未来40年，DNA测序将走向何方？

40年前，Sanger测序技术诞生，让DNA片段的测序成为现实。自此，DNA测序技术以惊人的速度发展，越过一座又一座的里程碑。那么，未来40年，DNA测序又将变成什么样？Eric Green、Edward Rubin和Maynard Olson三位科学家本周在《Nature》上发文，展望了这项技术的未来。

测序的需求

技术的改进可能增加需求，也可能减少需求。作者认为，DNA测序将遵循计算和摄影的模式。随着测序变得更便宜、更方便，应用将会激增，需求将会上涨。当DNA测序突破科研市场，进入临床、消费者及其他领域，“供应越多意味着需求越多”的规则将愈加明显。

上世纪90年代，人类基因组测序的想法让人觉得不可思议。如今，遗传学家却希望对地球上的每个人、每种组织中的每个细胞进行测序。同时，考古学家也希望借助测序来了解祖先群体的基因流动。生态学家、进化生物学家也试图分析所有物种的基因组，甚至是整个生态系统。

当然，目前的瓶颈是分析和解释所有的DNA序列数据。作者预测，大量的DNA序列数据以及表型信息的结合，将让研究人员能够推断基因组序列所编码的生物学功能。更重要的是，解释数据所需的大部分基础知识已经准备好了。

杀手级应用

纵观其他技术，比如智能手机、互联网和数码摄影，真正的颠覆者都是应用，而不是新技术。作者确信，DNA测序将彻底改变的一个领域将是医学。

目前，DNA测序的突破性临床应用是产前检测。它通过检测在母体血液中循环的少量胎儿游离DNA，来检测染色体的数量异常。据估计，全世界每年大约有400-600万名孕妇在接受这一检测，十年内这个数字将超过1500万。从中也许能推断出未来应用的一些特征：非侵入性、易于开展、对核苷酸水平的准确性要求较低。

在肿瘤学方面，人们已经投入相当多的资金来开发液体活检。不难想象，基于序列的癌症检测将会成为常规的筛查工具，就像巴氏涂片和结肠镜检查。随着癌症治疗开始针对特定突变，而不是肿瘤类型，液体活检最终将指导治疗干预。

作者也设想了DNA测序在诊所之外的各种应用，特别是手持式DNA测序仪。流行病学家可以利用这种装置来检测空气、水、食品、动物和昆虫载体，当然还有人的咽部标本和体液。DNA测序技术的轻松获取可以促进“全球病毒组计划”这样的项目，以了解传播疾病的各种病毒。此外，这种仪器也可能成为刑侦上的工具。

最后，文章也提到了测序技术的绊脚石。DNA测序技术也许很快就能纳入常规的临床应用，以分析各种情况下获得的体液。不过，只有整合数百万人多年医疗史的数据，才能提供所需的元信息（meta-information），确定何时忽略这些数据，以及何时采取行动。这是一个挑战。（生物通 薄荷）

原文标题

The future of DNA sequencing

Nature 550, 179–181 (12 October 2017) doi:10.1038/550179a