人類基因組計劃早於90年代在美國被提倡。當時的測序儀器相對緩慢,從計劃到完成排序,前後共花了13年時間、數十億美元去閱讀人類30億個遺傳密碼。近年隨著技術飛躍,基因排序的時間金錢成本雙雙降低,奠定了基因組學在主流醫療中的潛力。在港府最近發表的施政報告中,亦宣布撥款推行「香港基因組計劃」,透過獲取本地人口的基因組數據促進基因組醫學。那麼此計劃對臨床醫學有何益處、期間又會面臨哪些挑戰?待中大醫學院副院長(研究)盧煜明教授為我們娓娓道來。

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基因組-人類龐大的資料寶庫

我們的基因由儲存遺傳資料的DNA組成,那麼基因組又是個甚麼概念呢?原來我們的基因組內有高達三十億個基因密碼,而當中只有大約二萬多個基因。「像是電腦裡面不全是programme,還會有data(數據)和一些settings(設定),所以其實基因在基因組中只佔很少部份,是single digit percentage(單位數百分比)。」盧教授解釋,以往科學家認為其他百分之九十幾是沒用的,甚至稱之爲junk(垃圾)DNA。後來人類才慢慢發現這些基因密碼中蘊含著重要資訊,能梳理基因關係,有助於理解疾病。

DNA

籠統而言,基因組計劃是從基因中找出人與人之間的不同。「譬如我和你中間有三百萬個不同的地方,像是樣貌、高矮肥瘦,不少特質都與基因有關。如果可以收集並比較更多基因數據,就有辦法解構當中某些基因特質。」盧教授指,某些基因特質會是疾病的明確指向,不單是肥胖基因較容易引致糖尿病這麼簡單。「肥胖的確會令患糖尿病的風險上升,但非百分百絕對。而有一些基因突變疾病,如地中海貧血,有該基因的人幾乎是百分百發病。」若然將來能透過基因組計劃,破解更多與疾病有關的基因,對治療及預防上的醫學工作都會有很大幫助。

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個人化治療得益 癌症與基因的千絲萬縷

不論是先天或後天,癌症都與基因突變有關。先天帶有某些基因突變的人在出生時已注定將來會有高機率患癌,如巨星安祖蓮娜祖莉因帶有BRCA1基因突變,一輩子有70至80%機會患乳癌,故她選擇提早接受乳房切除手術。至於後天患癌者的癌細胞內通常存在幾千至幾萬個DNA突變,目前只有少部份突變有針對性的標靶藥物。如果檢測出癌腫瘤有越多突變,代表與正常細胞越相異,這時使用免疫治療的效果就會較好。「同一個身體部位的癌症,不同的基因突變,都會有不同的治療方式。」基因組學可以用作預測患者對治療的反應程度,繼而找出最有效的治療方法,這就是所謂的「個人化治療」。

基因突變癌細胞

盧教授又講解腫瘤異質性(tumoral heterogeneity)這個近年十分熱門的概念:「原來把一個癌腫瘤切開幾份分別排序,每份都會有不同的基因突變。標靶藥只能針對某些基因突變癌細胞,一些有抗標靶藥突變的癌細胞就會在不受影響下繼續生長。」這正正說明了為何本來有效的標靶藥會在幾個月後失效。由此可見,透過更多患者的基因排序,發現及了解更多相關基因突變,會是癌症治療及藥物研發的一大助力。

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基因排序以外 仍需法例與系統配合

隨著科技進步、成本降低,現時越來越多人選擇排序自己的基因圖譜,發現DNA雙螺旋結構的James Watson就是其一。問及盧教授有否排序自己的基因圖譜,他笑言還沒有,因為香港在這方面剛剛起步,還沒有足夠的保障。「在臨床應用上,香港的醫院內還需要一系列配套如數據儲存、電子病歷系統更新等去配合基因組計劃。」盧教授又指,基因組計劃亦需有關法例約束,例如規管什麼人可以取得數據,或是防止因基因而起的歧視等。

「以醫療保險為例,很多與生俱來的疾病是不受保的。如果市民在購買保單時並不知道自己患病,但後來做基因排序才發現疾病是與生俱來的,那保險公司能否不受保呢?僱主又可否以基因圖譜篩選求職者?運動比賽若然能預先獲得參賽者的遺傳資料,又會否構成不公?」這些有關基因圖譜的道德及私隱問題,在美國有GINA (Genetic Information Nondiscrimination Act) 法例規管,禁止「基因歧視」。

基因排序

而就一般情況而言,醫生與病人的對話應屬私隱。但若然基因圖譜中的資料與直系親屬有關,又應否告知?盧教授分享了一個國外基因組計劃研討會提及的個案:「一名父親在檢測後發現患有腦退化症,部分因遺傳基因而起。他決定不告訴家人,但後來女兒在懷孕後才檢測出該基因,嬰兒亦不幸被遺傳。」在此情況下,該父親或醫生需否承擔責任呢?這種種可能發生的糾紛都需要完善的法例規管。

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基因組計劃勢在必行 望各界共同合作

目前發展基因組學在世界已是大趨勢,英國的「十萬基因組計劃」直至2018年已完成排序了十萬名英國人的基因圖譜;一些人口較少的國家如冰島、星加坡、以色列等,亦正在進行市民的基因排序工程。相對國際,香港在基因組計劃中起步明顯較慢:「香港急需實行基因組計劃,不然就會比其他國家落後。雖然中大和港大都一直有進行基因研究,但香港還未有一個大規模基因中心。」盧教授對此表示期待,希望政府能與業界慢慢摸索磨合,在破解基因組的路上合作無間。

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