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ALK阳性非小细胞肺癌诊断专家共识(2013版)
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应用FISH技术在组织标本中检测宫颈上皮病变的TERC基因扩增
发布时间：
&&&编辑：何春年
&&& 浏览量：384
应用FISH技术在组织标本中检测宫颈上皮病变的TERC基因扩增&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
袁艳龙 何春年徐明堂 徐翠清& 孙玉宁 赵焕芬 陈琛
【摘要】& 目的 用FISH技术检测TERC基因在CIN和宫颈鳞癌（SCC）组织中的扩增，探讨其可行性及实际意义。方法 选取手术切除及活检的子宫颈组织标本，有效样本150例，其中正常宫颈鳞状上皮24例，CIN78例（CINⅠ级25例，CINⅡ级21例，CINⅢ级32例），SCC 48例。采用FISH技术在石蜡包埋组织芯片上大样本检测TERC基因的扩增情况。 结果 正常宫颈鳞状上皮中TERC基因无扩增，从CINⅠ到SCC组织中，TERC基因的扩增，依次为8％(2/25)、47.6％(10/21)、71.9％(23/32)、87.5％(42/48)，差异有统计学意义 (p&0.05)。组间两两比较：正常宫颈鳞状上皮与CINⅡ级、CINⅢ级及SCC比较，差异有统计学意义(p&0.05)；CINⅠ级与CINⅡ级、CINⅢ级及SCC比较，差异有统计学意义(p&0.05) ；CINⅡ级与SCC比较差异有统计学意义(p&0.05)。正常宫颈鳞状上皮与CINⅠ级、CINⅡ级与CINⅢ级、CINⅢ级与SCC两两比较，差异无统计学意义(p＞0.05)。在鉴别高度癌前病变（CINⅡ~Ⅲ级）与低度癌前病变（CINⅠ级）中TERC基因扩增的敏感度为62.26%、特异度为92%、准确度为71.79%、阳性预测值为94.29%、阴性预测值为53.49%。结论 在石蜡包埋CIN及SCC组织切片上应用FISH技术进行TERC基因检测，方法可行、结果可靠；作为宫颈细胞学TERC基因检测的替代或延伸，当组织学上鉴别CINⅠ级与CINⅡ级有困难时，检测到TERC基因扩增可辅助CINⅡ级的诊断；而且TERC基因扩增能预测CIN发展为癌的风险增大，具有理论意义及实用价值。河北省人民医院病理科何春年
【关键词】& 子宫颈上皮内瘤变；子宫颈鳞状细胞癌；荧光原位杂交；TERC基因；分子病理；基因扩增；组织芯片
Detection of TERC gene amplification by FISH in Cervical Lesions tissue specimen
YUAN Yan-long, HE Chun-nian, XU Ming-tang, XU Cui-qing, SUN Yu-ning, ZHAO Huan-fen, CHEN Chen
Department of Pathology, Hebei General Hospital Shijiazhuang 050051,China
Corresponding author: HE Chun-nian(E-mail:)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
&&& 基金项目：河北省科技支撑计划项目（1）
　　作者单位：０５００５１　石家庄，河北省人民医院病理科（袁艳龙、何春年、徐明堂、孙玉宁、赵焕芬、陈琛）妇产科（徐翠清）
　　通讯作者：何春年（E-mail:）（在读硕士生：袁艳龙、孙玉宁）
【Abstract】 Object& The feasibility and practical significance of the detection of TERC gene amplification by fluorescence in situ hybridization（FISH）On the CIN and cervical squamous cell carcinoma (SCC) tissue microarray. Method& Select the 196 cases of cervical tissue samples, by maded tissue microarray samples were
obtained effective sample of 150 cases, which 24 cases of normal cervical squamous epithelium, 78 cases of CIN ( CINⅠ25, CINⅡ21, CINⅢ 32), SCC 48 cases. With FISH method detected TERC gene amplification. Result&& TERC gene have no amplification in the normal cervical squamous epithelium. TERC gene amplification increased by 8％(2/25)、47.6％(10/21)、71.9％(23/32) and 87.5％(42/48) from the CINⅠ-Ⅲ to SCC. There were significant differences among those groups (p&0.05). TERC gene amplification level gradually increased is increased from CIN to cervical cancer. the amplification of TERC gene in SCC, CIN Ⅲ and CINⅡ was significantly higher than normal cervical squamous epithelium and CINⅠ(p&0.05); There was no significant difference between SCC, CIN Ⅲ, and CIN Ⅱ(p＞0.05). Sensitivity of the TERC gene amplification was 62.26%, the specificity was 92%, the accuracy was 71.79%，the positive predictive value and negative predictive values were 94.29% and 53.49%& in identifying CINⅠand CINⅡ~Ⅲ. Conclusions& The method is feasible and reliable results, in application of FISH detection TERC gene amplification on CIN and SCC paraffin section. As detection of TERC gene amplification in the cervix cytology, It is a expansion to detected TERC gene amplification on histologic paraffin section. The having theoretical significance and practical value in TERC gene amplification could be as a differential diagnosis between CINⅠand CINⅡ, as well as estimating the development of CIN a cervical cancer.
【Key words】& CIN; Cervical Squamous Cell C FISH; TERC- M G Tissue chip
子宫颈鳞状细胞癌（cervical squamous cell carcinoma, SCC）多由子宫颈上皮内瘤变（ cervical intraepithelial neoplasia, CIN）缓慢发展而来，往往需要10～15年的时间，因此正确的诊断CIN有利于早期发现、早治疗；准确的预测CIN发生癌变的风险，可有效地预防宫颈癌的发生。目前对CIN病变的组织学诊断分级也存在着因人为因素的影响或因病变的不典型而产生的分级不准，尤其CINⅠ级可随访观察，而CINⅡ级以上，需要锥切等手术治疗；分级不准可造成漏诊、漏治，误诊或过治等问题。所以需要寻找更准确、更敏感的方法或指标来辅助组织学诊断和分级。近来有研究表明，3号染色体长臂扩增尤其是TERC基因的扩增在细胞学上鉴别宫颈高度癌前病变与低度癌前病变的敏感性及特异性均在90%以上[1]，推断检测TERC基因的扩增有助于SCC的筛查及CIN的诊断。本研究延伸到宫颈组织芯片上，大样本采用FISH技术检测TERC基因扩增，探讨其在CIN和SCC组织中的扩增情况，对诊断分级作用及其临床病理的实用价值。
材料与方法
1. 一般资料：& 选取河北省人民医院病理科2008年8月～2009年7月间手术切除或活检的子宫颈标本196例，中性缓冲福尔马林液固定，石蜡包埋组织；制成组织芯片共得到150例有效样本，进行FISH检测。其中正常对照宫颈鳞状上皮24例，取自因子宫平滑肌瘤或子宫腺肌症而切除的标本，经光镜下证实鳞状上皮无异常者，年龄25岁~54岁，平均年龄42岁；CIN78例（CINⅠ级25例，CINⅡ级21例，CINⅢ级32例），年龄23岁~66岁，平均年龄41岁；SCC 48例，年龄31岁~76岁，平均年龄48.5岁。全部病例均由两位有经验的病理医师对切片进行复核，诊断一致的病例纳入研究样本。
2. 组织芯片制备方法：根据课题设计及实验方法要求将196例标本设计制成7×7点阵组织芯片4张。采用18号肾穿针改造制成组织取样器，在供体蜡块上钻取标记的病变组织，然后推出针芯内组织（直径1.8mm），用镊子将组织芯按阵列方式放入受体蜡模中，如此反复地将所有的组织芯有序地排列移入受体蜡模中（做好记录）。然后将受体蜡模置于包埋机加热台上，使组织芯和周围蜡模一起融化、融合，制成组织芯片蜡块。芯片制作过程中，在第一个实验标本外侧加做一个定位组织标本（正常宫壁组织等），在最后一排空缺1个标本，使制成的芯片阵列具有明显的外形，在切片和裱片时确保各实验标本的定位准确[2,3]。
&&& 3. 探针及FISH检测方法：
3.1探针：hTERC/CSP3 DNA双色荧光探针由北京金菩嘉医疗科技公司提供。hTERC DNA 探针杂交到 3 号染色体长臂（q26.3），荧光信号为橘红色 (Rhodamine)；CSP3 DNA杂交到3号染色体着丝粒 (3p11.1~q11.1)，荧光信号为亮绿色 (FITC)。
3.2石蜡切片预处理：切取4μm厚的切片，置于65℃烤箱烤蜡（过夜）；新鲜二甲苯脱蜡10min×2，随后100%乙醇Ⅰ、100%乙醇Ⅱ、85%乙醇、70%乙醇中各2 min，复水后浸入去离子水中3 min；90℃的蒸馏水处理30分钟；室温下蒸馏水洗片5min×2；置于0.4%胃蛋白酶溶液中，37℃孵育20分钟；室温下2XSSC液洗片5min×2；置于室温的10%中性缓冲福尔马林液中固定5min，于室温下2XSSC液洗片5min×2，依次置于70%乙醇、85%乙醇、100%乙醇中各2分钟脱水，室温自然干燥。
3.3 FISH操作步骤（避光环境）：探针液 (7μl杂交缓冲液、1μl去离子水和 2μl探针）在(78±1)℃的水浴中变性5min；探针液置于45℃的水浴锅中；组织切片在(78±1)℃在70%甲酰胺液中变性5min后，依次置于-20℃的70%乙醇、85%乙醇、100%乙醇中各2分钟，梯度脱水后室温自然干燥；于 56℃烤片机上预热切片片刻后将10μl探针液滴于杂交区域，加盖盖玻片，置42℃湿盒中杂交过夜。次日玻片依次置于预热46℃的50%甲酰胺洗液10min×3、2×SSC溶液10min、0.1%NP-40混合溶液中5min洗涤；室温70%乙醇漂洗3min，避光自然干燥后加15μl DAPI复染液复染，立即盖上盖玻片，10~20分钟后荧光显微镜下观察。
4. &FISH检测判读方法与标准：
&&& 以据FISH技术检测宫颈细胞学TERC基因的方法[1,4,5]，参考FISH方法乳腺癌HER2检测指南[5]等文献及探针试剂盒说明，经过多次在组织学标本上FISH预实验，获得成功：在暗室中用OLYMPUS B×51荧光显微镜，DAPI/FIFC/TexasRed三色滤光镜激发，100x物镜下观察间期细胞，判断FISH信号；用VideoTest公司提供的FISH分析软件分析图像，评估整个切片的CSP3和TERC基因双色探针杂交情况。红色、绿色信号互为对照，癌与正常组织互为对照。组织细胞中≥75%的细胞核显示出双色信号，视为杂交成功（图１）；否则为杂交失败[6]。杂交成功后进行信号计数。选择细胞核大小一致，胞核边界完整、DAPI染色均一，细胞核无重叠、红绿色信号清晰区，随机计数100个细胞核中的双色信号[5]。按观察到的信号数记录为：正常细胞为二倍体，细胞核中红色或绿色信号各≤2个（图１）。异常扩增细胞或多体为细胞核中红色信号&2个或绿色信号&2个（图２-４），定为TERC基因发生扩增；若众多信号连接成片融合时可不计算个数，直接视为TERC基因扩增（图５）；然后计算扩增率。
5. 统计学处理：统计学分析采用SPSS16.0统计分析系统，以α＝0.05为检验水准，当P＜0.05时差异有统计学意义。样本率之间的比较采用卡方检验；多样本率之间两两比较采用卡方分割法。敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值计算公式：敏感度=a/(a+c)×100%，特异度= d/(b+d)×100%，准确度= a+d/(a+b+c+d)×100%，阳性预测值为= a/(a+b)×100%，阴性预测值= d/(c+d)×100%。（a：子宫颈高度癌前病变的扩增数，b：子宫颈低度癌前病变的扩增数，c：子宫颈高度癌前病变的不扩增数，d：子宫颈低度癌前病变的不扩增数。见表2）
结&&& 果
1．组织芯片制作及实验结果：组织芯片蜡块常规切片，HE染色核实诊断及FISH检测观察样本有效性，因脱片或FISH检测镜下无有意义的组织共46例被剔除，共得到有意义的研究样本150例，其中正常宫颈鳞状上皮24例，CIN78例（CINⅠ级25例，CINⅡ级21例，CINⅢ级32例），SCC48例。直径1.8mm芯片组织完全能满足研究需要。
2．FISH检测结果：
2.1.&& 荧光显微镜镜下观察：可见组织轮廓清晰，细胞核被DAPI复染呈蓝色，可见细胞核的面积差异较大；荧光信号随机分布于核染色区内，细胞核边界清楚，TERC基因探针杂交为橘红色荧光信号；CSP3（3号染色体着丝粒）探针杂交为亮绿色荧光信号，荧光信号均清晰。正常子宫颈鳞状上皮为二倍体细胞红、绿均≤2个，未见有异常杂交信号(图1)；异常扩增细胞为多红或多绿（＞2），多种不同的异常杂交表现（图2-４）。SCC组红色或绿色杂交信号可多达10个以上，部分病例可见明显的多体信号成片融合现象（图５），CIN组杂交信号表现：CINⅠ级组织中很少扩增或多体细胞出现，主要位于中~底层（图6）。CINⅡ级组织中扩增及多体细胞明显增多，出现在中~表层（图7）。CINⅢ级组织中全层均可见扩增及多体细胞，该异常细胞比例显著再加（图8）。即随CIN级别升高，异常杂交信号数量明显增加。
2.2.&& FISH检测TERC基因在子宫颈病变组织中异常扩增率：正常宫颈鳞状上皮组中TERC基因无扩增0.00%（0/24），从CINⅠ级组到SCC组TERC基因的扩增率依次为8％(2/25)、47.6％(10/21)、75％(24/32)、87.5％(42/48)，差异有统计学意义(p&0.05)（见表1）。组间两两比较：正常宫颈鳞状上皮组与CINⅡ、CINⅢ级、SCC组，组间比较差异均有统计学意义(p&0.05)；CINⅠ级组与CINⅡ级、CINⅢ级、SCC组，组间比较差异均有统计学意义(p&0.05)；CINⅡ组与SCC组，组间差异有统计学意义(p&0.05)。正常宫颈鳞状上皮组与CINⅠ级组、CINⅡ级组与CINⅢ级组、CINⅢ级组与SCC组，组间差异均无统计学意义(p＞0.05)（表1）。
表1& TERC基因在不同程度的子宫颈病变组织中的扩增比率
TERC基因扩增
42(87.5%)
3. &TERC基因扩增在鉴别高度癌前病变（CINⅡ~Ⅲ级）与低度癌前病变（CINⅠ级）中的敏感度、特异度等：经公式计算其敏感度为62.26%、特异度为92%、准确度为71.79%、阳性预测值为94.29%、阴性预测值为53.49%（表2）。
表2 &&TERC基因扩增在鉴别CINⅠ与CINⅡ~Ⅲ病变中的作用
78(a+b+c+d)
讨&&& 论
近年来用FISH技术检测TERC基因在子宫颈癌普查中的研究和使用情况逐年增加；主要从细胞学上鉴别宫颈高度癌前病变与低度癌前病变非常有帮助[1,4,8]。但在子宫颈病变组织，石蜡包埋切片标本上进行FISH 技术检测TERC基因的异常扩增极少报道[9]，未见大样本研究。在FISH技术检测TERC基因结果判读标准上，无论宫颈细胞学，还是组织学方面无公认的标准[10]。FISH检测乳腺癌组织中HER2基因技术已经比较成熟，判读标准国内外统一[6,11]。本研究主要参考子宫颈癌细胞学上FISH技术检测TERC基因文献报道的较成熟技术和判读方法，参考FISH检测乳腺癌HER2基因的判读标准[6]；经多次实验操作成功，判读方法可靠。
染色体不稳定性(chromosomal instability)是指个体全身细胞染色体易发生自发或诱发断裂的一种遗传现象。人类大多数肿瘤细胞都存在染色体的不稳定性，染色体不稳定性主要与染色体分离、DNA损伤、反应、端粒功能及细胞周期的调控等有关[12]。常表现为基因的缺失、扩增、融合等。宫颈鳞状细胞由CIN向宫颈SCC转变的过程中常见3、6、11、17、18、20号染色体的遗传不稳定性，多为染色体2、3、4、6p、11q缺失，1、3q扩增，其中位于3q26的TERC（端粒酶mRNA）基因是扩增频率最高的区域[13,14]。Olaharski[15]用FISH技术研究 ASCUS、LSIL和 HSIL患者的宫颈涂片，显示3号染色体四倍体和非整倍体（多体）发生频率增加，且随病变进展，非整倍体发生频率增加明显，出现三倍体以上的特殊类型。李静然等[4]观察了27例正常涂片及95例异常涂片细胞(ASCUS 43例，LSIL 21例，HSIL 13例，SCC18例) TERC基因的检测结果。正常组中TERC基因无扩增，在相当 CINⅠ组、CINⅡ~Ⅲ组和 SCC组中TERC基因扩增率分别是16.13%、48.57%和 90%，组间比较差异有统计学意义(P&0.01)。此外TERC基因的表达水平与CIN的程度关系密切，随组织学病变程度增加，TERC基因的拷贝数增加，其中CIN组患者平均拷贝数为2.8，SCC组平均拷贝数为3.2。与上述研究相似，Andersson等[16]报道，TERC基因在宫颈腺癌的扩增比例范围为 2.3～5.2，平均为3.3，认为检测TERC基因也可作为宫颈腺癌的遗传学诊断手段。Kloth等[14]研究发现，在 CINⅡ~Ⅲ级病变的患者中存在3q及TERC基因的异常扩增。由此可见，常染色体增加或缺失等染色体不稳定现象，特别是3q拷贝数的增加及TERC基因的扩增与SCC的发生、发展有密切的关系。推测位于此区域的TERC基因可能是一种宫颈SCC发生的主要致病基因[17]。
本研究在宫颈组织中进行TERC基因扩增检测，结果与上述文献细胞学上基本一致，TERC基因在正常宫颈上皮中无扩增，在各级别CIN与SCC组织中均检出TERC基因扩增，且随着CIN级别升高，其扩增率亦相应增加，差异有统计学意义(p&0.05)；尤其在CINⅠ级与Ⅱ级组间差异有统计学意义(p&0.05) ，可辅助CINⅠ级与Ⅱ级的诊断与分级。在组织学上进一步证明3号染色体的异常拷贝及TERC基因的扩增等染色体的不稳定性现象与 CIN的严重程度有关，可能是SCC形成的早期事件。由此可见，TERC基因异常及3号染色体拷贝数异常等染色体不稳定性与SCC的发生关系密切，扩增率高，癌变风险大；在宫颈病变组织中应用TERC和CSP3 DNA双色探针，检测3q染色体的不稳定，可作为CIN癌变风险的有效检测方法。
高危型HPV感染是已公认的宫颈SCC发病的首要因素，近年来高危HPV DNA检测敏感度增高，95%以上的CIN都有HPV感染；但HPV阳性患者大部分可自然转阴，仅有一小部分持续感染病例由于病毒DNA整合入细胞DNA组引起宫颈上皮细胞增殖增加才会发展为CIN及宫颈SCC[6,8]。目前，高危HPV DNA检测大多检测的是游离和整合的总的HPV DNA，因此HPV DNA检测对宫颈高度癌前病变的阳性预测值和特异度始终很低，而TERC基因的检测可弥补其不足[5]。在细胞学标本上检测TERC基因扩增受到不少妇科医生和患者的欢迎。Hopman等[9]应用FISH技术检测CINⅡ、Ⅲ级、微浸润癌和浸润性宫颈SCC中的HPV感染状态和TERC基因，发现在HPV整合状态感染的双倍体病变中，80%可见TERC基因的扩增，在CINⅡ、Ⅲ级中，非整倍体和四体型增加，TERC基因随病变加重，拷贝数增加，在TERC基因增加的病例中，HPV整合状态突出，表明HPV整合状态与TERC扩增存在明显正相关性。张艾M等[18]的研究表明，在CIN中HPV阳性患者TERC基因扩增比例较HPV阴性患者高，进一步证实了HPV整合状态与TERC基因扩增有关。此外本研究结果显示，TERC基因扩增在鉴别CINⅠ级与CINⅡ~Ⅲ级时，有较高的敏感度、特异度、准确度和阳性预测值，与Heselmeyer Haddad等[1,19]的细胞学研究结果一致。作为一种辅助性检测指标，TERC基因的检测成本较高，目前尚达不到在普查中普遍应用的程度，另外有相当一部分ASCUS及LSIL病例，经组织学活检即可明确诊断，不需要做TERC基因的检测。仅有一小部分病例在组织学诊断分级，尤其CINⅠ级与CINⅡ级鉴别困难时，为正确分级、指导治疗或预测风险可进行TERC基因检测辅助诊断。结果证实在石蜡标本上对宫颈病变做TERC基因检测鉴别CINⅠ级与CINⅡ级、预测癌变风险有重要临床及现实意义。除此之外，石蜡标本还有易取得、易保存、易运输，便于异地、异时检测，可重复性高，有利于判读标准的制定与统一等优点，值得推广。
综上所述，TERC基因的扩增可作为预测CIN发展到SCC风险的生物遗传学检测指标。在石蜡切片上应用FISH方法对CIN和SCC进行TERC基因的检测，方法可行、结果可靠。其在鉴别组织学上不典型病变或因人为的因素影响CIN级别判断，尤其CINⅠ级和CINⅡ级分级有异议时，可协助分级诊断。因此有效地减少漏诊或误诊，避免临床治疗不足或治疗过度的实际意义，能很好地指导临床早期发现及适当治疗CIN，降低SCC的发生率，具有重要实用价值。本研究在组织芯片上用FISH技术检测TERC基因扩增成功，该芯片直径1.8mm，信息含量足够大，并且通过平行分析，结果更具标准化，减少了实验误差，增强了可比性，使得研究结果更加可信。也大大节约了组织原材料和检测探针成本，极大的节约了研究经费。
参& 考& 文& 献
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附图及注释：
图1：正常子宫颈鳞状上皮组织： 结构清晰，胞核被DAPI复染呈蓝色， TERC为橘红色荧光信号；CSP3为亮绿色荧光信号，信号清晰，均分布于核内。红、绿色信号均≤２。×2000倍
图2：子宫颈鳞状细胞癌组织：多数细胞核杂交信号＞２，信号清晰；以扩增为主。×2000倍
图3：子宫颈鳞状细胞癌组织：核中杂交信号表现复杂，红色、绿色信号可多达10余个个；以多体为主。×2000倍
图４：子宫颈鳞状细胞癌组织：基底层可见；异常扩增细胞比例在80%以上，以多体为主。×1000倍
图５　子宫颈鳞状细胞癌组织：异常扩增，红色信号成片有融合。×2000倍
图６：CINⅠ级组织：极少扩增或多体细胞，主要位于中~底层。×2000倍
图７ CINⅡ级组织：扩增及多体细胞明显增多。×2000倍
图8：CINⅢ组织：全层均可见到扩增及多体细胞，该异常细胞比例显著再加。×2000倍
擅长：各种肿瘤病理诊断及泌尿生殖系统病理、肾穿免疫荧光及各系统疾病的疑难病理诊断，疑难病理切片会诊等。
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擅长：病理诊断
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擅长：暂无擅长信息华大基因王俊：“计算大脑”背后的基因科技
来源：搜狐IT
　　搜狐IT消息
　　3月22日，2015中国（深圳）IT领袖峰会今日五洲宾馆举行。华大基因首席执行官王俊在演讲中讲述了计算大脑和人脑的关系，和其背后的基因科学。
　　以下为王俊演讲全文：
　　谢谢市长，今天我演讲的题目叫做“IT和BT融合产业的爆发点”，这个题目本来不是我选的题目，我选的题目本来叫“生命的语言”，但是最后被组委会否了。我是一个做基因科技的人跑到IT领袖峰会来讲，所以我必须有一些题目能够反映IT，所以我改了一个题目当BT遇上IT谁会爱上谁。后来我的助理告诉我不能用这个题目，一定会被打回来，然后我就想了一个一定不会被打回来的题目。虽然这个题目听起来平淡无奇，但是一定会过审批。我这个人比较固执，所以我还是很愿意讲一讲生命的语言，为什么用生命的语言来阐述今天的题目？
　　当我们讲数字化的时候，讲计算机，讲IT，习惯于以硅为体系。但是在讲到生命的时候是以碳为体系。生命的基础是碳，生命是数字化的，为什么讲生命是数字化的？它能够储存吗？能够编程吗？能够用不同的程序改变来实现不同的生命形式吗？可以做克隆吗？行还是不行？当然是行的，我们是很容易做克隆的。它能存储吗？能，为什么能那么简单从一个羊身上提一个细胞变成另一个羊呢？因为那个羊的细胞储存了所有羊的生命程序。一个巴掌大的DNA可以储存多少年呢？事实上可以达到上亿年的储存时间，最起码可以上百万年。现在没有任何一种存储介质可以把这样的信息载体储存上百万年的时间，所以DNA是可以存储的。他能够计算吗？当然能够。因为计算和编程最核心基本单位是基因，基因是生命体最基本构成单位。我们每个人身上蕴藏所有信息组合就是一套生命信息基本程序，这套基本程序就是生命的语言。它的语言怎么形成的呢？在最开始的时候，就像每个程序员写出一个功能模块希望所有人都用他这个功能模块一样，在生命体里形成一些基因、一些蛋白质、一些小分子，基因、蛋白质、小分子也希望不断扩张自己，在不断扩张自己同时，其实在美国有一本书非常出名，整个不断过程就是不断复制、不断扩张、不断延展，有时候发现一个基因并不够用，可以和基因一起合作，两个基因、三个基因一起合作更好的时候，当一堆基因合作更好的时候，就形成个体。我们人身上有2-3万个基因，水稻有5万多基因，不同物种有不同基因，比如我们现在看到一个酵母菌用4000个基因，所有不同基因组合形式不同的生命程序，不同生命程序就形成你这个个体与周围环境适应。你的每一套程序代表着不同的生存策略，这套不同的生存策略事实上针对于不同环境体系而来。在他检查你的程序到底好用不好用唯一标准就是你这套程序能不能活下去，传播更多后代。当你选择传播更多后代的这套程序就叫做可以适应于这套环境的生命语言。所以我们看见所谓的达尔文进化学说、适者生存都是这个基础上建立，我们每个人更基因信息的载体，每个人跟微小虫子相比都发现了相似性，很多基因从那儿传到我们身上。
　　对于个体来说也是一样的，每个人一套生命程序也是不一样的。为什么西藏人可以高山适应，为什么我们上了高原有非常强的高原反应，是因为身体一套程序没有写进高山适应的基因，藏族人有一套基因，有这个基因的人群可以在高原体系上没有反应，像我们在上面就不行。在汉族人体系里就只有5%人有这个基因，而藏族人达到95%。这样的东西不仅仅单纯存在在西藏特别复杂极端的环境里，还有很多东西跟饮食相关，比如南方傣族人因为在祖先经常吃槟榔，所以体内基因很多跟槟榔适应。等等。我可出举很多例子。这是个体水平的变化。个体水平为什么会变化呢？为什么西藏人跟汉族人不一样呢？它的分支到底怎么回事？其实他背后有很多有意思的东西。比如说它的变化来源是什么？当我们考虑一个精子、卵子结合的时候，他发生了重组，每一代当中，你孩子和父母之间有100个基因突变，这些基础就形成不同生存策略，环境在时时刻刻变化、基因在时时刻刻变化，基因组是预测程序。你身上基因是因为你祖先上千年、上万年不断学习、进化，对你后来有可能遇到的环境的预测。你体内基因不会告诉你去不去高原，但是一定会告诉你去完高原会有什么反应。这是非常有意思的假设。如果每个人生下来就有一个盒子，这个盒子清楚告诉你往哪去、会发生什么样的影响，他如何指导和我们生活呢？首先第一个问题，如果我有一个盒子，编程告诉我能活多少岁。有人说你的基因，如果你做真正很好的遵循基因告诉你的事情，你可以活到150岁，但是为什么活不到150岁？因为你会得各种各样的病，这些病从年轻的时候开始一直到年老都有关系，而这些病跟基因有什么关系、或者跟环境、跟数字化、跟IT、BT有什么关系呢？我通过几个方面解释。
　　基因里面的毛病有点像写程序的时候出了一个bug，出了bug，基因程序运营不了，在有时候就出现很严重的问题。比如各种各样罕见疾病。有罕见疾病的一般生存周期都非常短，我们有各种各样例子，这种罕见疾病听起来非常罕见，但是加起来一点都不罕见，中国有大于5.6%的孩子出生有各种各样的出生缺陷，非常大的。生命程序不断试代码、试代码过程中不断试错，当然每一个错误并不是代表新的往前演化的可能。对付他们我们该怎么办？华大经常收到这样的东西，这是一个血书，从一个鱼鳞病患者写给我们的，他们有一个组织，这样的组织有很多，比如瓷娃娃协会等等，这一个鱼鳞病患者的妻子写的，他希望能够把这个病变成可防可控。现在这个夫人生了一个孩子，幸运的是没有得这个病。就是因为通过基因检测了这个程序。当孩子出身之前，我能不能做一些检测，早点发现有什么问题，早点控制，当然可以。这是第一个。我能不能先查一下你的父亲、母亲有没有基因突变，如果有，你们生孩子概率有多少，如果这样的话，以后就不要配八字了，谈恋爱结婚之前先配一下基因，看生命基因程序是不是匹配。我们一般在教堂宣誓都这么讲，无论是疾病与否、健康与否都一辈待在一起。两广福建地区地中海贫血携带率差不多19%，如果有两个携带者的夫妇结合在一起，生了地中学贫血孩子的可能性非常大。我们可以人工受精，做一个移植前检测，移植前检测在中国很多医院已经开展了。再往下一步，如果怀孕了怎么办？怀孕两到三个月之内可以对孩子进行完整基因检测，尤其是针对非常罕见的基因性疾病，通过这些筛差可以达到出生前防控。如果再往下走，新生儿出生了还需不需要检测？中国耳聋发生率很多是因为错用抗生素，如果体内基因不能受链霉素这个抗生素，一下就耳聋。如果早一点知道他得各种各样的心脏病、耳聋，包括自闭症风险，我们是不是可以早一点干预？是可以的。我们能不能治呢？除了用一个非常可变的信息看这些东西之后，我们又有一个非常疯狂的想法，能不能通过大数据挖掘发现一些罕见病真正解决方案呢？答案是可以的，非常有意思，我们有一个计划，搜索了100万人基因数据，寻找那些单纯从基因校对来讲他应该单基因疾病，但是非常健康，这些人我们叫超级英雄，这些人非常有意思，他们体内有非常明确的致病基因，但是非常健康，为什么？因为体内有另外一套基因保护他。就像程序我一段出现bug，但是有另外一段修复，就非常健康。如果找出那一段是什么，也许可以找出罕见性疾病的药物。我们以后不要再去浇冰桶，这是道义上的支持，更重要的支持就是基因测序。
　　再往下走是肿瘤，很多人面对肿瘤威胁，肿瘤是你生存过程中由于环境因素影响，你的基因程序在变异，所有细胞都来源于第一个细胞，受精卵细胞，从那个细胞开始每次都会引发程序变化。不同环境影响会导致程序非常大不同，比如抽烟增加肺部细胞变异率。用简单IT方式来讲，是你生命程序那段代码被黑客给黑了。黑客黑的概率会随着环境因素不同而变化，如果经常抽烟，如果经常生活在不好的环境里，深圳是非常好的。或者受到各种各样病毒感染，可能程序被黑。怎么办呢？其中有可能一个细胞发生被黑了，没有关系，有人说我身体有上亿个细胞。但是如果一个细胞被黑了，他很有可能获得比其他细胞更强的适应性，他可以不断扩张。从一个肿瘤细胞发生到你最后你可以用CT扫描能查出来，平均要15年。也就是15年内体内有肿瘤细胞你不知道，我们能不能早点发现他，答案是可以的，因为所有细胞最终都要游离到血液里，我们通过非常深度的基因检测可以看到你体内有没有肿瘤细胞。
　　我得了肿瘤怎么办呢？每一个人的肿瘤，每一个个体，肿瘤每一个细胞的基因都不一样，你做的事是对所有细胞真正基因监测，而不是简单的手术一切、放疗、化疗，这样的治疗有可能在未来两三年内看到飞速发展。如果所有努力都是为了增加肿瘤患者生存概率，那还有另外的我没有提到的，但是大家非常关注的，比如慢性疾病、感染性疾病，其实万物都是跟基因有关系。我的体内细胞如果以人为一个整体的话，作为人这个个体的细胞只占人体的细胞的1/10，还有9/10是各种各样的微生物、各种各样病毒，你天天洗两次澡都没有用。你吸收一个半小时候所有细菌都回来了。这些微生物并不是都是坏的，比如微生物体内病源微生物会形成什么影响？所带来影响是非常大的，比如埃博拉病毒、SARS病毒，90%发烧腹泻你根本不知道怎么回事。小于1%微生物可以被培养，你根本没有办法搞明白到底什么让你发烧、什么让你腹泻，你可以所有DNA提取出来，一个小时内就知道到底怎么会感染。早一点这样做，就可以早一点摆脱疾病风险。
　　还有另外一个事情，高血糖、高血压三高，30年前中国糖尿病发生率0.67%，现在已经接近11%，1/4中国成年人要么得糖尿病、要么要得糖尿病，不可能是基因在过去30年有非常大的改变，是因为饮食变化、环境变化，引发肠道微生物菌群失调，很多疾病都跟这个有关系。你能怎么办呢？比如少吃碳水化合物，比如多运动，再来一点猛的，查完之后，缺什么微生物就补什么。如果补一两个不管用，把你认为健康的体内的微生物转给你就行了，怎么管？粪便移植，这样的东西已经逐渐在医学界应用了。我们应该做的是一个鸡尾酒疗法，确保你体内是符合真正健康的菌群体系，最终我们要完成这个生命公式，自己的基因、环境因素的基因，各种各样的东西，右边是你表现的状况，身高、体重、各种各样的病理特征、健康与否，中间的公式怎么写呢？这个时候就体现了刚才吴恩达老师讲的题目，我们只知道一个城市的输入端、输出端，中间是怎么编程，毫无所知。该怎么办呢？大数据，健康大数据取决于把所有输入端、输出端全部计算清楚，如果研究清楚身高基因的关系，需要100万人。要研究清楚绝大部分复杂疾病和基因以及环境的关系，需要100万人。你需要把100万人各种各样信息全部搜集，才能得到刚才讲的生命公式。
　　用什么方法呢？这种方法到底贵不贵呢？这种方法非常昂贵。1999年中国华大基因参与了1%人类基因组计划。当时测序需要10亿美金，最近已经降成1万美金，仍然很贵，要搜集100万人的数据仍然很贵，现在可以做到1000美金，我估计明年会推出一个500美金可以测定一个人的完整基因。这就可以搜集基因数据。什么时候可以免费呢？免费实施的到来事实上在于基因本身的数据价值远远大于产生他的数据所需要的成本。对于华大来讲这样一个趋势延续我们认为在2019年左右，5年左右时间我们可以真正达到这样的结果。除了这种基因数据之外，我们知道现在比较时髦的词，物联网，收集各种各样输入输出数据，比如未来厕所将是智能厕所，当在厕所方便，所有代谢物、蛋白质数据等等数据都收集起来，包括躺在床上各种各样的体征数据、坐车等等各种数据都收集完成后，你一定要记得要把他们连起来，为什么讲基因组网络那么重要，所有在座的人、所有的男人12万年前来源一个男人，所有女人12万年前来源一个女人。我们的科学研究发现所有都来自一个人，这是什么概念呢？有人说这是亚当和夏娃，中国70%汉族人追溯到6000年前就三个人，炎黄蚩尤。所有东亚人，40%东亚人追溯到之前就11个人。如果把每个人数据都连起来，形成基因组网络，将是不可估量，我们讲互联网。IT互联网企业，超级计算机，个人电脑，真正成了不可估量的机会。每个人在上面产生数据和支持，基因组是一样的。人因基因组计划，每个人的基因计划，当所有基因组形成网络，我们有一个网站叫同病相怜网站，当所有病人组合了一个网站，我们就可能有机会把这个基因和病之间的关系搞清楚，在上面会形成各种各样的机会，这些机会、信息和知识是以前我们在没有做甚至一个个人基因组是不可想象的。最终要做的是需要人工智能来学习，因为这么大的量已经不可能用一个单一模型来解决。而华大已经在做很多事，这些事听起来像天方夜谭，我们做了3000株小米，在同一个地方测定各种各样生长条件，最后看出来他产量是多少、营养成分怎么样、各种各样结果，我们给他进行深度学习、人工智能方法，现在给定另外一驻小米，我有90%准确性可以预测他长的怎么样。对健康有这样的能力吗？当我们拥有100万人基因测序的时候，离这样的能力很近。奥巴马提出一个精准医疗计划，就是要做100万人基因组库，当所有人完成后，我们会有一个水晶球，预测对你未来健康走向预知，而这样的预知很有可能再做一些改变，我们听过3D打印、细胞存储、基因编辑、我们听过合成生物学，喝的啤酒的酵母将不是自然界酵母，而是计算机写出来的，酵母产生的啤酒味道也许比你现在喝的任何啤酒味道都要好。还有，生命信息的存储，我们都叫干细胞，干细胞什么意思？就是年轻时候的生命信息，你不是想年轻吗？在你年老的时候能不能把年轻时候的信息再回到，也许就年轻了。所有像科学幻想的东西都在生命科学界在以飞速方式往前走。从健康角度，我们老说吃得好，活得长。对健康追求不是感性愿望，对我们来说对在座IT大佬来说更重要是理性追求，如果真正基于一个所谓人工智能方式、大数据处理方式，能管理健康、掌握预测的程序和健康关系，也许是真正最有意义的，基因科技最能够带给人类的福祉，自然以山清水秀为美、人以健康长寿为福，所有华大应该追求的目标就是基因科技，造福人类。如果简单说一下华大，华大是全球最大的基因组中心、最大的生物信息中心。掌握了只有5500人，我们平均年龄27岁。华大机构遍布60多个国家，同时是国家基因库承办单位，国家基因库存储各样生命信息体。
　　当我们定义一个生命的时候，其实我们讲不清楚，如果在未来计算机体系里面给他有很多很多生命逻辑，他会变成一个生命体吗？如果我们计算大脑已经可以跟人脑匹配的时候，它有生命性吗？当我们拥有改变人类基因的时候，我们是怎么应该控制我们这种能力？所有这些东西都非常值得大家思考，作为另外一个纬度的IT人，在座各位是硅基因维度的，我是碳基因维度的，作为另外一个纬度的，我希望给大家带来的不仅仅是对生命认知，而且是对健康认知最佳理性的选择。谢谢！
(责任编辑：UT006)
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