隨著基因檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，從植物,、動(dòng)物到人類(lèi),，越來(lái)越多的基因天書(shū)被揭開(kāi)神秘的面紗以真面目示人，基因天書(shū)中所蘊(yùn)藏的科研寶藏成了世界各國(guó)學(xué)者爭(zhēng)相追逐的目標(biāo),。美國(guó)《科學(xué)》雜志盤(pán)點(diǎn)的2012年度十大科學(xué)突破中,，涉及“基因組”的成果就占了三條?！禩he Scientist》雜志更是專門(mén)撰文細(xì)數(shù)了2012年度最突出的多項(xiàng)基因組研究成果,。在這場(chǎng)“基因組的尋寶之旅”中，我國(guó)學(xué)者也有大量收獲,，并得到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的高度認(rèn)可,。



　　2型糖尿病患者 腸道菌群異于常人

　　2012年9月底，由中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成的“腸道微生物與Ⅱ型糖尿病的宏基因組關(guān)聯(lián)分析”研究成果在國(guó)際頂級(jí)雜志《自然》上在線發(fā)表,。該研究為全面揭示2型糖尿病與腸道微生物之間的關(guān)系奠定了重要的分子基礎(chǔ),，為通過(guò)DNA序列的微生物分類(lèi)提供了新方法。

　　2型糖尿?。═2D）是一種由遺傳和環(huán)境因素共同引起的復(fù)雜內(nèi)分泌疾病,。近年越來(lái)越多的研究表明，2型糖尿病可能與腸道菌群存在相關(guān)性,，但是一直缺少全面系統(tǒng)的研究成果來(lái)支持,。在本研究中,，研究人員基于新一代鳥(niǎo)槍法深度測(cè)序技術(shù)，研發(fā)出一種新的宏基因組關(guān)聯(lián)分析（MGWAS）方法,。通過(guò)該方法,，他們對(duì)345個(gè)中國(guó)人的腸道微生物進(jìn)行了兩階段的宏基因組關(guān)聯(lián)分析，從分子層面上,，明確了中國(guó)糖尿病患者與非糖尿病患者在腸道微生物組成上存在差異,。

　　與其他疾病中出現(xiàn)的嚴(yán)重腸道菌群失調(diào)相比，本研究顯示,，2型糖尿病患者僅出現(xiàn)了中度的腸道微生物菌群失調(diào),。具體表現(xiàn)為患者腸道中丟失了一些有益菌，反而一些有害菌有所增多,。比如,，產(chǎn)丁酸細(xì)菌在2型糖尿病患者中有所減少，而丁酸主要可調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡,，對(duì)腸道健康起著關(guān)鍵性的作用,。同時(shí)，微生物基因功能分析還間接表明腸道環(huán)境的氧化壓力等可能與糖尿病存在一定關(guān)系,。該研究是世界范圍內(nèi)第一次對(duì)腸道微生物進(jìn)行宏基因組關(guān)聯(lián)分析,，不僅從物種、功能及生態(tài)群落上詳盡展示了腸道微生物與2型糖尿病的關(guān)聯(lián)特征,，而且還令人信服地指出腸道微生物可以更好地被用來(lái)對(duì)2型糖尿病等疾病進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及監(jiān)控,。 

　　人體腸道微生物基因組作為人類(lèi)的第二套基因組，與人類(lèi)健康有著密切的關(guān)系,。高通量測(cè)序技術(shù)與宏基因組學(xué)研究為更好地詮釋腸道微生物與人類(lèi)健康提供了一條途徑,，同時(shí)也有助于疾病的預(yù)防和治療。研究者由此認(rèn)為,，基于腸道宏基因組的個(gè)體化醫(yī)療時(shí)代已不再遙遠(yuǎn),。


　　肝癌發(fā)病的關(guān)鍵乙肝病毒整合

　　肝癌（HCC）已成為我國(guó)第2大癌癥殺手，而乙肝病毒感染是肝癌的高危因素之一,。乙肝病毒感染人體后,，其病毒基因可以整合入患者肝細(xì)胞基因組中，稱之為乙肝病毒整合,。目前,，乙肝病毒整合被認(rèn)為在肝癌發(fā)生過(guò)程中具有重要作用，但具體作用機(jī)制仍不明確,。

　　在本研究中,，科研人員分別對(duì)來(lái)自81名HBV陽(yáng)性患者和7名HBV陰性患者的癌組織樣本和癌旁組織樣本進(jìn)行了全基因組測(cè)序及分析。研究發(fā)現(xiàn)，HBV整合在肝癌中是一種普遍現(xiàn)象,，HBV整合頻率在肝癌組織中為86.4%,，明顯高于癌旁組織中的30.7%。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)分析后,，研究人員發(fā)現(xiàn)了3個(gè)新的HBV整合位點(diǎn),，并推測(cè)這些基因可能在癌癥的發(fā)生過(guò)程中起著非常重要的作用。

　　基于本研究成果,，研究人員對(duì)潛在的HBV整合規(guī)律及其致癌機(jī)制進(jìn)行了推測(cè),。他們發(fā)現(xiàn)HBV整合所具有的某些特征有助于病毒控制被感染的宿主基因，這些變化將會(huì)影響染色體的穩(wěn)定性并引起基因表達(dá)的改變,。此外,，HBV整合還與患者的臨床表現(xiàn)密切相關(guān)。發(fā)生HBV整合的患者會(huì)更早地發(fā)展成為肝細(xì)胞癌而且治愈率更低,。因此,，通過(guò)對(duì)HBV整合的干預(yù)治療，可能有助于防止癌癥的惡化,，延長(zhǎng)病人的生命,。上述研究由于揭示了潛在的乙肝病毒整合機(jī)制，為肝癌的早期診斷,、治療及靶向藥物研發(fā)等提供了非常寶貴的資料,。


　　科研新利器單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)

　　細(xì)胞是生物體的基本單位，通常多細(xì)胞組織中廣泛存在細(xì)胞異質(zhì)性,。當(dāng)我們以細(xì)胞群為單位進(jìn)行基因測(cè)序研究時(shí),，細(xì)胞自身特異性就會(huì)被淹沒(méi),。因而常規(guī)的組織樣品測(cè)序很難揭示一些復(fù)雜的生物現(xiàn)象,，如腫瘤組織的異質(zhì)性就為腫瘤細(xì)胞內(nèi)部遺傳特征的研究造成了障礙。由此分離單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序,，以研究細(xì)胞間的差異,，成為一種新思路。

　　2011年,，來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室的研究人員運(yùn)用一種單細(xì)胞測(cè)序,，分析了乳腺癌的癌細(xì)胞種群結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果提示,，腫瘤的進(jìn)化可能是間斷性的,。由于該結(jié)論挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的腫瘤漸進(jìn)式演化模型，這一發(fā)現(xiàn)成為癌癥研究中的一次重大突破,。但是此方法的局限是不能從單個(gè)核苷酸水平了解單個(gè)癌細(xì)胞的遺傳特性,。

　　為了攻克這個(gè)難題，我們團(tuán)隊(duì)建立了一種基于多重置換擴(kuò)增的單細(xì)胞測(cè)序方法。為驗(yàn)證該方法的應(yīng)用價(jià)值,，研究人員對(duì)一例腎癌進(jìn)行了研究,。通過(guò)遺傳學(xué)定量分析，研究人員發(fā)現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞群體內(nèi)不同細(xì)胞之間也存在著差異明顯的堿基突變譜,。對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,，我們發(fā)現(xiàn)腎癌內(nèi)的遺傳結(jié)構(gòu)比我們之前預(yù)想的要復(fù)雜得多。

　　單細(xì)胞測(cè)序?yàn)閷?shí)體腫瘤研究開(kāi)拓了一個(gè)新的研究視角,，并對(duì)促進(jìn)開(kāi)發(fā)更有效的細(xì)胞靶向治療方法具有十分重要的意義,。同時(shí)，我們的研究也為其他研究人員利用單細(xì)胞測(cè)序研究腫瘤提供了一個(gè)很好的參照,。


　　編輯觀察

　　合作共享才能共贏

　　深圳華大基因的研究者2012年在《科學(xué)》,、《細(xì)胞》、《自然》及其子刊上共發(fā)表36篇重量級(jí)文章,。在大量的研究中,，合作的痕跡隨處可見(jiàn)。如“千人基因組計(jì)劃”是與美,、英等多國(guó)學(xué)者共同進(jìn)行的,，乙肝病毒整合機(jī)制研究是與香港大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)等共同完成的……

　　為了將“開(kāi)放”進(jìn)行得更徹底,，他們還與BioMed Central共同創(chuàng)辦了開(kāi)放式存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)期刊《GigaScience》,，與世界學(xué)者共享現(xiàn)有的科研數(shù)據(jù)。在生物學(xué)領(lǐng)域,，“大數(shù)據(jù)”已然成為當(dāng)今“組學(xué)”領(lǐng)域的必然趨勢(shì),。毋庸置疑，在這種環(huán)境之下,，開(kāi)放式存儲(chǔ)對(duì)于“大數(shù)據(jù)”的發(fā)掘利用,，對(duì)于科研數(shù)據(jù)的共享交流，都是一個(gè)行之有效的途徑,。

　　正如英國(guó)皇家學(xué)會(huì)于去年推出的一期題為《科學(xué)是一個(gè)開(kāi)放性的事業(yè)》特刊所說(shuō),，科研人員在廣泛的科研領(lǐng)域內(nèi)對(duì)所擁有的資源和信息展開(kāi)廣泛的交流與共享，是值得提倡和推廣的,。