獨家:世界首例人造生命發明人融資3億美金,誓要建立全球最強基因序列資料庫

編者按: 1946年10月14日,克雷格·文特爾(Craig Venter)出生於美國猶他州鹽湖城的一個平民家庭。自由的生活造就了他保持終身的好奇心、競爭熱情、冒險精神和創造力。他對學校的正規教育沒什麼好感,不斷做出叛逆行為,痛恨死記硬背和考試,成績糟糕。不過,文特爾認為正規教育毀滅了那些規規矩矩讀書的孩子的創造力。

多年後,文特爾對自己的基因分析結果表明,他攜帶有大量的、可能導致注意缺陷以及多動障礙的基因片段。

高中畢業後,文特爾應徵入伍,智商測試值達142,是同批數千新兵中最高的。他以醫療兵身份受訓並前往越南,其間私拆檔案拿走了因自己頂撞上級獲得的處分文件,但他也曾在訓練中因無私幫助受到不公正體罰的黑人同胞而被禁閉。

在越南他竟試圖跳海游回美國,幸而游到半道醒悟而返。基因分析顯示,文特爾的某個產生肌肉運動控制酶的基因正常,這使得他的肌肉耐力遠高於常人,否則他很可能回不來。他在越南每天面對的生和死引導他走上了研究生命奧秘的人生道路。

1969年退役後,文特爾進入大學,在著名生物化學家內森·卡普蘭的引導下走上生物科研之路。他的優秀毋庸置疑——1975年博士畢業時收到3份offer,而他的同門連獲得一次面試都困難。

他進入紐約大學醫學院,然而口無遮攔地抨擊老教授博士生的灌水畢業論文使他得罪了人,最終老教授負責的委員會拒絕給他終身教職,但他仍從其他系獲得了教授職位,後帶著自己的團隊轉入美國國家衛生研究院工作。

當時,已有人提出對人類的全基因組進行測序,但效率低下的測序技術使得許多專家認為這是「天方夜譚」。文特爾大膽跳進了這一風口,將自己的研究方向轉為興起不久的基因組學,取得了諸多成果,然而這背後是艱辛的學術資源之爭。

為了獲取更多資源以推進研究,文特爾投身商業界創辦了塞雷拉基因組公司(Celera Genomics),並進行與人類基因組計劃互相競爭的研究計劃,取得了舉世矚目的成就。

但當他擺脫了學術界的山頭之爭和政府部門的繁文縟節的時候,他也不得不應付投資人追求短期商業利益的壓力。2002年,塞雷拉公司董事會將凡特解僱。他重回學術圈。

2010年5月,克雷格·文特爾研究院宣布世界首例人造生命——DNA完全人造的單細胞細菌,文特爾將「人造生命」命名為「Synthia」(意為「人造兒」)。

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近日,DT君有幸對克雷格·文特爾進行了獨家專訪。

如今,在美國加州拉霍亞市的人類長壽公司(Human Longevity Inc.)中,分布在3個房間中的20多台自動化基因測序儀器24小時工作,每15分鐘完成一份人類DNA樣本的測序工作,成本不超過2000美元。克雷格·文特爾是人類長壽公司的共同創始人,這家公司是在2013年創辦的。

在訪問中,文特爾在電腦上向我們展示了最近的科研成果——對1000人進行了DNA測序,然後只靠DNA數據重建他們的面容。

文特爾稱,可以根據DNA預測人的面貌、身高、身體質量指數、虹膜顏色、頭髮顏色和發質。他希望,不久之後憑DNA預測的相貌可以跟照片媲美。

不過,他也表示,憑DNA猜相貌只不過是小兒科,而終極目的是靠DNA發現主動脈和脊髓的潛在疾病。

截至今日,不得不承認,人類對基因和疾病關係的認識依舊十分膚淺,即使對那些已經研究比較透徹的基因序列,用來指導藥物研發也不斷碰壁。

例如,文特爾通過對自己的測序發現,自己攜帶膽固醇酯轉移蛋白(cholesteryl ester transfer protein ,CETP)基因的有利變種,因此自己的心臟病和中風的概率低於常人。

隨著研究的深入,科學家發現基因和疾病的關係越來越複雜。文特爾毫不畏懼這種複雜性。他認為,對基因大數據和其他醫療數據進行綜合分析可以破解這種複雜性。

AstraZeneca公司的一位負責人Ruth March表示,人類長壽公司的技術已經可以比較成千上萬人的基因序列,並從中發現細微的差異,這將對疾病機理和藥物研發產生重大推動。

但除了比較基因序列,為了徹底揭開人類2萬個基因中蘊含的生命之謎,科學家們還需要將一個人的基因與他的其他信息進行比對。數據已經顯示,基因的表達效果與環境因素以及後天行為都存在關聯,而人體的藥物反應記錄、核磁共振片子和其他醫療記錄都是寶貴的資料。

文特爾相信,只要綜合分析這些資料,人類長壽公司就有望實現精準醫療,針對患者量身定做最佳醫療方案

然而,分析100萬份基因產生的PB級別的基因數據,並尋找基因和疾病的相關性,需要驚人的計算量。因此,文特爾招募了弗蘭茨·奧克(Franz Och)。奧克之前是谷歌翻譯項目的首席專家,在編寫語言翻譯系統方面具有頂級水平。奧克稱,實質上,基因分析就是將基因「語言」中代表疾病的各種詞語,翻譯成人類語言中代表對應疾病的詞語,因此,也可以看做一個語言翻譯問題

然而,一個人的基因數據包含64億個字母,因此難度很大。比如,一個阿爾茨海默症患者的大腦海馬部分退化早在表現出癥狀的多年前就開始了。而利用機器學習對比患者的基因和大腦核磁共振圖像,可以發現預示著阿爾茨海默症風險的基因序列。基於這樣的方式就可以對疾病進行早期診斷和預防。

人類長壽公司首席執行官和腫瘤治療項目負責人肯·布魯姆(Ken Bloom)稱,公司將根據患者的基因來設計針對性的癌症疫苗。該療法首先掃描患者正常細胞的基因和腫瘤細胞的基因,並據此設計針對性疫苗,而疫苗將使得人體免疫系統可以識別並攻擊這種癌細胞,從而徹底防止癌細胞捲土重來

文特爾對DT君表示,他的目標是在10年之內對至少1百萬人進行DNA測序,並利用基因數據、DNA捐贈者的醫療記錄和其他醫療數據,來識別對應於DNA特定序列和疾病的一一對應關係。這樣,可以通過基因測序及早發現癌症和心臟病等疾病的風險,及早預防或進行有針對性的治療。

現年69歲的文特爾已經從包括通用動力投資基金、生物技術公司Celgene和Illumina在內的投資人那裡募集了3億美元來支持測序設備的運轉。此外,人類長壽公司已經和英國醫藥巨頭-AstraZeneca公司,以及羅氏製藥公司控股的南三藩市製藥企業Genentech簽訂合作協議,從這兩家企業獲得基因樣本。

與此同時,他在2015年發起了一個十分膽大、稱為健康核心(Health Nucleus)的項目。健康核心項目顧客需支付2.5萬美元,到達公司總部後,在私密診室中花90分鐘由主治醫生記錄其家族病史並採集血液樣本。接著,患者將接受包括全身核磁共振掃描、4D超聲心臟掃描(可以實時觀察心內血液的三維流動情況)等項目在內的各項醫學檢測。

隨後,患者可以回家,但是在接下來的2周,胸口要貼一個創可貼大小的感測器來記錄心電數據。通過一個手機app,患者可以點擊手機屏幕上的一個3D人體的各個部位,比如心臟和大腦。系統會提示患者對應於該部位的基因信息和該部位是否有疾病風險的信息。

目前,220位患者已經付款參與該項目。

大眾一時間不太適應這麼激進的服務。紐約大學藍港醫學中心(Langone Medical Center)生物倫理學教授阿瑟·卡普蘭(Arthur Caplan)是文特爾的多年故交,也曾擔任過文特爾之前所創立公司的顧問。

他表示,健康核心項目引起了倫理和社會層面的不少疑問,比如,誰會為這種基因測序和個人化醫療付錢?這些基因醫學服務值這麼多錢嗎?卡普蘭表示,至少目前,保險公司的醫療保險不覆蓋基因測序,因此購買這種服務必須自掏腰包。因此,不太可能人人都享受得起基因醫療服務,這種服務的購買者只能是富裕階層。

2014年度美國各州家庭年收入中值。來源:美國國家統計局

上圖是美國2014年各州家庭年收入的中值示意圖。「中值」即該州一半人口的家庭年收入在此數以下。從圖中可見,即使是家庭收入普遍較高的州,2萬5千美元也超過了家庭年收入中值的三分之一。因此,若無醫保支持,普通美國人享受基因測序服務確實很困難。需要注意的是,如果僅僅做人體全基因測序,那麼花不了這麼多錢

2014年《麻省理工科技評論》評選的年度全球50家最佳創新企業中就有Illumnia,它在2014年1月宣布,其研發的基因檢測晶元已經將對一個人進行全基因測序的成本降低到1000美元。

但是,作為一種新產品,文特爾的服務不僅是基因測序,還要使用最先進的醫療儀器進行全面體檢,同時還要把個人的基因數據、體檢結果和家族病史綜合分析獲得結果,因此價格必然高於單純的基因測序。

對於價格高昂的質疑,文特爾表示,癌症晚期的化療以及其他治療,通常要花費比基因測序的2.5萬美元多得多的錢,並且最終很可能還是救不了患者的命,難道還需要更多理由來證明,旨在針對性預防疾病的基因測序的錢比治療晚期癌症的錢花的值嗎?

不過,文特爾已經在應對這個問題。他已經僱傭保險精算師來證明人類長壽公司的測序服務是物有所值的,希望藉此來敦促保險公司將基因測序服務納入醫保範圍。


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