本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
今年春天,美國國立衛生研究院將開始招募一百萬美國人進行基因組測序,並提供他們的醫療記錄和定期血樣,並接受飲食、身體活動、心率和血壓的監測。這項耗資14.55億美元、為期10年的“我們所有人”研究計劃將建立同類中規模最大、多樣性最強的資料集,並可能為疾病提供新的見解。但這種大資料專案往往會過度承諾,同時將美國國立衛生研究院預算的如此大部分用於大型機構控制和參與者,這使得擁有原創假設的小型實驗室更難獲得撥款,並在科學領域競爭。
建立這種患者資料“生物樣本庫”與科學界向大型機構專案發展的趨勢是一致的,這些專案的目標由等級制度和級別決定;這些專案讓人想起公共和私營部門之間的人類基因組測序競賽,以及ENCODE等專案,這些專案在幾十年中使備受矚目的實驗室受益。退伍軍人事務部是另一個公共研究部門,啟動了“百萬退伍軍人”計劃,迄今為止已招募了65萬名退伍軍人,並計劃在未來兩年內透過博思艾倫漢密爾頓等承包商對10萬名參與者的DNA進行測序。凱撒醫療和蓋辛格醫療等健康保險公司正在結合患者醫療記錄構建基因資料集。諸如再生元製藥、安進子公司deCode Genetics和Patients Like Me等公司也在建立大型基因資料庫。
事實上,公共或私營團體都不能確定資料在幾十年後會流向何處。生物樣本庫有時可能會將資料轉售給第三方,從而產生類似於Facebook等社交網路公司現在面臨的緊張關係。重要的是,如果更多疾病的遺傳原因或風險因素得到進一步闡明,沒有人能確定保險公司是否會將基因變異視為一種既往損傷的形式,這可能會影響保險覆蓋範圍的結構或成本。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
如果人們為銀行的“公共利益”貢獻資料,那麼它可能會對未來幾代人產生反作用,他們將面臨保險公司的偏見或歧視。與此同時,這種昂貴的生物樣本庫甚至不大可能導致大多數疾病治療的根本性改變。
基因通常以複雜的方式與其他基因相互作用,產生正面或負面影響,這取決於它們的遺傳背景。例如,一種基因變異可能會對複雜疾病產生少量風險,但在至少某些具有抵消或“負多效性”效應的基因變異的情況下,它可能不會有害。因此,即使科學家對一百萬人的基因組進行了測序,從而提高了檢測某些基因變異預測疾病影響的統計能力,仍然無法解決單個基因變異的影響如何在其他基因變異的背景下增強或減弱的棘手組合問題。
事實上,損害功能的基因變異在迴圈中非常常見。最近的一項研究表明,醫院系統中3.7%的患者攜帶與單基因或孟德爾疾病相關的基因變異,並且根據亞臨床症狀未被診斷出來。另一項研究表明,我們幾乎每個人都至少有一種,最多可能有六種隱性遺傳疾病的基因變異,這意味著只有當一個人遺傳了兩個缺陷基因的副本時,該疾病才會出現。如果它們有助於平衡選擇,即它們在某些細胞型別(如免疫細胞)中增加遺傳多樣性,但會增加患精神分裂症或癌症的風險,那麼有害突變可能會保留在人群中。
用斯蒂芬·傑伊·古爾德的話來說,我們產生的遺傳資料越多,我們就越發現我們每個人都是“一堆運轉良好(通常令人欽佩)的古怪不完美;一套由不同背景下過去歷史提供的奇特零件構建的臨時性適應”。生物學是基於遺傳權衡的,並且不符合那些認為我們正在朝著人類的完美或沒有遺傳風險的世界邁進的資料傳播者的進步新自由主義觀點。
而且,如果時間比邏輯或統計學更原始,那麼生物分解是不可避免的,而且是不可逆轉的。最近的一項研究將資訊理論應用於控制基因表達的表觀遺傳密碼,以顯示這種表觀遺傳資訊的保守性喪失——何時開啟的記憶喪失,基因表達中的一種熵——如何導致衰老和癌症的過程。
與2018年7000億美元的國防預算相比,這種生物樣本庫專案的成本很小。當然,我和其他科學家更希望削減國防預算以援助美國國立衛生研究院的預算。然而,將美國國立衛生研究院預算的如此大部分投入到大型系統專案中,會加劇生命科學領域中自上而下的機構控制問題,並使擁有關於生物機制的原創假設的小型實驗室更難獲得撥款。而且,實際上,解釋基因相互作用的技術限制、遺傳權衡的悖論以及生物學中熵的問題意味著大型系統資料專案不太可能導致醫療保健革命。