科學(xué)界又完成了人類(lèi)基因組精細(xì)圖和醫(yī)學(xué)遺傳圖,，目前正在啟動(dòng)癌癥基因組計(jì)劃
文/《瞭望》新聞周刊記者張樂(lè) 李斌 和苗
5年前，當(dāng)?shù)谝淮稳绱私嚯x的接觸基因時(shí),，這個(gè)城市的公眾曾好奇地詢問(wèn)：“基因是什么,？”“人類(lèi)基因組計(jì)劃又為何物,？”5年后，在杭州舉行的2006年國(guó)際基因組學(xué)大會(huì)上,，他們關(guān)心的問(wèn)題發(fā)生了變化,。
隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)序工作的完成，“人類(lèi)基因組的研究將走向何方？”“人類(lèi)基因組計(jì)劃什么時(shí)候才能真正造福于人類(lèi)健康,？”成為公眾關(guān)心的話題,。
完成醫(yī)學(xué)遺傳圖
2001年8月“第十次人類(lèi)基因組測(cè)序國(guó)際戰(zhàn)略會(huì)議”在杭州召開(kāi)時(shí)，恰逢《人類(lèi)基因組序列的初步測(cè)定及分析》在著名科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表,，人類(lèi)基因組計(jì)劃“中國(guó)卷”通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收,。作為國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃的戰(zhàn)略協(xié)調(diào)會(huì)議，會(huì)議著重討論了人類(lèi)基因組“完成圖”的繪制,、“人類(lèi)基因組計(jì)劃”最后階段的協(xié)調(diào),、以及人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展方向等重要戰(zhàn)略問(wèn)題。
中科院北京基因組研究所暨華大基因研究中心執(zhí)行主任汪建說(shuō),，過(guò)去的5年,，科學(xué)家們的主要工作在于，做好這個(gè)被譽(yù)為“生命登月”計(jì)劃的“人類(lèi)基因組的精細(xì)圖”,。
他說(shuō),，2001年發(fā)表的框架圖作為草圖，完成了人類(lèi)基因組90%的工作量,。“事實(shí)上,，精細(xì)圖是我們最近5年來(lái)最主要的工作。”2004年,，人類(lèi)基因組計(jì)劃發(fā)表了人類(lèi)基因組的精細(xì)圖整體分析,，但汪建說(shuō)，“每一個(gè)染色體一個(gè)一個(gè)基因的全部破解,，即便到今天也沒(méi)有完成,。”而且現(xiàn)在人類(lèi)基因組計(jì)劃所做的，不過(guò)是一個(gè)具體的白種人的基因組圖,，并不能代表黃種人,、黑種人等其他種族的基因組狀況。
另外,，去年10月前,，人類(lèi)基因組計(jì)劃還完成了一個(gè)醫(yī)學(xué)遺傳圖,。這個(gè)遺傳圖試著在全球選擇了380多個(gè)白種人,、黃種人、蒙古人種和黑種人,，比較這些不同的種群在人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中存在哪些結(jié)構(gòu)上的不同,。科學(xué)家們希望通過(guò)比較,，了解人種結(jié)構(gòu)的不同能否對(duì)指導(dǎo)不同人種的生活方式和臨床用藥有所啟發(fā),。
醫(yī)學(xué)基因組學(xué)是目前人類(lèi)基因組計(jì)劃研究的兩個(gè)最主要的方向之一，同時(shí)也是個(gè)體化醫(yī)療的基礎(chǔ)。汪建說(shuō),，這項(xiàng)研究主要通過(guò)基因研究,，探究個(gè)體對(duì)糖尿病、腫瘤等疾病是否敏感以及個(gè)體患上某種疾病的幾率,。人與人之間存在很大的個(gè)體差異,，“因此，就目前我們的研究進(jìn)展看,，還不能回答有多少因素是在出生前就被父母親的遺傳鎖定的,。”
汪建和他的工作伙伴此前在西雙版納進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)?shù)?5歲以上的人群中,，有40%的人患有高血壓,，40%的人有高血脂，還有20%的人有高血糖,。“這樣的結(jié)果導(dǎo)致的后果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)嚴(yán)重于非典和艾滋病這樣的傳染性疾病,，因?yàn)檫@幾乎牽涉到每一個(gè)家庭。”汪建說(shuō),，到底是經(jīng)濟(jì)急劇發(fā)展,，人們生活水平迅速提高所致，還是中國(guó)人的人種中含有患病的潛在基因,？急切需要科學(xué)的佐證,。
汪建承認(rèn)，當(dāng)年在杭州組建華大基因南方測(cè)序中心的時(shí)候,，曾經(jīng)樂(lè)觀地估計(jì)了基因測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展和對(duì)醫(yī)學(xué),、社會(huì)、產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的拉動(dòng),。“但現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),，當(dāng)時(shí)的估計(jì)可能過(guò)于樂(lè)觀。”這位博士中肯地說(shuō),，基因組學(xué)的發(fā)展本身是一個(gè)十分艱難而漫長(zhǎng)的過(guò)程,，盡管人們對(duì)此充滿急切的期待，但仍然需要足夠的耐心,。
杭州出現(xiàn)的“基因門(mén)診”
經(jīng)過(guò)多年努力,，杭州已成為我國(guó)基因測(cè)序能力最強(qiáng)的城市之一。在杭州“華大基因”的合作和支持下,，從去年10月起,，浙江大學(xué)遺傳與基因組醫(yī)學(xué)中心主任祁鳴教授在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院開(kāi)出了我國(guó)第一個(gè)“基因門(mén)診”。
每周四,，祁鳴都會(huì)在醫(yī)院出診,，對(duì)有關(guān)患者進(jìn)行基因檢測(cè)和基因診斷,。和以往遺傳門(mén)診主要診斷遺傳病不同，“基因門(mén)診”可對(duì)和基因有關(guān)的大部分疾病進(jìn)行輔助式診斷,。“我們通過(guò)了解患者的病史,、家族史，抽取病人血樣進(jìn)行DNA序列分析,，尋找有關(guān)致病基因,。”祁鳴說(shuō)。
祁鳴曾師從中國(guó)著名生物學(xué)家談家楨院士,、美國(guó)人類(lèi)遺傳學(xué)學(xué)會(huì)前主席彼得拜耳斯教授和美國(guó)“醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)之父”安諾莫圖斯凱院士,，并獲美國(guó)臨床分子遺傳學(xué)行醫(yī)執(zhí)照。他說(shuō),，由于大部分人類(lèi)基因是否和疾病有關(guān)尚是個(gè)未知數(shù),，目前的基因檢測(cè)仍然只是初步階段。“但我相信,，隨著基因組學(xué)的發(fā)展,，人類(lèi)終有一天將擁有自己的個(gè)人基因圖譜，而基因檢測(cè)也將成為常規(guī)的檢測(cè)手段,，被絕大多數(shù)醫(yī)生運(yùn)用,、絕大部分患者知曉。”
近年來(lái),，在美,、英等國(guó)，科學(xué)家嘗試將基因檢測(cè)方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，一些高校設(shè)立了基因組醫(yī)學(xué)中心或者分子醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,。而作為中國(guó)首家基因門(mén)診，“開(kāi)業(yè)”一年來(lái)已成功為300多例患者進(jìn)行了基因檢測(cè),。
事實(shí)上,，人類(lèi)基因組計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái)，對(duì)于醫(yī)學(xué)和科學(xué)專(zhuān)家尋找致病基因和探究致病的機(jī)理已開(kāi)始起到關(guān)鍵性作用,。1990年人類(lèi)基因組計(jì)劃尚未啟動(dòng)之時(shí),，人類(lèi)僅僅發(fā)現(xiàn)了不到100種疾病。2003年這個(gè)數(shù)據(jù)躍升至990種,，而在隨后的3年半時(shí)間里又增加到1292種,。祁鳴說(shuō)，“在2003年掌握的990種疾病中,，有639種可以開(kāi)展臨床治療,，而其余的351種則正在致病機(jī)理的尋找之中。到了2006年,，可開(kāi)展臨床治療的疾病數(shù)量上升到了999種,，而正在尋找致病機(jī)理的疾病數(shù)量則下降到了293種。”
癌癥基因組計(jì)劃啟動(dòng)
國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃總協(xié)調(diào)人弗朗西斯柯林斯在本次大會(huì)上透露,，由美英共同合作的癌癥基因組計(jì)劃已于2個(gè)月前在美國(guó)宣布正式啟動(dòng),。作為人類(lèi)基因組計(jì)劃在醫(yī)學(xué)實(shí)踐上最直觀具體的運(yùn)用，其目標(biāo)是把目前已有的知識(shí),、工具和手段應(yīng)用于癌癥基因組研究之中,，在DNA序列水平上找到DNA的變異哪些與癌癥相關(guān)，然后再運(yùn)用各種新技術(shù)進(jìn)一步找到致癌的原因,。他說(shuō)：“我們還想讓中國(guó)也成為這個(gè)計(jì)劃的重要參與者,，像上次參與人類(lèi)基因組計(jì)劃一樣一起合作。”
柯林斯說(shuō),，癌癥基因組計(jì)劃在美國(guó)是一個(gè)創(chuàng)新性研究計(jì)劃,，總投資1億美元。目前的研究主要集中在腦癌,、肺癌和卵巢癌——這是美國(guó)發(fā)病率最高的三種癌癥,。
這位美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院國(guó)家人類(lèi)基因組研究中心主任說(shuō)，癌癥基因組計(jì)劃的工作量與創(chuàng)新程度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類(lèi)基因組計(jì)劃,，規(guī)?？赡芟喈?dāng)于1000個(gè)、甚至10000個(gè)人類(lèi)基因組計(jì)劃,。
柯林斯說(shuō),，目前他們已向中國(guó)發(fā)出正式邀請(qǐng)，并且相信“中國(guó)會(huì)成為癌癥基因組計(jì)劃的主要參與者與重要貢獻(xiàn)者”,。人類(lèi)基因組計(jì)劃中國(guó)部分負(fù)責(zé)人,、中科院北京基因組研究所所長(zhǎng)、華大基因研究中心主任楊煥明說(shuō),，中國(guó)癌癥基因組研究的初步藍(lán)圖已經(jīng)于10月16日在科技部863計(jì)劃網(wǎng)站上發(fā)布,，并且得到了國(guó)內(nèi)科學(xué)界前所未有的支持。
在中方的設(shè)計(jì)方案中,，中國(guó)計(jì)劃與美國(guó)開(kāi)展合作聯(lián)系主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是延續(xù)美國(guó)已經(jīng)開(kāi)展的研究項(xiàng)目,。目前的研究表明，部分已發(fā)現(xiàn)的腫瘤的遺傳性變化確實(shí)具有人種特異性,。二是針對(duì)美國(guó)尚未開(kāi)展研究,，而在中國(guó)發(fā)病率比較高、危害比較大的腫瘤,。另外,，中方還將研究腫瘤發(fā)生的共性問(wèn)題。
楊煥明說(shuō),，中國(guó)目前還沒(méi)有明確對(duì)具體哪個(gè)腫瘤開(kāi)展研究,，但是研究對(duì)象至少要具備4個(gè)技術(shù)上的要求：發(fā)病率比較高,、危害比較大、增長(zhǎng)速度最快的腫瘤,；具有一定中國(guó)特點(diǎn),，在中國(guó)發(fā)病率比較高的腫瘤；原來(lái)研究基礎(chǔ)比較好的腫瘤,；確實(shí)能幫助闡明腫瘤的發(fā)生與發(fā)展機(jī)制,、具有特殊臨床意義的腫瘤。
盡管到目前為止,，癌癥基因組計(jì)劃尚未形成像人類(lèi)基因組計(jì)劃那樣,，有明確參與國(guó)家、每個(gè)國(guó)家承擔(dān)多少任務(wù)的具體計(jì)劃,，但柯林斯堅(jiān)定地表示,，他們將像上次的人類(lèi)基因組計(jì)劃合作一樣，將此次癌癥基因組計(jì)劃做成一個(gè)有國(guó)際影響力和關(guān)注度的國(guó)際項(xiàng)目,。而美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究中心主任,、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者詹姆斯沃森也熱切地表示,，“中國(guó)的加入將引起美國(guó)乃至世界對(duì)這個(gè)計(jì)劃的進(jìn)一步重視,。”
柯林斯說(shuō)，2001年他曾經(jīng)預(yù)測(cè)說(shuō)到2010年用基因做前期診斷會(huì)成為可能,，這看來(lái)在未來(lái)兩三年內(nèi)就會(huì)實(shí)現(xiàn),。他現(xiàn)在再次預(yù)言，到2020年的時(shí)候,，個(gè)性化的治療將會(huì)成為可能,。
