遗传学领域正不断涌现各种新的进展，几乎每周都会出现振奋人心的消息。像互联网诞生之初时那样，基因检测行业也正经历指数级的增长，与此同时，DNA测序的价格也一降再降，越来越多的人和家庭已能负担。
利普金和洛马认为，目前基因组学正如上世纪核物理学一样，如果使用得当，将能成为一种造福人类的有力工具，但同时也有着潜在危险。在未来很长一段时间内，DNA检测都将是让人激动的科技进展之一，可治疗各种疾病，但测序误差、生物学的复杂性以及解读遗传数据过程中存在的问题，对于遗传疾病患者很可能会造成误诊，危及生命。此外，DNA检测也会使治疗疾病的程序变得繁复，令治疗成本增加。不过，运用强大的基因编辑技术治疗基因疾病很快会变成现实，这些技术已在人类胚胎研究中得到应用。如果你想了解相关情况，欢迎阅读《基因组时代》！
【内容简介】
本书力图使读者能在一个个真切的治病救人的故事中了解到基因医学的前沿信息! 探索基因技术所能带来的潜在变革和存在的危险" 生活中有很多待产父母一直惴惴不安! 饱受价格奇高的新的产前检测产品的狂轰滥炸! 还有很多患者患有致命性神经疾病# 癌症以及其他疾病! 对于他们而言这本书能告诉他们并向他们展示如何以及何时采用基因技术来改善身体健康"。
【作者简介】
〔美〕 史蒂文•门罗•利普金
医学博士，哲学博士，美国医学遗传学会会员，临床遗传学家，从业时间长达二十年。此外，他还是成人及癌症遗传学诊所负责人，纽约威尔康奈尔医学院转录研究所副主任。
〔美〕 乔恩R.洛马
在美国《国家地理》《绅士季刊》《纽约时报》《周日杂志》发表多篇科学和环境方面的文章或报道， 曾任《奥杜邦》杂志特约编
辑， 著有小说《隐秘森林》《拥挤的方舟》
《天与水之殇》。
【媒体评论】
本书传递了人与基因之间互动关系的一些至关重要的信息。
——阿比盖尔•楚格尔｜《纽约时报》
利普金的《基因组时代》引人入胜，要言不烦，涉及一系列话题，比如乳腺癌，比如泰-萨二氏病的遗传病因和该病男、女性患者的遗传危险评估，利普金的论述不仅技巧娴熟，而且充满人文关怀，让我们知道基因组学这门新科学将会在将来产生怎样深远的影响。
——悉达多•穆克吉｜医学博士，著有《众病之王》
如果您正考虑进行基因组测序或对基因组学只有些许了解，那么《基因组时代》应该是一本非常不错的书。利普金是一位著名的医学遗传学家，本书通过他的患者以及极具启发性的医疗故事将有关情况向我们娓娓道来。
——埃里克•托普｜医学博士，著有《未来医疗》
利普金博士是一位广受敬重的医生，基于自己的从业经历，他在书中创作了一系列引人入胜的治病救人的故事，这些故事展现了新基因组时代的广阔前景和可能存在的一些误区。
——李•高曼｜医学博士，著有《物极必反：四种生存本能正在扼杀我们》
作者作为目前世界上少数遗传咨询师之一，深入浅出地讨论了遗传性癌症的发现和检测、基因检测过程中的个人隐私问题、基因检测在司法鉴定上的应用、遗传性疾病与环境的关系等问题，让我们进一步了解和认识到基因检测的重要价值，为基因检测的普及起到重要的作用。
——方林｜华大基因信息技术中心主任
《基因组时代》一书，在不失专业性的前提下，以相对趣味性、故事性较强的叙事方式，向广大民众传达了什么是基因组时代的生活，哪些是可以亲身经历的现实，哪些是切合实际的期待，哪些则应一笑而过甚至视为天方夜谭。
——王俊｜碳云智能创始人、董事长兼首席执行官
【目录】
推荐序一
推荐序二
前言
章巴黎保姆
第二章不可控遗传疾病
第三章高原病
第四章蒙目扑克玩家和烟熏三文鱼
第五章恶魔化身
第六章圣母与爱神，砂浆与灰泥
第七章DIY基因组
第八章XX一代/XY一代
第九章有违公平的驾照考试
第十章血液指纹
第十一章基因组修饰
第十二章基因主义时代
参考文献
【前言】
每个人的生命都始于基因组。在我们尚未发育成单细胞之前，基因组就已产生而且后来一直与我们为伴。基因组在很大程度上决定了人体所含与不含的各种要素，也决定了我们各自的人生。这种精确的DNA条形码非常之长且相当复杂，将每个人与在这个星球上生活着的其他80多亿人，与6000年人类文明发展史上出现的200多亿人一一区别开来，甚至包括过去20多亿年以来在这个星球上存在过的动物、植物、细菌、病毒等其他生物。因此，还有什么事物能比基因组与我们更息息相关呢？
即便天气炎热，我们都会穿衣出门。在公共场所赤身裸体，人们总嗤之以鼻，毕竟谁都不希望将自己的私处公然裸露在外，供世人观瞻，大多数人对此也一直较为审慎。这种审慎为的是顾及颜面。试问还有什么能比在众人面前赤身裸体更让人一览无余呢？对于这个问题，现在有了一个确切答案，它不仅仅只关系到我们的面子，这个答案就是我们身体里基因组的排列情况。
虽说我们一般不愿在公共场所脱光衣服，但由于某些特殊原因我们还是愿意如此。比方说在医院诊室，虽然等待时心里不是滋味，但我们还是愿意卸下衣装，躺在冰冷的检查台上让医生直视自己身体隐私的部位，因为我们明白这样的检查有助于身体康复，即便有所不适也在所不惜。与之相反的是，如果将这些部位藏着掖着，拒绝医生检查，则可能招致无穷的痛苦或终的悲剧。现在很多人让医生通过仪器设备了解自己的基因组信息，避免直接接触，主要也是出于这个考虑。了解基因组信息，有助于将我们的寿命延长至150岁左右。这并非什么占星巫术，而是真真切切的生物科学。但话又说回来，这到底是如何实现的呢？
……
如果将这些突变基因视作一堆堆可分门别类的待洗衣物，那么筐衣服就是“可控”（actionable）基因，将这些基因挑出来不需耗费什么力气。我们都知道贵重衣服一旦脏了，就需单拣出来送往干洗店干洗，可控基因也是如此，它们非常贵重，需谨慎对待。不过只要制定好治疗方案，这种基因就会为病人写下需遵从的医嘱，向医生出具如何使用的说明，这样便可得到修复。如果你面前有10名医生，倘若你向他们咨询可控基因突变的治疗方法，他们则会齐刷刷地举起手来，每个人都能得意洋洋并热情洋溢地引经据典，道出此类基因疾病的治疗方案。
一旦发现可控基因发生了突变，医生和患者就仿佛站在了一个路口，摆在他们面前的是两条呈Y型的岔路，向远方一直延伸，采取何种治疗方法将有着完全不同的走向。比如关于乳腺/卵巢癌1号基因（BRCAI），目前已有海量论文和不计其数的临床试验。这些论文和试验都指导患者如何决断（或听之任之），然后通过监控成像测试、化疗预防药物或癌症基因手术来降低患者患病的风险。患者在听到这些突变时常常紧张地屏住呼吸，医生（以及能起到监控和警示作用的电子病历智能应用程序）对这些突变也非常关注。很多人在时间去咨询基因学者，其原因都是与这些突变有关。
一旦发现可控基因发生了突变，就意味着检查范围的扩大。医生不仅要面对面前的患者，还包括他们的亲属，因为这种突变会像水分一样沿着家族之树的根系向下一直渗透，因而能产生深远影响。即使你已向患者言明某种潜在治疗方法的利弊，并对他们的反应做出了预判，你还需与其商量具体的治疗细节、治疗手段、治疗时间以及是否进行治疗（毕竟基因信息完全掌控在患者自己的手中），商量是否联系其兄弟姐妹、叔伯阿姨和子女。另外，是否公开患者的基因检查结果，决定权也完全在于患者本人。
有时可控基因会毫无来由地发生突变，这种情况被称之为意外瘤或附带发现，即运气的邪恶双胞胎（这是近的叫法）。比方说你为患者进行遗传性结肠直肠癌病原学检查，你本来的目的是希望能及时查出一些可能会危及生命的肿瘤，结果却发现患者竟然得了戈谢病（Gaucher disease）。这种病从何而来？虽从患者的家族史中找不出任何该病的蛛丝马迹，但你为他的家庭带来了希望。这种疾病可以治愈，且在尚处于萌芽时期就被你及时发现。虽坐在你面前的这位患者并未显现出任何患病的迹象或症状，至少此时尚未显现，但你完全可以采取一种可控基因治疗的方法，即酶替代疗法。如果对此有所了解，则可尽早进行疾病预防，减轻患者的疼痛和痛苦。
第二筐中要洗的衣服是“不可控”（unactionable）基因。人们非常希望将此类基因转变为可控基因，因为这种基因一旦突变着实使人胆寒，而且令人沮丧的是任何治疗手段效果都相当有限，任何医学知识对此也无能为力。许多患者直至病发，才知道等待他们的将是怎样的悲剧。拿遗传性疾病阿尔茨海默症（Alzheimer disease）来说，即使患者处于年富力强的年纪，即使他们也能想象到自己将来的样子，我们所能提供的治疗建议也少之又少。在这种情况下，知晓病情的可能走向对患者来说毫无益处，只会徒增他们的焦虑，甚至会令他们陷入绝望的境地。不过，不可控基因产生突变只会增加患者患病的风险，其病情未必会恶化，因此如果患者知道了自己患有此种基因突变引起的癌症，就很可能会在焦虑之中白白地熬上几十年。因此针对这种情况，我们也有理由认为，如果对基因组时代带来的巨变漠不关心，或许是更加明智之举。
不过，有些患者还是希望对自己的病情有所了解，以便合理安排自己以后的生活。比方说，再也不日复一日地加班，结交朋友，而是尽快来一次环球旅行，或者在孩子放学时亲自去接，再买些冰激凌同他们一起品尝，享受单纯的天伦之乐。幸运的话，这些不可控基因后来有可能会转变为前者，戈林症（Gorlin syndrome）就是这样一个例子。这种疾病是一种基因紊乱疾病，会导致患者全身皮肤长出成百上千个肿瘤。在基因突变的影响下，皮肤细胞的生长会失去控制，犹如初学魔法的学徒。现在有一种药物，可以抑制受损基因发出信号，从而治疗这种疾病。目前世界上已形成了一支庞大的队伍，正在为将这第二筐中的基因转变为筐中的基因而不遗余力地找寻新的方法。这支队伍由很多禀赋异常、甘于奉献的医疗研究人员和医学专业人士组成，他们虽然拿着微薄的薪水却始终在废寝忘食地工作。
……
第六筐里装着的并不是你的基因，但你会不惜一切代价避免这些基因发生突变。这些基因就好比一件鲜红的衬衫，洗涤时容易给其他衣服染上颜色。这些容易发生突变的基因往往是肿瘤基因。现在我们知道癌症（即恶性肿瘤）其实是一种DNA疾病，通过全基因组测序就有可能找到某种癌症产生的根源，就有希望将其铲除，而且有时也的确能将其铲除。
现在人们做基因组检查重要的一个目的是为了发现正在发展成癌症的一些基因突变。这些人都希望查出自己体内是否存在一些可控基因突变（市场上已有不少药物可以治疗）或潜在可控基因突变（已有一些在临床试验中证明有效的药物可以治疗，但这些药物尚未完全通过审查）。这些突变正常的人体细胞里一般不含，只存在于肿瘤中。如果将癌症里的基因突变（并非身体其他部位的基因突变）列一个表，那么这个表会非常之长，且基因数量多达数千种，不过大部分的基因突变并非可控基因突变。
虽然针对不同癌症检查结果的数据会有所不同，但是据估计，目前经过肿瘤可控基因突变检查，得到的乐观结果比例总体略低于10个百分点，而且随着新型药品的不断问世，这一比例也在逐年上升。
与买一赠一的促销活动一样，人们在对体内癌症基因组进行测序的同时也会对身体全基因组进行测序。这么做的目的是希望能甄别出哪些基因变体有可能导致某种肿瘤，哪些又是由正常细胞所复制。这样一来便会带来很多意料之外的附带发现，也会使人们对各种基因都有所了解。
当然，这样描述通过全基因组测序得到的不同种类的信息，未免有些粗略，毕竟几页纸的文字不可能轻易将人体的2万个基因介绍透彻。要知道如果用12号罗马字体将一个人的基因组打印成一行，那么这行文字足以横贯整个美国。
如果你有胆有识，求知欲又强，如果你渴望潜入人类基因组这片深海，渴望穿越人类数百万年来的进化历程，更好地了解基因组测序得到的海量数据及数据的类型，那么这本书就是为你而准备的。在后续的章节里，我将与你一起分享许多患有基因疾病但坚毅果敢的人的故事。这些故事都以当今纽约市为背景，从基因（种族）背景和文化的角度来看，这座城市不仅是世界上多元化程度的一座城市，同时也是美国经济差异的一座城市。
由于较为复杂，目前人们对基因检测和基因组测序还存在不少困惑。虽然人们对基因知识的强大力量怀有巨大热情，革命性的新技术也正不断涌现，但在这种氛围中媒体恶意炒作，医学教育中基因学教学相对薄弱，再加上美国大众科学素养普遍不高，这几种不利因素共同作用，导致人们对基因检测和基因组测序存在不少困惑和误解。因此，在人人都能测得起基因组序列的这个时代，希望读者能从这本书的故事里对基因检测的远大前景以及目前存在的困难与不足有所了解。
【书摘与插画】
血液指纹
科克•布拉兹沃思（Kirk Bloodsworth）以前是一名海军陆战队员，后来则是从事商业捕捞的渔民。1984年7月的某天凌晨时分，一场噩梦降临在他的身上。他回忆说，凌晨2点15分时“有人猛敲我家的门。咚咚咚，声音非常大。门刚打开，眼睛就被手电筒的强光照得睁不开。紧接着我就开门走了出去。”
“刺眼的光线背后有一个人在说，‘布拉兹沃思先生，因你犯一级谋杀罪，我们要将你逮捕，你这个混蛋’。”
“当时他们还向我宣读了我的权利，从那以后，我就再也没能见到我的家乡，整整8年10个月19天。”
接下来，科克•布拉兹沃思经历了诉讼、审讯、有罪宣判，直至后被判处死刑，这一切完全是因为他犯了一项莫须有的严重罪行。结果，他成了美国历史上位开始被判处死刑，后来依靠DNA证据被证明无罪的人。
由于娱乐综艺特别是像《犯罪现场调查》（CSI）这样的电视节目的出现，大部分美国人都知道了可采用DNA分析进行刑事调查取证。但是正如本书中其他人的故事所揭示的那样，在医学中DNA分析不仅是一个具有极大价值的工具，同时也是一个复杂异常的过程，在刑事调查取证上也是如此。
通过DNA分析，刑事司法系统能捉住并惩罚那些十恶不赦的不法分子，同样也有一大批无辜者也因此被证明无罪。但是尽管如此，这些无辜者也曾被判有罪，或因罪入狱。为某位患者实施一场难度较大的手术似乎不成问题，但是对于所有患者而言，这样的手术或许并不适用。刑事取证中出现的差距、遗漏和误解等问题，会让很多真正的问题浮出水面。
我们看到的世界未必是世界本来的面目，而是我们大脑的幻想——这是认知大脑科学家们的口号。大脑以其固有的方式通过随机获取的数据描画图景，有时这种图景甚至并不存在，这种行为是智能动物（其专业词汇叫apophenia）基因中存在的一种倾向。有很多例子可对此进行证明，比如罗夏测试（Rorschach
tests）中形如阴茎的物体，再如夜间黑影的魂魄，还有模糊不清的核磁共振成像中发光的不明物体。
如果经过推理或者至少经过一些推测，某些证据就能和事实真相产生关联，这些证据就被视作间接证据（circumstantial
evidence）。根据此定义，间接证据可通过几种不同的潜在情节解释事实真相。比如一位目击者看到了一个有可能会是武器的东西，但它可能只是一截铝管，或者一个望远镜，或者窗户上同等长度线条投射的一道影子，或者什么也不是。
现在我们对极其微小的DNA样本进行锁定、采集，甚至几乎无限放大的能力已经发展到了一个前所未有的阶段。在被警察用黄色警戒带围起来、用粉笔做好记号的犯罪现场，只要从抽烟后吐出的唾液或身体滴下的汗液中提取几微升的样本，或者只凭借几粒头皮屑，就能锁定犯罪嫌疑人。这些犯罪嫌疑人几乎都如媒体，都如那些喜欢观看犯罪剧情的陪审团成员预计的那样，根据调查人员展示的DNA证据被证明的确有罪，而且这些人往往都是性侵者或杀人犯。
将DNA“指纹”这一技术作为证据，直到近些年才得以实现，这可能会让人感到有些惊讶。事实上，如果从20世纪50年代沃森（Watson）和克里克（Crick）对DNA的描述开始算起，到后来发现DNA以及在刑事案件中通过DNA识别进行取证，这期间经历了长达30多年的时间。
1984年，DNA分析首次被用于锁定潜在的犯罪嫌疑人（采用这种方法在当时也是不经意之举，而且这些人往往出乎意料地都是警方怀疑人员的亲属），这种方法令发现者——英国遗传学家亚力克•杰弗里斯（Alec Jeffreys）及其莱斯特大学的研究团队——惊讶不已。
“我从未想过在法医鉴定中采用DNA技术。”杰弗里斯2003年在参加《调查性遗传学》（Investigative Genetics）的某次采访中说道。他还说他的这个发现完全源于“学术上的好奇”。他热衷的地方在于，他和他的研究团队能否在前人的基础上发现更多“对人类有帮助的遗传标记”。
这个前所未有的突破出现在1984年9月的某天早晨，时间在9点左右。当时，杰弗里斯刚研发出一种X射线胶片，这种胶片可展示放射性标记的DNA片段，这些片段从几个家庭中的不同成员那里搜集而来。之前实验室工作人员已提取血液，而且通过一系列的生物化学处理、提纯对基因组DNA进行了化学提取和沉淀。接着杰弗里斯的实验室用一种被称为限制性内切酶（restriction
enzymes）的特殊试剂，对每股DNA进行了切割。这种限制性内切酶之前已从细菌中分离出来并进行了提纯，而且它只能识别具体序列。细菌经历的发展演变让这些限制性内切酶能对具有特殊定义基元的入侵病毒（被称作噬菌体，bacteriophages）的DNA进行切割。但是，据杰弗里斯了解，有一点值得注意，即这些酶也可识别并常常以同样的旋转对称形式专门切割DNA，比如GAATTC识别序列。
杰弗里斯切取了一些从生物学角度看似乎并无用处的DNA片段，这些片段实际上只是不包含任何编码指令的基因序列。通常情况下，这些遗传物质的衍生物往往被视为“垃圾”，研究基因序列的计算生物学家们也斥之为生物废料，因为它们大大扰乱了对能决定生物学特性的独特碱基对组合的分析。被称作“卫星体”（satellites）的编码序列，像绿洲与绿洲之间的无垠沙漠一样，横亘在实际上含有编码指令的序列之中。在进行基因组扫描时，必须忍受这些单调、重复、不连贯的卫星体。对于很多种研究来说，得将它们遮蔽，然后进行删除，不过这一般都是事后的想法，就好比你和家人吃完饭后才想起来得把垃圾扔出去。
不过，有句老话说得好，你的垃圾或许是别人的宝藏。在DNA染色体拒绝的垃圾中，实际上具有数百万的细小的非编码DNA序列，其中包括卫星体及它们的晚辈亲戚，即迷你卫星体（minisatellites）或微迷你卫星体（microsatellites）。迷你卫星体的重复序列较长，微迷你卫星体的重复序列较短，不过二者都可在一股DNA上延伸出几百甚至几千个碱基。
在基因组复制的过程中，当生殖细胞精子或卵子形成后，各种滑动变化及不连贯出错就开始出现。垃圾DNA的不断复制可能导致膨胀或收缩。随机出错时也是如此，这种情况甚至会出现在非重复性序列（即在影响健康的基因组中发生错位的序列，比如一些重要的蛋白质）中。通常每个孩子身上都会出现数种与父母不同的这样的不连贯迷你卫星体或卫星体，因为这些错误中的绝大部分并不会对它们的患病倾向产生影响，也不会对像身高、智力这些基本特征产生严重影响，因此也就不会降低它们的存活概率和生育概率。这些错误会一直保留，而且还会遗传给后代。但基本观点在于，我们每个人和父母及其他亲戚一样都携带很多种这样的非编码性卫星序列，但同时我们每个人又都携带自身独有的卫星序列。
由于卫星体的A、C、G和T的比例不同，卫星体DNA片段的重量会有所差异，因此可根据稠密程度对其进行划分。这样一来，这些卫星体就成了垃圾中埋藏的宝物，能帮助杰弗里斯进行法医学鉴定，绘制基因图谱。
杰弗里斯使用电流对DNA进行了分解，这个过程被称为电泳技术（electrophoresis）。在此过程中，较小的限制性分切酶被转移到了凝胶基质的一端，较大的DNA片段在另一端则被保留下来。
接下来，杰弗里斯实验室的研究人员以不同的卫星DNA序列作为探针，根据点状形状大小进行了扫描，这些卫星DNA序列则以放射性磷酸盐进行标记。每个人的DNA都以并行的线型形式排列，每个放射性人类染色体DNA都能找到相应序列，而且放射性标记GATC和较长的基序都会与他们CTAG配对相连。在X射线胶片上，放射使得黑色点状结构呈并行平行的条带形状，因此胶片看起来有点像一种老式的钢琴卷帘窗或一张老式的通用电子计算机时期的穿孔卡片。
“当时拍摄首张X射线胶片，这灵光一现的想法可能只是一分钟之内的事，这短短六十秒改变了我的一生。”
……
