2003年完成第一個(gè)人類(lèi)基因組測(cè)序需要27億美元?;驕y(cè)序可根據(jù)醫(yī)療護(hù)理的需要切實(shí)可行地閱讀所有基因,因而即便在當(dāng)時(shí),科學(xué)家們也認(rèn)為這個(gè)數(shù)字總有一天會(huì)降到1000美元。
2014年1月,Illumina公司表示他們的 HiSeq Ten測(cè)序系統(tǒng)基本上達(dá)到一個(gè)里程碑:僅需1000美元就可清楚描述一個(gè)基因組。但這個(gè)數(shù)字有點(diǎn)誤導(dǎo)性,閱讀一個(gè)基因組,1000美元可能只是一個(gè)粗略的平均成本,因?yàn)殚喿x一個(gè)基因組數(shù)據(jù)需要10臺(tái)并聯(lián)測(cè)序儀器,每臺(tái)儀器的費(fèi)用為100萬(wàn)美元,因此沒(méi)有多少測(cè)序中心能負(fù)擔(dān)得起10臺(tái)儀器的成本。
硬成本
Illumina HiSeq Ten系統(tǒng)(由10臺(tái)儀器組成)的第一批買(mǎi)家之一為哈弗大學(xué)布羅德研究所和麻省理工學(xué)院,布羅德研究所目前可在一個(gè)月內(nèi)完成2000個(gè)人類(lèi)基因組測(cè)序,即使在這種規(guī)模下,測(cè)序成本也不只是1000美元,但很接近,布羅德研究所基因組學(xué)平臺(tái)高級(jí)主管表示。
我們要時(shí)刻記住測(cè)序設(shè)備的成本通常是低于商家對(duì)客戶(hù)的要價(jià)。布羅德研究所對(duì)一個(gè)基因組測(cè)序的要價(jià)為1800美元,其他大型服務(wù)商要價(jià)與之類(lèi)似。例如,總部在韓國(guó)的Macrogen公司要價(jià)為1600美元,一次性服務(wù)的供應(yīng)商對(duì)基因組測(cè)序的費(fèi)用收取會(huì)更高。
布羅德研究所表示,測(cè)序成本包括閱讀DNA所需的化學(xué)試劑以及其他材料、勞力、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析(從端到端將整個(gè)序列整合成可讀格式)、管理開(kāi)銷(xiāo)(如建筑和電力),這個(gè)成本不包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成本。
美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所基因組科學(xué)主任Jeffery Schloss說(shuō),即使需要這些硬成本,不斷改進(jìn)的技術(shù)可將測(cè)序費(fèi)用在不到一年時(shí)間內(nèi)降低至1000美元。例如,更快的成像系統(tǒng)以及拇指大小的驅(qū)動(dòng)芯片,可大幅度減少每個(gè)基因組測(cè)序的時(shí)間。
進(jìn)一步降低成本
客戶(hù)支付1600到1800美元可獲得30次DNA堿基閱讀。DNA序列的可讀性越高,測(cè)序的精準(zhǔn)度越高。測(cè)序基因組閱讀30次已足夠用于一些醫(yī)療用途,如了解參與疾病的一些基因。一些單基因遺傳疾病如先天性耳聾、地中海貧血等由于致病基因位點(diǎn)單一明確,比較容易通過(guò)測(cè)序進(jìn)行篩查;但癌癥等復(fù)雜疾病是多種基因異常導(dǎo)致的,需要大規(guī)模樣本量的重復(fù)測(cè)分析序比對(duì),才能找到相對(duì)準(zhǔn)確的疾病與基因的相關(guān)性。因而對(duì)復(fù)雜疾病來(lái)說(shuō),需要成千上萬(wàn)的序列,這意味著1000美元/每個(gè)基因組的價(jià)格是昂貴的。
再如,對(duì)于某些癌癥的研究來(lái)說(shuō),不同個(gè)體細(xì)胞可能有不同的突變,研究人員推薦閱讀60-80次,這顯然意味著需要更高的價(jià)格。因此,一些應(yīng)用程序的價(jià)格需要便宜10倍:如100美元或200美元。Illumina公司的Fellis表示無(wú)法預(yù)測(cè)這種情況會(huì)何時(shí)發(fā)生,但他說(shuō)成本的削減應(yīng)與現(xiàn)有測(cè)序系統(tǒng)的改進(jìn)并行,不需要一個(gè)全新的技術(shù)。
醫(yī)用價(jià)值成為普及基因測(cè)序的障礙
如果做大批量基因組測(cè)序,那么一個(gè)基因組測(cè)序的成本不超過(guò)1000美元。普及基因組測(cè)序的障礙將不再是成本價(jià)格,而是它的醫(yī)用價(jià)值。對(duì)醫(yī)療來(lái)說(shuō),外顯子測(cè)序以及足夠,且成本不超過(guò)1000美元。
如果一個(gè)人獲得了自己的全基因組測(cè)序數(shù)據(jù),是否就能預(yù)測(cè)各種疾病的罹患幾率?不同于對(duì)已知的癌癥易感基因的檢測(cè)(如BRCA1/2基因),普通基因剖析也能檢測(cè)到DNA突變,但通常風(fēng)險(xiǎn)比較小(僅占癌癥遺傳的一小部分),當(dāng)然在此不考慮家族史或其他已知的危險(xiǎn)因素。雖然有些人認(rèn)為,基因測(cè)序?qū)】涤蟹e極的影響,但個(gè)人基因組檢測(cè)對(duì)疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的臨床有效性和實(shí)用性在很大程度上未被確定。
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