...揭秘人體「小宇宙」——上海國際人類表型組研究院破譯健康生命線

2021-01-08 新民晚報

你是什麼血型、膚色或深或淺,皮膚紋理有何特徵,信步走出一串串腳步是否不似從前?……這些答案的背後,也許暗藏生命密碼——表型組。隨著生命科學研究進入「後基因組時代」,表型組+基因組成為勾畫人類複雜「生命線」的關鍵密鑰。如今,參與破譯人類健康「生命線」的全球科學家,正從四面八方匯聚上海。

日前,記者在上海國際人類表型組研究院的分子表型組數據平臺上看到,來自美國、歐洲、非洲、南美洲的科研數據,每天潮水般實時傳遞過來。根據規劃,上海正著力打造「人類表型組研究」國際大科學計劃的核心樞紐。目前,上海已經初步建成國際上首個跨尺度、多維度的人類表型組精密測量平臺,將馬上啟動迄今為止最大規模的正常人群表型組隊列研究。

圖說:復旦大學人類表型組研究院 來源/採訪對象供圖(下同)

「超級體檢」將開啟 看得見風景的高級單間,溫馨安靜的心理訪談室,儀器設備先進的健康檢測平臺……作為上海國際人類表型組研究院的核心硬體支撐,位於張江的復旦大學表型組研究院三樓,人類表型組精密測量平臺就像一家高級別體檢中心,其提供「體檢項目」比市面上最豪華體檢套餐的檢測項目還要豐富近十倍。這一切,是專為即將到來的「人類表型組研究」志願者免費準備的。 「健康人群的表型組隊列很快將啟動志願者招募,一期大約招募近千人,每個人檢測的表型指標將超過2萬個。」復旦大學表型組研究院副院長昌軍告訴記者,這就像個「超級體檢」,基本原則是無損無創。除了常規體檢的抽血、全身核磁共振、體液檢測以外,還包括心理量表、步態檢測、運動能力測評、腦電波檢測、運動代謝觀察等。據介紹,這是世界首個跨尺度、多維度人類表型組測量平臺,人體成像與測量、睡眠與生物電、人體能量代謝艙、皮膚表型測量、感官評價等十餘個測量實驗室,將逐一檢測分子蛋白質組、分子代謝組、細胞、語音、膚紋、肌骨系統等表型數據。 即使是睡眠狀態,也要「身披」各種探頭,睡在探測應力和電磁信號的床墊上,睡眠中的各項表型數據被實時記錄。「所以,來此做志願者需要住上兩天一夜,全身心投入各項數據採集中。此後三到五年,志願者每年還將來此檢測一次,持續跟蹤其表型組數據,構建每個人的健康表型大數據。」

圖說:健康檢測平臺

「表型組」改變醫療

為何要測表型?中國科學院院士、上海國際人類表型組研究院院長金力解釋說,人體特徵是由基因和環境的相互作用決定的,人類全部特徵的集合即是表型組。比如一道不起眼的耳垂摺痕,可能與冠心病發病的概率相關,因為它們受同一個基因影響。通過全面研究表型組並精確測量、精密解析「基因-環境-表型」之間的多層次關聯及整體性關係,將為生命科學和醫學發展帶來顛覆性、革命性的進步動力。基於表型組研究所形成的生物和健康大數據,將極大地推動未來精確疾病診斷、精準靶向治療、精準病因預防和個性化健康管理的全面實現。

2018年3月,上海市首批市級科技重大專項「國際人類表型組計劃(一期)」項目啟動。去年8月,上海市級科技重大專項《國際人類表型組(I期)》項目通過中期驗收,新型研發機構上海國際人類表型組研究院也正式獲批成立。「這標誌著國際上首個跨尺度、多維度的人類表型組精密測量平臺初步建成,整合國內外力量、推進人類表型組研究的戰略性機構初步建立。」研究院執行院長楊忠說。明年底,由1000名上海志願者構成的正常人群表型組隊列完成後,下 一步,科學家們計劃陸續開展針對某些特定疾病的表型組研究隊列,人群逐步擴大到10000名。據悉,研究院將總結一期項目的經驗,在數據、倫理、質量控制等方面形成標準,並以此為基礎面向全球開展表型組研究國際合作。

圖說:研究人員為志願者檢測

不以論文「論英雄」

作為一項國際大科學計劃,「人類表型組研究」已經聚集了國內外數百名科學家,對人體從宏觀至微觀的多個層次表型特徵,進行跨尺度多維度研究;作為新型研發機構,上海國際人類表型組研究院更注重「軟實力」,致力於彌合「產學研」鏈條上每一處斷點。「我們依託人類表型組項目,注重做好『1到3』的創新——也就是做那些剛從實驗室裡出來,風險投資看不懂、也不願意投的技術轉化。」例如,鎖定表型基因,開發新藥靶點;針對表型檢測技術開發新型醫療器械;依託表型大數據平臺開發一系列新應用……

事實證明,這一獨特的創新站位,既吸引到了想要鎖定「下一代技術」的企業關注,又受到國際高水平人才的青睞。5月1日實施的《上海市推進科技創新中心建設條例》,賦予新型研發機構更為靈活的人才招募權。這讓上海國際人類表型組研究院得以更加自信地「引鳳築巢」。「我們引進的高端人才創新能力都非常強,有的還曾成功地創辦了醫療企業。但是由於沒有發表過論文,這些「特殊人才」很難進入高校和傳統研究機構。我們作為新型研發機構,不以論文論英雄,更關注他們在某一方面的「獨門絕學」,最終按照高校特聘教授的待遇,成功把這一人才引進到研究院。」

新民晚報記者 馬亞寧

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    新華社上海11月1日電(記者吳振東)「人類表型組計劃國際協作組」和「中國人類表型組研究協作組」10月31日正式成立,標誌著由中國科學家倡議發起的「人類表型組」國際大科學計劃已得到多國科學家的認同和參與。  這是記者從10月31日在上海開幕的第二屆國際人類表型組研討會上獲悉的。
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  • 繪製生命與疾病的導航圖 人類表型組學策動生命科學原始創新
    促進人類健康、解析健康原因始終是驅動生命科學原始創新的核心需求和問題之一。10月24日,由復旦大學、中國生物物理學會表型組學分會、上海國際人類表型組研究院聯合主辦的第二屆中國人類表型組大會及第三屆國際人類表型組研討會開幕。表型是生命體的生物特徵。
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