访谈单细胞测序先锋Andrew Adey

生物技术学家发现，备受争议的HeLa细胞系可能推动肿瘤精准医学的实现。

生物技术专家Andrew Adey开发了一种高通量的单细胞测序技术。在1月被发表于《自方法》（Nature Methods）的这项技术可以用于鉴别肿瘤中不同的细胞群，从而为精准医学铺平道路。现在就职于俄勒冈健康与科学大学（Oregon Health & Science University）的Adey依赖于HeLa细胞来开发这项技术（HeLa细胞是一种肿瘤细胞系，于20世纪50年代从子宫颈癌患者Henrietta Lacks身上活检获得，并且人们未经该患者同意就广泛应用于生物医学研究）。下面是《自然》（Nature）记者对他的采访。

Q: 单细胞生物学如何逐步发展起来的？
A：直到二十世纪二十年代中期，新一代测序技术才刚刚问世，所以所谓的单细胞生物学是不存在的。现在，研究人员可以分析单细胞的全基因组属性或其它特性。

Q: 你是如何使用HeLa细胞的？
A：我并不了解HeLa细胞的历史，我只知道它是一个容易培养的肿瘤细胞株。我们想了解染色体的不同拷贝如何影响细胞。我们开发的技术可以对正常细胞进行这种研究。那我们自然而然地想到，可以看看这些拷贝如何在癌细胞中起作用，并将其应用于HeLa细胞株。我们对HeLa细胞的了解也越来越多——特别是基因组的多个拷贝可以明显改变细胞——并且引起基因组变化，使得侵袭性癌症能够轻易地增殖。

Q：在关于发布HeLa细胞序列信息是否侵犯隐私权的辩论中，您持什么立场？
A：早在2013年，我们准备投一篇论文（A. Adey et al. Nature 500, 207–211; 2013），当时我们并不知道发布Hela的序列信息可能侵犯到Lacks（Hela细胞源自Henrietta Lacks）后代的隐私。最终，NIH与Lacks家族达成协议，允许研究人员使用该细胞，同时也要为Lacks家族维护隐私。HeLa细胞是一个独特的案例——不仅因为其在医学进展中的重要性，还因为其涉及了医学实践中重要的知情同意问题。

Q：你能给我们简单介绍一下你1月发表的论文中提到的技术吗？
A：最初，我们的平台只能对细胞中调节蛋白表达的基因进行测序（S.A.Vitak et al. Nature Meth.14,302-308; 2017）。我们希望从全基因组测序，过渡到对单细胞进行测序。但是如果你只对基因组中的调控元件进行测序的话，其实你只是了解了基因组的1-4％。我们必须解旋DNA，使整个基因组都可测序。

Q: 主要障碍是什么？
A：在某种程度上，似乎我们正在玩“打地鼠”游戏。每当我们改变方案的某一些设计，原本一些没问题的地方就会开始出问题。这很麻烦，因为基因组被严密地包裹在细胞核里。我们需要破坏细胞核内包裹DNA的蛋白质，同时不破坏其它分子。一般情况下，细胞会裂开，导致无法检测单细胞中的DNA。

Q：下一步计划是什么？
A：在1月发表的研究里，我们已经改进了方法。新的方法的可重复性更高，我们可以获得单细胞的更多数据。我实验室一半的成员聚焦于改进技术，另一半则聚专注于利用这些技术解答感兴趣的问题。新技术让我们可以从单细胞层面检测细胞的多种响应。我们现在在使用这些技术来探索细胞身份。例如，当用癌症药物开展治疗时，单个细胞如何反应？

Q：您认为，这项新技术会对癌症治疗产生哪些影响？
A：基于单细胞技术，我们可以对患者的肿瘤进行剖析，以确定肿瘤中分子表型不同的细胞亚群。如果我们可以在单细胞水平上分析大批患者和肿瘤，那么我们就可以了解某些细胞亚群如何对具体药物作出反应，从而实现肿瘤的个性化治疗。

原文检索：
Virginia Gewin. (2017) Turning point: Single-cell mapper. Nature, 547: 129. 
张洁/编译