阿叁次仁：NGS十年，来自高原的基因组学探索者

雪山：缘结基因组学

2004年,对我来说是一个非常特殊的日子。那年，我在中国农业大学的分子生物学课程上了解到了新兴的基因组学以及有一群了不起的中国科学家所参与的“人类基因组计划”。同年7月，我代表中国农业大学登山队和队友一起攀登了海拔7000多米慕士塔格峰，结识了华大基因的科学家登山团队，深深地着迷于他们所从事的基因组学研究，憧憬着未来也能从事他们所从事的事业。非常幸运的是，我于第二年7月顺利得成为了华大高原医学研究团队的一名实习生。实习的课题是高原本土物种的线粒体基因组测序，主要工作内容是样本采集、DNA提取及mtDNA的 PCR测序。这段时间，华大基因组学Sanger测序平台及流程式的高通量数据产出和分析方式给我留下的影响最深刻，感觉这是一个革命性改变 。

2006年7月，我大学毕业，作为研究生正式加入了华大基因高原医学研究组。参与了人体高原短期习服和长期适应的相关的课题，工作内容包括建立高原病动物模型、高海拔登山者生理评估及采样。我们的实验从北京做到了海拔8200多米的卓奥友峰上，同时还参与了几乎涵盖西藏各重要地区的高原病流行病调查工作，这当中涉及到了大量的Sanger测序及基因表达分析实验。那时华大正在推广Sanger测序技术在科研及临床方面的应用，虽然当时Sanger测序技术已经很成熟，但由于成本、通量等的限制，就我们自己项目而言，也很难有重大突破。

NGS：技术的洗礼

2005年到2008年，是NGS技术发展的非常重要的阶段。学术方面，我们可以读到一些非常具有创意的测序技术文献；商业化方面，罗氏、Solexa及AB先后推出各自的二代测序技术。值得一提的是，2006年10月在杭州的国际基因组学大会上，我第一次看到了3大公司展示的机器及一线数据。紧接着，在2007年初，华大基因引进了中国第一台Solexa测序仪，我同课题组的学长“走马观花式”的跟进了Solexa公司提供的实验技术培训，惊奇于其巧妙的技术设计。同年华大南下深圳，我被派遣去英国Sanger研究中心去做“中国Y遗传耳聋家系的分子机制研究”课题的实验工作，其中就涉及到Y染色和Solexa测序，半年的工作中依靠Solexa双末端测序序列我们成功找了该家系患者中Y染色体上复杂染色体突变的线索。2008年7月，我回到了深圳华大基因研究院“R&D部门”负责大片文库构建技术及微量DNA测序文库的技术开发，参与了一些重大的基因组组装项目，包括黄瓜基因组、大熊猫基因组项目。同时，还参与了原来高原医学组的 "Exome测序探索藏族高原适应性遗传基础”及藏羚羊基因项目。这之后的几年中，NGS技术及其相应的科学研究都有了井喷式地发展。我们几乎可以每天看到NGS技术更新及相应的大量文献。NGS几乎贯彻了中心法则，从 DNA层次到RNA、蛋白表达，到负责遗传信息表达网络空间（表观遗传学），促进了大量物种基因的解密、群体基因组测序及疾病的基因基础的解密。此时，我们的原高原医学研究项目也取得了重大进展：通过全外显子组测序（全外测序），我们在国际上率先找到了藏族人高原适应的重要基因，并且发现其中最重要的EPAS1基因来源于灭绝的古人类；藏羚羊基因组测序图也几乎在同一时期绘制完成。这一切都是NGS及华大基因给我们带来的福祉。

NGS走近寻常人家

2012年6月，我在华大完成了博士学位。当时，全外测序在罕见遗传病致病基因研究领域已经取得了前所未有的成功，几乎每期的CNS上都可以看到若干相关的研究成果。我在华大也参与了一些相关的项目，一门心思想找新基因。当时，我沉迷于各种精巧的NGS实验设计及基因组学的最新科学发现，并肤浅地认为NGS在临床应用层面为机械技术应用范畴。但是，后来参与的一个小项目彻底改变的我的这些看法。非常偶然的机会，协和内分泌科大夫给我们送来了4个疑难矮小症患者及其家系样本，全外测序后我们在3例病人中检测到了非常明确的已知致病突变，而与突变相关的疾病与大夫之前疑诊的疾病有非常大的出入，是一类非常罕见的遗传病，没有可能找到新基因让我非常失望。后来，我参加了协和老师邀请我参与的临床门诊学习活动。就一下午的时间，我们遇到了几个生长发育相关的疑难疾病患者，从她们一个个无助的眼神中，我意识到了之前我发现的几个位点对于病人的意义，这种意义是超乎技术本身的。回来之后，我系统地查阅了文献，发现：1）罕见遗传病并不罕见，八千多种罕见病的累计发病率在百分之几；2）大多数罕见病缺乏有效的治疗手段，防治最佳措施就是减少出生缺陷的发生；3）基因检测是其防治的基础，以及NGS带来新的突破。随后，华大医学在天津成立了遗传病研发组，我作为组长参与到一系列基于NGS罕见遗传病基因检测方法的开发，包括从panel到全外。之后的2年中，我们与多家医院合作检测了2千多例各种罕见病患者，并且找到了大部分患者的致病基因。

个人小结

今天，NGS正在以前所未有的速度改变生命科学及人类的医学健康事业。华大基因是这场革命的引领者之一，我庆幸置身于这样的变革浪潮中，随NGS技术一起成长。回顾这十年，有时我也会感叹由于意识上的缺陷和缺少大科学的思维，让我错过很多开创性工作的机会。但我仍然坚信，今天我所从事的基因检测事业是一个社会非常需要的工作，是一个能改变很多人命运的事业，是一个非常体面且值得自豪的工作。最后，祝所有的同行事业蒸蒸日上，祝愿基因检测技术能真正地走进千家万户。

医谷链

《贝瑞和康周代星：NGS十周年，肿瘤无创检测等待新突破》

《田埂：我与NGS这十年，前五年拼命学技术，后五年推广应用》

《NGS十年，海归派海普洛斯CEO许明炎的创业之路》

《药明康德高级副总裁茅矛：NGS十年，肿瘤分子诊断，我一直在走的路》

《上海立迪生物闻丹忆，NGS十年，基因测序在药厂里的那些事儿》

《郑洪坤：NGS十年，融资1亿，前进，百迈客》

来源：测序中国   作者：阿叁次仁