给⾃⼰的基因评分,能帮助我们更好预防疾病吗?⽬前,科学家已经找到了很多DNA与特定性状(⼈类疾病)具有关联,并且许多为多基因遗传。随着基因组学的发展和⼈群数据扩⼤,多基因遗传⻛险评分(Polygenic risk score, PRS)应运⽽⽣,简单来说就是给基因评分,评估个体⼀⽣患某种病的⻛险。它会是预防医学的未来吗?
你也许听说过“皇室病”——⾎友病,它在19—20世纪波及欧洲多国皇室,患者往往表现出严重的出⾎倾向。英国维多利
亚⼥王的⼉⼦利奥波德就是⼀名⾎友病患者,他在30岁时因跌倒后流⾎不⽌⽽死亡。当时的⼈们认为皇室病是⼀种“诅咒”。
不过,现代医学早已证实,⾎友病是⼀种病因明确的单基因遗传病,由控制凝⾎因⼦的单个基因突变所导致。像这样的单基因病还有囊性纤维化、视⽹膜⺟细胞瘤等。尽管已经发现的单基因病数⽬达数千种之多,但是这也许只占疾病总数的区区百分之⼏,其他疾病则受到可能多达数百种基因的共同影响。
直到不久之前,技术还只能帮我们预测患上单基因病的⻛险。幸好⼀种新型技术已经出现,它有望提供更全⾯、更⻓远的健康⻛险预测,让⼈们对更多疾病防患于未然,这就是“多基因评分”。英国⽜津⼤学的研究⼈员约翰·⻉尔表示:“如果将关注的重点从治疗转移到预防上,我们就能获得全新的医疗保健路径。”
技术带来的变⾰并不总是积极的,也有⼈表示,预防医学新时代的匆匆到来会为患者和医疗系统带来新的问题。随着多基因⻛险测试逐渐⾯向公众,我们需要尽快权衡其中的成本和收益,并对其安全性和伦理问题做出相应考量。
给多基因⻛险打分⾃1990年⼈类基因组计划启动以来,⼈们⼀直坚信遗传学将改变医学。这项全球性的研究计划耗资30亿美元,旨在对⼈类的全部DNA进⾏测序,并于2001年发布了初稿。从那时起,基于遗传学的医学进展层出不穷,但⼏乎都仅涉及由单个基因突变导致的那⼀⼩部分疾病。
⼏年后,当科学家开始认识到⼤多数⼈类疾病具有多基因影响的本质时,科学界⽆疑受到了沉重打击。如果某种疾病受到DNA中数百种变异的调控,且每种变异都仅仅是略微增加或降低患病⻛险,那么开发⼀种能同时阻断多个基因影响的药物将⽐我们想象的困难许多。
为此,科学家针对各种多基因病设计了复杂算法,将与每种疾病相关的纷繁的遗传变异转化为⼀个简单的数字,最终得到患者的多基因评分。这个分数作为⼈⼀⽣中患上某种疾病的基因⻛险的参考,可以与同年龄、性别和种族⼈群的平均分进⾏⽐较。
但问题是,某种具体基因突变的发⽣率可能很低,这意味着需要极⼤数量⼈群才能⽀持开展研究。在英国,遗传学家希望借助⼀个全国范围的研究项⽬——“我们的未来健康”,将多基因检测的研究提升到前所未有的规模。这项研究计划招募500万名志愿者,然后利⽤从志愿者的⾎液样本中⽣成的基因型数据,计算所有志愿者的多基因评分。
建⽴准确的多基因评分还⾯临另⼀个问题,那就是英国等欧美国家应⽤的算法对全球各种族⼈群来说未必具有⼴泛的适⽤性。
有⽤和⽆⽤之争获得⼀个直截了当的分数,看似能让⼈更容易获知⾃⼰的健康⻛险,但事实远没有这么简单。举例来说,2019年,时任英国卫⽣部部⻓的⻢特·汉考克宣布,他得知了⾃⼰的前列腺癌⻛险评分,即当他年满75岁时,患癌⻛险将达到15%。汉考克认为,这⼀信息可能救了⾃⼰的命。
但科学家指出,男性患前列腺癌的平均⻛险约为11%,汉考克⾯临的⻛险仍在正常范围内。此外,前列腺癌在欧美国家存在过度诊疗的争议,⽬前医学界的共识是,即便诊断出前列腺癌,也有⼀部分患者仅需接受定期检查。
英国伦敦癌症研究所的专家阿⽶特·苏德担⼼,⼈们可能很难理解和处理多基因评分背后包含的信息。不管哪种疾病的评分偏⾼,理论上都可能给患者平添焦虑。不过,针对这⼀观点的证据参差不⻬:有研究表明,⽆论是否携带阿尔茨海默病⾼⻛险基因,参与者得知评分后发⽣抑郁和焦虑的概率都没有差异;但也有研究发现,61%的研究对象在得到多基因检测结果后出现了负⾯情绪反应,其中有5%的研究对象出现了潜在的创伤后应激障碍。
然⽽,关于多基因检测技术最核⼼的争议是:它真的准确吗?多基因评分的结论虽然以数字的形式呈现,但这并不等同于提供了⼀个完整的、确定的疾病⻛险数据。它确实可以作为衡量某⼈患某种特定疾病的遗传⻛险的指标,但问题是,对于⼤多数疾病,科学家可以确定的遗传因素占⽐⾮常有限,环境因素、偶发事件等也都不同程度地决定了个⼈是否会患病,⽽这些因素⽆法体现在多基因评分上。
⼀项最新发表的英国研究称,多基因评分在预测乳腺癌、⼼⾎管疾病等常⻅疾病⽅⾯表现不佳。在最终患病的参与者中,多基因评分仅识别出了11%的⼈;与此同时,还有5%最终未患病的⼈的多基因检测结果呈阳性——换句话说,错误的预测多于正确的预测。
在另⼀些疾病的⼲预⽅⾯,多基因评分仍有望带来曙光。例如尚⽆治愈⽅法的1型糖尿病,其平均发病年龄为13岁,病因是患者的⾃身免疫系统破坏了胰腺中产⽣胰岛素的细胞。美国最近批准了⼀种抗体治疗⽅案,该⽅案针对有1型糖尿病⻛险的⼉童,治疗后可将免疫攻击延迟近3年。参与抗体开发的美国耶鲁⼤学研究⼈员凯⽂·赫罗德表示,使⽤多基因评分可能是发现更多处于⾼⻛险中的⼉童的良⽅。
预防医疗,并⾮多多益善随着DNA测序价格的下降,起初仅作研究使⽤的多基因评分算法逐渐进⼊商⽤。例如,美国的DNA测序巨头23andMe公司已经在单基因健康测试产品中添加了与多基因评分有关的测试项⽬。⽆论现在学术界提出何种担忧,普通⼈出于对⾃身的好奇和对健康的关注,仍可能催⽣对多基因评分产品的⼤量需求。
如果多基因评分服务能够识别出癌症⻛险较⾼⼈群,该项服务的提供商将建议他们进⾏更早、更频繁的筛查,⽤户可能据此寻求进⼀步的医疗⼲预。但另⼀⽅⾯,由此驱动的预防和筛查难免具有⼀定的盲⽬性。以上⽂所述的前列腺癌为例,缺乏切实医疗证据⽀持的筛查可能弊⼤于利,因为是否需要进⾏实质性的医疗⼲预取决于癌症类型和⻛险⼈群的年龄层。
筛查可能会发现良性或早期肿瘤,其中的⼀些永远不会发展到构成⽣命威胁的地步,如果坚持选择⼿术和化疗,不仅费⽤昂贵,⽽且会极⼤消耗患者的体⼒和精神。
与此类似的是⽬前在欧美国家得到许多名⼈背书的全身磁共振扫描。这种技术声称可以提早发现癌症,但医疗专家的⽴场⾮常明确,他们认为,没有⾜够的证据⽀持对普通⼈群进⾏全身性的影像筛查,假阳性制造的⻛险⾜以遮蔽任何潜在的益处。
除了患者承担的后果之外,医疗系统也不得不⾯对过度预防的代价。如果突然引⼊多基因评分这样的新型检测系统,那么医疗服务需求可能会激增,进⽽超出现有系统的承载能⼒,甚⾄出现很多意想不到的后果。
“优⽣学”的伦理隐忧英国、美国和澳⼤利亚等多个国家已经开展试验,对新⽣⼉的全部基因进⾏测序,期待发现能从早期诊断和治疗中获益的罕⻅单基因病。是否应该将此项测试提升⾄新的⽔平——在婴⼉出⽣后⽴即对其进⾏多基因⻛险检测?如果这⼀设想付诸实践,那么在孩⼦出⽣之⽇,医⽣就会告知家⻓宝宝将来患上各种常⻅疾病的⻛险。
如果这还不够“危⾔耸听”,美国的⼀些实验室已经把测试的“时间窗⼝”继续前移。在辅助⽣育⼿段中,通过标准体外受精,通常会产⽣多个胚胎,因此医⽣⼀般会选择⼀两个“看起来”最健康的胚胎。这些实验室针对“挑选”环节,提供体外受精胚胎的多基因检测服务,帮助医⽣选择在某些情况下“⻛险最低”的胚胎。
2020年,第⼀个已知采⽤了这种⽅法⼲预胚胎选择的婴⼉出⽣。研究⼈员选择该胚胎的理由是其未来患⼼脏病、癌症等其他疾病的⻛险较低。反对者表示,⼈们并不知道选择某些遗传特征背后的全部影响——如果A疾病的低⻛险群体可能正是B疾病的⾼⻛险群体呢?
社会层⾯的后果也亟待探讨:此类测试⼀旦⼴泛使⽤,是否会导致进⼀步的阶层分化?未来的孩⼦是否有权知道⾃⼰诞⽣于这样的“选育”过程?
多基因评分的利弊权衡,可能始终⽆法得到明确的结论。⾄于这项技术的愿景,援引“我们的未来健康”项⽬的⽬标之⼀来说就是,希望未来可以更好地利⽤多基因评分测试,把它和疾病家族史、环境因素和⽣活⽅式等⻛险因素相结合,更⾼效地识别⾼⻛险⼈群。更重要的是,我们应该为相应⼈群提供适当的预防、筛查或治疗途径,实现多基因⻛险评分在医疗系统中理想的效⽤。