起码能够找到文章第一段。假如印刷错误恰好出现在第一段，剪下这一长条之后，虽然还是要打散、插入、重组，但是工作量就大大减少了。但是这种技术的缺点也是显而易见的，第一，它的识别度并不高；第二，很难对它进行修改，让它适应各种情况[2]。

CRISPR/Cas9系统

1987年，日本科学家发现大肠杆菌体内存在一种特别的结构。一段段重复序列之间连着一小段间隔DNA，现在将它称为“成簇的规律间隔短回文序列（Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats，CRISPR）”[3]。

人体内有一套主动免疫系统。当人体第一次接触某种致病微生物时，免疫细胞会把它的特征记录下来，同时，合成抗体，这样，下次再有同样的微生物入侵时，人体就能准确识别，进而将它迅速消灭。

细菌常常使人患病，但细菌也有“生病”的时候，比如被病毒感染。病毒就是一个外壳加一小段遗传物质（RNA)，借助外壳上的结构，病毒可以吸附到细菌表面，然后钻进去，释放遗传物质，运用细菌的成分，大肆复制，最终，细菌死亡，病毒被释放出来，继续感染其他的细菌。

tracrRNA/crRNA二元复合体指导Cas9蛋白（蓝色图标）寻找并切断靶点双链DNA

在长期的进化中，某些细菌为了对抗病毒，发展出了一套与人体主动免疫相似的系统，就是CRISPR。当病毒入侵的时候，CRISPR可以把病毒的遗传物质（RNA)切一小段下来，保留到系统内，作为识别特征；倘若病毒不知好歹，再次入侵，CRISPR就会和CAS酶联手；后者就像抗体一样，可以迅速破坏病毒的遗传物质。

2012年，珍妮弗·道德纳和埃玛努埃勒·沙彭蒂耶意识到了这一系统的意义：因为细菌要提防的病毒很多，所以CRISPR/Cas系统可以精准地识别许多碱基序列，稍作改造，就有可能以此建立一套精准、易于调整的基因修饰系统。随后，她们将自己的发现发表到《科学（Science）》杂志上，详细介绍了CRISPR/Cas9的工作原理和制备过程。

珍妮弗·道德纳（左）和埃玛努埃勒·沙彭蒂耶（右）

CRISPR/Cas9系统的意义十分巨大。科学家早就知道DNA的组成、DNA的表达，缺少的只是一个顺手的工具。所以，CRISPR/Cas9系统出现以后，相关领域迅速获得突破，研究成果呈现井喷。比如2015年10月，杨璐菡及其团队宣布，她们运用CRISPR/Cas9系统成功敲除了猪内源性逆转录病毒[4]；再比如2016年4月，有学者宣布借助CRISPR/Cas9系统，在实验室内成功移除了被艾滋病毒感染的细胞基因片段[5]。

韩春雨坚信他的基因编辑论文没有问题

不过，CRISPR/Cas9系统通过编码RNA的顺序来达到调整剪刀的目，终究饶了一个弯。在《DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute》一文中，韩春雨宣布，他运用格氏嗜盐碱杆菌内的一种蛋白质——Argonaute，实现了DNA引导的基因组编辑[6]。这无疑更为直观而简便。所以，他的论文一经发布，就引起了巨大的关注。

基因修饰的意义

前面洋洋洒洒地说了这么多，那么，基因修饰究竟能做些什么呢？第一个好处是显而易见的，那就是为临床医生提供新的治疗方案。笔者在之前的文章中介绍过器官移植。需要器官移植的病人多，而愿意捐献器官的人少。供需不平衡意味着很大一部分病人不仅要忍受疾病的折磨，还要经历等待的绝望。有了基因剪刀，通过定向敲除内源性逆转录病毒，异种移植则成为可能。

第二，因为种种原因，我们很多时候要用动物模拟人体，进行病因探究、药效研究等。有些疾病，比如败血症，是很容易模拟的；有些则不然。你可能在生活中遇见过某个人，他只要一出汗，就有一身的鱼腥味。这不是普通的狐臭，这是鱼腥味综合征。因为基因的关系，患者缺少代谢三甲胺的酶，三甲胺无法通过正常途径排出体外，使得体液与气息含有鱼腥味，这时应该怎么用动物模拟他的这种症状呢？

基因修饰

传统上，是选择特定的小鼠，进行同源重组，这种方法的成本高、耗时长、操作复杂。而有了成熟的基因修饰系统就不一样了，可以直接对小鼠的胚胎细胞进行剪辑，一步到位[7]。也就是说，基因剪刀不仅是一种强大的工具，它还是制造工具的工具，将极大地减少了研究步骤，缩短研究周期。

第三个好处，最终将让每一个人受益。之前，媒体曾经报道，安吉丽娜·朱莉自曝接受接受了双乳切除手术，以降低患乳腺癌的风险。对于一个以性感闻名的女人来说，双乳切除，自然是痛苦的。要是不切除，患上乳腺癌的风险则太大。两害相较取其轻，应该说，这是一个很有勇气的决定。实际上，具有遗传倾向的疾病不仅是乳腺癌，还有血友病、鱼腥味综合征、白化症、苯丙酮尿症等，比得病更痛苦的是从生下来就有病。

基因测序

随着基因技术的进步，未来的情况可能会发生改变。一方面，基因快速测序的成本不断下降，越来越多的父母有条件为后代进行基因筛查；另一方面，2015年4月，中山大学的黄军就教授成功运用CRISPR/Cas9系统编辑了人类胚胎，对能导致遗传病β地中海贫血缺陷基因进行了改造[8]。

出于伦理上的考量，科研工作者们于目前还只能用实验胚胎（无法存活、发育成人类个体）。不过，前途是光明的。有了基因工程，消除与治愈遗传疾病，只是时间问题。

他们/她们在基因工程方面努力的结果必然会受益于全社会

总结

CRISPR/Cas9系统是近年来，基因工程领域的最大突破，而由于基因工程的重要意义，称之为影响人类文明史的发现并不为过。尤其值得一提的是，CRISPR/Cas9系统是由两位女科学家发现的，这对打破科研领域的性别偏见、鼓励更多女性投身科学，有重要的意义。科研从来不是一小撮精英的事，只有鼓励每一个人对科学的信仰，给每一个人充分接受教育的机会，科研领域才能得到新鲜的血液，最终，他们/她们努力的结果必然会让全社会受益。

参考文献

1. 高翼之. 奥斯瓦德· 西奥多· 艾弗里[J]. 遗传, 2006, 28(2): 127-128.

2.. Shan Q, Gao C. 植物基因组编辑及衍生技术最新研究进展[J]. 遗传, 2015, 37(10): 953-973.

3. 袁越，基因工程的新时代[J].三联生活周刊，2015，820（2）：154-159.

4. Yang L, Güell M, Niu D, et al. Genome-wide inactivation of porcine endogenous retroviruses (PERVs)[J]. Science, 2015: aad1191.

5. 蝌蚪五线谱，科学家成功移除被艾滋病毒感染的细胞基因片段http://news.kedo.gov.cn/hotnews/photonews/835629.shtm，2016.4.5

6. Gao F, Shen X Z, Jiang F, et al. DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute[J]. Nature biotechnology, 2016.

7. 白敏, 李崎, 邵艳姣, 等. 利用 CRISPR/Cas9 技术构建定点突变小鼠品系[J]. 遗传, 2015, 37(10): 1029-1035.

8. 吴晓丽. 2015 年生命科学热点回眸[J]. 科技导报, 34(1): 23-35.