基因差异：一人一本不同“天书”

基因差异：一人一本不同“天书”

　　

《科学》杂志2007年科学研究十大突破”系列报道之二 

本报记者朱芙蓉 
    ■编者按
　　2007年12月20日，美国科学促进协会宣布，其属下的美国《科学》杂志公布了2007年度科学研究十大突破，人类基因组个体间差异的发现位居榜首，用人类皮肤细胞仿制出胚胎干细胞，发现银河系能量最大的宇宙射线，发现人体蛋白受体结构，发现人类大脑的重要记忆中心等都被列入其中。

　　《共享科学》栏目将从中选取普通百姓比较关心的研究成果给予深度解读，敬请关注。

　　为什么有的人在100岁的时候还可以喝酒吸烟，而有些人刚到中年就被癌症或心脏病所困扰？为什么同样患乳腺癌，有的人服药有效而有的人服药就无效？科学家发现，要揭开这些谜底，需要从人与人之间的基因组差异中寻求答案。

　　因此，在2007年里，科学家的注意力逐渐从破译人类基因组图谱、研究人与黑猩猩的差异转移到更重要的工作———研究人与人之间的差异上来。而一系列研究成果被《科学》杂志评为2007年重要的科学突破。

　　———成果扫描———破译3个个人基因图谱

　　在2007年，世界范围内获得了3个个人基因组图谱，包括两个白种美国人和一个黄种中国人。我们知道，人类基因组由30亿个核苷酸对组成，这些核苷酸对又是由A、T、C、G配对组成。尽管不同个体之间同一个基因的大多数核苷酸排列是相同的，但也会有不同。而这些由单个核苷酸的差异所引起的DNA序列多态性，有可能造成人与人之间的差异。到2007年中旬，科学家已经确认了300万个这样的单核苷酸多态性（SNP），这仍然远远不够，因为据估计，人和人之间这样多样性的差异可能高达1500万个。

　　在2007年，科学家还发现有10多种疾病（包括心脏病、高血压、糖尿病等）与单核苷酸多态性的变化有关。一份研究报告甚至表明，有两个基因上的特定变化，可以延缓艾滋病的发病。

　　测序方法大大改进

　　中国科学院北京基因组研究所研究员胡松年介绍说，就破译人类基因组或比较人种之间的基因差别这一类研究而言，一般用的方法是“重测序”，采用测序仪进行。去年世界上有3家公司陆续推出了3种新型测序仪，与前些年的主流测序仪器相比，一次测序量提高了百倍、千倍，测序数量大幅度提高，大大降低了研究成本。

　　还有一种方法是用全基因组芯片，芯片上是人类的SNP计划所得到的数据，个体的数据和这些点进行反应，形成双链，如果能完全匹配上，说明这个点上的序列与它一致，如果不匹配，就说明这个点上有SNP。

　　对于具体的某些疾病（如Ⅱ型糖尿病）的研究而言，需要结合基因组学和遗传学的方法，将几百甚至几千的正常人样本和糖尿病人的样本进行比较，考察基因哪些位置上的差别影响了患病人群对某种疾病的易感。

　　———重要意义———

　　“这些年，随着人类基因组计划的完成，疾病研究的热点越来越集中到针对高血压、糖尿病、肿瘤等当前对人类健康影响大、发病率高的复杂性疾病上。”胡松年说，“个体基因组研究能被《科学》杂志评为2007年最重要的科学突破，正是因为它会对这些重要的疾病研究产生很大的指导作用，具有很强的社会意义。

　　0.1%%的基因差异蕴含玄机

　　很早的时候，科学家就破译出人类基因组图谱，但这只是给科学家们提供一张可供参照的地图，至于个体基因差异何在，不同的差异导致哪些不同的结果，还需要深入研究。

　　绘制出人类基因组图谱后发现任意两个不相关的个体的DNA序列有99.9%%是一致的，但是剩下的0.1%包含了遗传上的差异因素更显重要。

　　科学家发现，在这0.1%%的差别中，有90%%是由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列的多态性导致的。虽然人与人的单核苷酸多态性会有差别，但绝大部分差别对人的表征没有影响，但是一旦产生影响，就有可能引起基因功能的改变，进而影响到蛋白质的正常功能，或功能不变但是会引起蛋白质表达量多少的改变。这些差异将最终导致有的人更容易患某种疾病，有的人对某种药物敏感或不敏感，有的人则可能完全丧失某项身体机能。

　　个体化药物治疗前景广阔

　　倘若能找到基因在特殊位置的上差异，会为疾病的预防、检测、治疗甚至预后带来革命性的影响。

　　我们知道，吃西药的时候，有的人吃很有效，有的人吃就不见效，这是为什么？因为生物工程药一般都是单靶点药，它的目标很明确，就是阻断某个基因或破坏某个酶的功能，不像中药那样全身调理。打个形象的比方，假如药是钥匙，疾病是锁，钥匙打开了锁，药就有效，但如果锁孔形状变了，同样的钥匙就打不开锁，药就无效。个体用药的目的就是希望先确定要开的锁孔是什么形状，再据此选择钥匙的形状。所以，未来医生看病时首先要了解不同个体的差别，如果这个差别能够影响药物的有效性，他就可以进行差别化的给药，看他的基因型适合哪种药。

　　———专家连线———

　　记者：中国人何时才能实现个体化的疾病检测和治疗？

　　胡松年（中国科学院北京基因组研究所研究员）：对疾病的研究，前期的工作最复杂，需要找到哪个点的突变有可能引发哪种疾病。现在国内有些检测公司把国外研究的其他人种的疾病易感位点直接照搬到国内，用来进行中国人的疾病风险预测，从科学角度说这是不严谨的。一定要首先验证中国人是属于这种情况后才能应用到老百姓身上，否则会带来一些误判。所以，找到黄种人的单核苷酸多态性的差别，中国人离个体化的诊断和治疗才真的进了一步。目前，我们对太多疾病的致病机理还不清楚，距离用基因差别的方式实现大规模看病还有相当大的距离，但这是一个趋势。

　　记者：揭示人与人之间的基因组差异，是否会让一些人对自己的先天劣势感到绝望？

　　胡松年：我们反对基因决定论。人是社会性动物，有认知的过程，一定会受到社会环境的后天影响。做基因组功能研究的目的不是给人“判死刑”，而是为了提早获知，以后通过外界的、社会性的因素去影响它。比如挑选长跑运动员，有人天生血氧能力强，适合长跑，但是并不是所有血红蛋白高的都能做运动员，如果有先天优势，加上好的锻炼，成绩会更好，但是如果先天正常，后天刻苦锻炼，也能跑得很好。所以，先天的差异更多的是起到指导作用。

　　记者：当人们很容易获得自己的基因组图谱时，如何保障个人隐私不受侵犯？

　　胡松年：这牵扯到什么样的数据可以公开的问题。当个体的数据和他们的生活相关时，国家一定要有非常明确的立法，保障个人隐私不受侵犯，也不能进行基因歧视。否则，纯粹从商业利益出发，个人数据有可能影响个人生活。

　　■相关链接

　　全球首个黄种人基因组图谱诞生

　　一个身份被严格保密的黄种人的“基因身份证”—————“炎黄一号”，去年10月在深圳揭开神秘面纱。深圳科学家介绍，这是全球第一例中国人标准基因组序列图谱，也是全球20亿黄种人的第一个个人基因序列图。10年内，可能只要花费1万元，每个中国人都可以拥有一张个人“基因身份证”。

　　在高交会上，“炎黄一号”的黄种人基因组序列图谱板足足有几十米长，写满密密麻麻的科学符号，据称这还只是其中的一小部分。该项目负责人之一、深圳华大基因研究院王俊博士形容，如果将一个人的基因组序列写成一本书，书的厚度将与深圳帝王大厦的高度相媲美。

　　王俊表示，国际人类基因组计划绘制的第一个白种人的基因组耗资20亿美元，而中国的研究团队绘制“炎黄一号”的黄种人基因组序列图谱花费2000万人民币。目前，在美国为个人进行所有的基因检测费用高达2000万美元，在国内个人进行同样检测的价格也达到200万元人民币，因此现在还无法普及完整的基因检测。但10年内，可能只需花费1万元，就可以为每个中国人绘制一张“基因身份证”。