破解生命语言的“世界测序工厂”

袁文

在科幻警匪美剧《机器之心》描绘的2048年世界里，科技以失控速度发展，基因技术无处不在：

比如狂热的克隆技术追随者杀害女性，利用受害者的人类基因，制作逼真的性爱机器人；改造人无处不在，他们在子宫里经历过基因调整，出生后具备美貌、健康、聪明、长寿等特质……美剧里的世界未必会变成现实，但基因技术或许很快就要爆发潜能。

在腾讯WE2014大会上，华大基因研究院院长王俊也描绘了基因技术可能带来的改变：修改基因让宝宝远离疾病、实现青春永驻、长寿等。

尽管早有科学家自嘲——如果生物界有解决不了的问题，就说它是由于基因决定的，多半错不到哪里去——但以上种种奇妙酷炫的应用，还是让现场听众心潮澎湃。阵阵掌声之中，王俊只是微笑，语气始终笃定冷静，似乎早已习惯了这样的反应。

的确，说到基因技术，位于深圳的华大基因在全球范围都位于领先地位一美国前副总统戈尔多次在新书《未来：改变全球的六大驱动力》中提及华大基因，将其誉为中国崛起的代表，就连以高冷著称的奇点大学教授Raymond McCauley在10月现身北京演讲时也对其赞叹不已。

世界测序工厂

一个故事在生物科学圈里广为流传，2014年5月，美国副总统拜登在美国空军学院毕业典礼上称：“中国每年毕业的科技人员和工程师是美国的6到8倍，但我敢说你们说不出一个来自中国的创新项目、创新改变或创新产品。”

CNN随后在官网上抨击了这段狂妄之语，佐证便是华大基因。CNN称：“该公司对DNA的测序工作做得比全球其他任何公司都要多，其数量超过了哈佛大学，也超过了美国国家卫生研究院。”

事实上，相比“公司”，华大基因更愿意被外界称为“机构”，学术气息也更浓。从华大基因的官网信息来看，目前它下设9个分支机构，包括：华大基因研究院、华大基因学院、深圳国家基因库、Complete Genomics、OigaScience、华大科技、华大医学、华大农业和华大制造。

其中，华大基因研究院最能代表其科研水平。院长王俊告诉《时间线》，研究院目前大约有1000名员工，研究内容涵盖医疗健康、农业育种、环境等生命科学相关领域，现阶段的重点方向包括：个人基因组、肿瘤、生育健康和动植物分子育种。而最值得骄傲的领域就在基因组学研究，“华大在这方面处于国际领先水平”。

至于“国际领先水平”要如何理解，数据无疑是最有说服力的：

首先是发到手软的论文。根据截至2014年的最新数据，华大基因研究院在《自然》、《科学》等国际顶级学术刊物上发表论文近200篇一在华大基因的博物馆有一整面墙贴出了代表性学术论文集结。据参观者称，这份沉甸甸的科学的力量，很容易让人自觉渺小。

这些年，华大基因主导或参与的国际项目包括“千人基因组计划”、“国际大熊猫基因组计划”、“人体肠道微生物基因组研究计划（MetaHIT）”、“鸟类基因组系统演化史项目”等等。

临床方面，华大基因已在全球范围内为53个国家的近44万名孕妇提供了无创产前基因检测（NIFTY）服务。

华大基因因此被《自然》杂志专题报道称为“世界测序工厂”——这组数据背后是全球最大的测序实验室。王俊告诉《时间线》，目前华大拥有超过200台测序仪，完成一个人的测序只需要1天左右。

从1%到50%

哈佛大学遗传学家乔治·洽奇曾经用一句话概括华大基因：“1999年，华大基因参与了人类基因组计划的1%，而到今天，华大的基因测序能力让其在世界基因测序上的贡献超出了50%。”2013年，华大以1.18亿美元收购上游设备制造商CompleteGenomics入工，乔治又把这个比例提升至80%。

时间倒退到1999年。中国在这一年加入了国际人类基因组计划。在这项历时13年耗资30亿的重大工程中，中国科学家承担人类3号染色体短臂上约3000万个碱基对的测序任务，约占1%。而这1%的大部分工作就由华大基因（前身为北京华大基因研究中心）完成。一时间，华大基因名声鹊起。

今年38岁的王俊就是从“1%”时代开始与华大结缘的。这位当时还在北京大学生命科学院读研的年轻人，兼通生物、数学和计算机，承担起了早期华大基因生物信息中心组建和大部分数据分析处理工作。

随后15年，王俊参与了华大基因几乎所有的重大科研项目。2012年，这位昔日学霸是唯一一位入选《自然》杂志“2012年世界科学界年度十大人物”的中国人。

不过，华大基因的发展并非一帆风顺。最重要的转机在2010年出现。年初，华大基因拿到国家开发银行15亿美元贷款，从美国Illumina公司购买了128台新一代测序仪Hiseq2000，一台机器价格相当于一辆法拉利跑车——这是Illumina公司单笔数额最大的交易，也成为华大基因测序能力的最重要支撑，被戏称为“核武器”。

到2012年，华大基因的测序产出能力已经占到全球一半以上。随之而来的是营收增长。华大基因找到了首个商业模式：为科研机构、制药公司、育种公司等提供测序服务。

但另一方面，“世界测序工厂”、“基因界的富士康”等称号也开始如影随行。与128台新一代测序仪Hiseq2000同期加入华大基因的，还有上千位“科技民工”。对此，华大基因创始人汪建并不介意，“把工业发展模式搬到生物经济上来，我们是世界上唯一一家”。

“技术进步带来的各种争议很正常，我们从来都没有太把这个当回事。”王俊也告诉《时间线》，华大基因有自成一套的发展模式。

他特别提到，生物技术（BT）和信息技术（IT）的发展改变了传统的科研模式，大大缩短了科学发现到产业化的过程。基因技术的发展离不开生物技术和测序技术，尤其是新一代高通量基因测序技术出现后，测序速度和通量大大提升，从而降低了成本。

但随着海量数据的积累，科研机构对于数据进行挖掘和分析解读的能力，正在面临挑战。王俊在接受《时间线》采访时表示，目前数据分析成本太高，数据解读和展示存在挑战，华大基因正在开发这方面的工具，3000元套餐预计在未来一两年内能正式推出。

苹果的另一面

基因技术在现实生活中的应用其实已经很多。

近几年里最有名的案例大概就是安吉丽娜·朱莉。她通过遗传基因检测发现自己携带名为“BRAC1”的基因，未来因此罹患乳腺癌的几率高达87%。在医生建议下，她选择切除双侧乳腺，让风险下降至5%。

朱莉公开了自己的经历，并呼吁中低收入国家女性都应获得基因检测和预防性治疗的机会。在全球，乳腺癌每年造成45.8万女性死亡。

王俊告诉《时间线》，事实上，“不仅仅是名人，在国内外还有很多通过基因检测诊断罕见病的案例”，最近的例子包括乳靡血患儿、粘多糖症患儿、“拇指姑娘”等等。

而随着成本逐年降低，基因测序费用或许会降至普通民众都能接受的程度。奇点大学生物技术和信息学项目负责人Raymond McCauley甚至断言，将来做一次基因测序的费用，可能跟一次马桶冲水差不多。

作为人类生命语言的基因暗藏奥秘，如同一个诱人的红苹果，它的技术进步也散发着让人欣喜的光芒，可能为各个领域带来颠覆性的改变：

比如无性生育。英国剑桥和以色列团队合作，实现了完全体外培养出成熟精子和卵子细胞，研究人员不仅首次将皮肤细胞完全在体外诱导成为诱导干细胞，并使其分化成人类原始生殖细胞，同时发现了体外培养诱导的关键基因SOX17基因；

比如护肤。最近，英国伦敦帝国学院教授克里斯·图马佐把他发明的微芯片基因快速测序仪用到了新领域——按每个人的DNA来定做护肤乳清，这或许会成为爱美人士今后抗老化的最佳美容品。

但随之而来的担忧也从未停止过，苹果的另一面会是剧毒吗？

在美剧《机器之心》描绘的科技失控的未来世界里，基因科学的暗黑一面频繁出现：人们随意花钱改变下一代基因，拥有完美基因的改造人自视甚高，多数无法与自然人和平共处；黑市里流行的整容手术，是医生获取供体某个完美器官的DNA，注射给客户，不过代价是供体因心脏骤停而死亡，客户也面临毁容风险。

对此，王俊在WE大会上强调了理性对待基因技术的重要性：当人类拥有了改变基因的力量时，更加需要用意识和理性实现自我管理，“健康长命百岁并不是简单的感性问题”。

用华大基因的愿景说就是：基因科技造福人类。这或许也是基因科学家们共同的终极目标。