基因组计划：向个体化医疗挺进

　　“在这些基因异变中，有些是与人类疾病密切相关的。未来只要将疾病基因组图谱与正常人群基因组图谱进行比对，就可以很容易地发现与疾病相关的变异基因，从而为疾病的预警、诊断和合理用药提供依据。”

　　人们在生活中常常见到：同样是感冒，为什么有的人发烧，有的人咳嗽；有的人不治而愈，有的人却迁延不愈；同样是糖尿病，同样的药物，不同病人的反应却大相径庭：有的人用小剂量的药物就可以看到很好的疗效，而有的人用大剂量的药物效果却并不好；这些现象的发生与每个人基因组的不同有密切的关系。“我们参与‘千人基因组计划’，就是为了搞清楚你我他的基因有何不同。” 深圳华大基因研究院健康事业部研发中心主任黄健博士说。

　　近日，由中国深圳华大基因研究院（BGI-Shenzhen）、英国桑格（Sanger）研究所、美国国立人类基因组研究所（NHGRI）等共同发起的“国际千人基因组计划”，通过两年的努力，绘制出几乎覆盖人类全部基因组的遗传多态性图谱。这项研究成果发表在国际顶尖杂志《自然》上，这是中外科学家通力协作，在人类基因组学领域取得的又一个重大突破。

　　事实上，任意两个人的基因组序列基本上是一致的，但仍有一小部分（约0.4%）是不同的。而了解这些差异非常重要，它能帮助我们了解人与人之间对疾病的易感性、对药物的反应性和受环境因素影响的程度的不同。

　　黄健博士说：“目前，科学家已经发现了一些与人类常见疾病相关的基因组变异区域。这些常见疾病包括糖尿病、冠心病、前列腺癌、乳腺癌、风湿性关节炎、肠炎，以及与年龄相关的黄斑退变等。比如：乳腺癌的发病与BRCA1和BRCA2基因突变有密切关系，携带该基因突变的女性一生中罹患乳腺癌的风险比未发生突变的女性高65％～85％，通过基因检测可以尽早发现这种风险，提前加以合理预防以阻止疾病的真正发生。但人们对于其他很多种疾病与相关基因变异的关系仍然知之甚少”。

　　深圳华大基因研究院杨焕明院士在接受《北京科技报》采访时表示，“千人基因组计划”的核心任务就是选择世界范围内的代表性人种，利用高通量的全基因组测序技术，绘制最详尽最有医学应用价值的人类基因组遗传多态性图谱。这一图谱将为人类相关疾病的研究提供基础数据。得到这些数据科学家就能够快速锁定与疾病相关的变异基因，从而准确地制定出相关疾病的诊断、治疗和预防的新策略和新方法，提高人类战胜疾病的能力。

　　杨焕明院士谈到，“千人基因组计划”研究分为三个阶段，目前发表的结果是该计划第一阶段的分析成果。

　　第一阶段将测定世界各地至少1000个人类个体的全基因组序列，绘制人类基因图谱。因此在计划开始之前，科学家们必须先确定主要的人类种群。根据千人基因组计划委员会的规划，参与测序的人类种群主要包括以下25种：居住中国的北方汉族人、南方汉族人和西双版纳的傣族人，居住东京的日本人，具有西、北欧血统的美国人，尼日利亚约鲁巴人，意大利托斯卡纳人，英国人，芬兰人，西班牙的伊比利亚人，波多黎各人，秘鲁人，哥伦比亚人，墨西哥裔美国人，非裔加勒比地区人，密西西比的非裔美国人，西南部的非裔美国人，马拉维人，加纳人，冈比亚人，肯尼亚的卢赫雅人，肯尼亚的马赛人，丹佛的中国人，胡志明市的越南人，居住在休斯敦的印裔古加拉特人。之所以这样选择，是因为这些人群有足够的代表性，他们的基因组信息在一定程度上可以代表世界范围内的主要人种的基因组信息。

　　深圳华大基因研究院生物信息技术部的郭小森告诉《北京科技报》，“千人基因组计划”自2008年启动以来，深圳华大基因研究院不仅承担了400个黄种人全基因组样本的测序和分析工作，还帮助完成了非洲人群、英国人、芬兰人、波多黎各以及哥伦比亚人的部分测序和分析任务。到目前为止，深圳华大基因研究院已经完成了千人基因组前期规划中的330个不同样本的全基因组测序及数据分析工作。

　　“目前阶段的研究已经取得了两项非常重要的成果。” 杨焕明院士说，在第一项成果方面，研究人员共发现1000多万个基因变种，其中约800万个都是前所未知的。本次发现的变异基因占人类基因组中全部基因的95%，甚至可以观察到每100个人中仅有1个人携带的某个基因变异（1%的变异基因携带率）。这一成果在医学研究领域的应用价值方面很重要，因为在这些基因异变中，有些是与人类疾病密切相关的。未来只要将疾病基因组图谱与正常人群基因组图谱进行比对，就可以很容易地发现与疾病相关的变异基因，从而为疾病的预警、诊断和合理用药提供依据。比如：11号染色体上的KCNQ1基因变异，会导致心房纤维性颤动（房颤）的发生等。

　　这就意味着未来的医疗模式可能发生根本性改变，针对个人的基因图谱，医生可以对比正常人的基因组数据发现患者的变异基因，为病人进行早期诊断，然后告诫病人改变生活习惯，做到提前预防；还可以针对患者的个人基因组信息制定真正意义上的个性化治疗方案，从而最大限度地保证疗效。

　　另一成果方面，科学家们探索出了进行大规模基因组研究的可行性方案，并建立了相关的新技术平台。

　　由于目前的全基因组测序费用昂贵，如何在保证结果准确性的前提下，大幅度降低成本，一直困扰着科学家们。通过本次研究，研究人员对一些样本进行了“精测”和“粗测”平行分析的比较，证明对部分基因序列进行“粗测”分析也可以保证最终结果的可靠性，这样就可以大幅降低基因组测序的研究成本。这种策略的推广可以让更多专业领域的科学家都可以利用这种研究手段，大规模地研究人类基因与疾病的关系，从而加快对疾病发病机制的认识，并能尽快开发出可供临床应用的诊断指标或是治疗靶点。

　　杨焕明院士谈到，“千人基因组计划”是从人类基因组计划发展到个体化医疗计划的必经阶段，也是人类基因组计划中最重要的基因组国际合作项目之一。在许多国家政府和相关基金会的支持下，在未来的两年内，研究人员还将对来自亚洲、欧洲、美洲以及非洲的2500个样本进行研究，“千人基因组计划”将在2012年结束，全部数据都将在国际千人基因组的网站上（http://www.1000genomes.org）向公众开放，提供免费查询。

(责任编辑：glia)

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