《自然》社論:人類基因組測序十年記

2020-12-05 科學網
《自然》社論：人類基因組測序十年記
科學家應該努力將測序結果應用於人類健康方面

 

距離人類基因組測序草圖的完成已經有10年了，研究人員應該以同樣專注的態度和相同的熱情將該結果應用於人類健康方面。

 

如許多故事一般，人類基因組測序一開始的競爭同樣讓觀眾充滿了迷惑。一對競爭者同時競爭測定人類基因組序列，一家是由公共財政資助的國際人類基因組計劃，而另外一家則是美國馬裡蘭州的私人公司Celera Genomics。兩個對手爭先恐後地相互追逐之後，於2000年6月同時宣布了各自的測序草圖，這對於兩家機構來說基本上是打成了平局。

 

白宮曾在新聞公報上發布了對於人類基因組測序完成後的美好願景，同時許多人也感到人類基因組測序的完成是一個裡程碑式的成就，它將把我們帶入一個分子醫學的新紀元，將為預防、診斷和治療疾病帶來新的方法。

 

最新一期的《自然》雜誌關注這一故事的下一篇章——人類基因組測序完成後的首個十年，並將探討這則故事在未來的幾年中又將如何展開。

 

人類基因組測序完成後的首個十年，我們首先看到的是科學的突飛猛進。基因組測序的成功，催生了許多其他的大的生物學計劃，比如國際HapMap計劃，旨在發現人類基因組中普遍不同的位點；又如ENCODE計劃，目標是找出人類基因組中的功能元件。飛速跨越的測序技術以及低廉的測序費用，使得大量的遺傳序列數據連續不斷地產生出來，這包括20多個已發表的人類基因組數據以及近200個還未發表的基因組數據。這讓遺傳學家感覺到諸如「基因」，「基因調控」這樣的基本概念比他們想像的要複雜得多。

 

但是過去十年的智力發酵真的使人類健康從人類基因組序列的測定中受益了嗎？參與測序的國際人類基因組計劃和Celera Genomics公司的領導者，Francis Collins 和 Craig Venter都說：「不太多。」這不太多的進步包括找到了一些癌症和罕見遺傳病的遺傳缺陷特異性藥物靶標。基因組測序完成了，人們原本還期望測序結果能夠很快地運用於醫療實踐，但是生物系統本身的複雜性還是讓我們的希望破滅了。其中，旨在找到常見的遺傳變異與疾病之間關係的研究所取得的成功相當有限。研究發現大多數的癌症都有各自的遺傳學特徵，這也使得試圖找到一種能夠廣泛適用的治療癌症的方法變得非常困難。

 

許多像Celera, deCODE Genetics和Human Genome Sciences這樣的生物技術公司都不得不重新考慮他們當初準備買賣人類遺傳信息以獲取利潤的樂觀設想。另外那些當初想要開公司為個人提供基因檢測的人，現在也興奮不起來了，因為很明顯，他們的預想幾乎沒有可操作的價值。

 

基礎研究與臨床運用的巨大鴻溝也讓籌資機構愈加清醒地進行選擇性的資助，其中的一些籌資機構則試圖填平這一鴻溝。比如，美國國立衛生研究院在過去的幾年建立了一系列主要的臨床和轉化科學中心。今年2月，它與美國食品和藥物管理局成立了一個聯合委員會，目標是推進基礎研究的轉化。相似的做法也在別的地方出現，如英國醫學研究委員會也推出了類似的舉措。

 

這些舉措是否能促進人類基因組序列的運用，還是個未知數。考慮到生物系統本身的複雜性，想要將人類基因組的信息運用到人類健康上來，則必然需要社會各界的共同努力，就如當初測定基因組序列一樣，我們需要把它作為一項系統工程來完成。我們需要努力解決一個長期存在的不匹配——快速增長的基因組數據與難以定位各個遺傳元件的功能之間的不匹配。我們還需要努力使我們更富有想像力，將海量的基因組以及分子數據賦予它們應有的意義。這必然也需要各個學科隊伍走進來，不僅在研究當中為我們提供專門技術，同時也將在智慧財產權、金融和監管措施等諸多事務中提供幫助，使得我們的研究與發現能夠持續前進以至突破臨床運用這個關口。

 

也許我們更需要一個明確的挑戰來培養我們的熱情，激發我們的鬥志。比如，來自加州的X-大獎基金會曾經許諾1000萬美元，用於獎勵10天之內第一個測完100個人基因組的研究小組。以此為模式，為什麼就沒有某個組織出來許諾一定的獎金和榮譽，頒發給10年內能從基本的基因組數據開發出以遺傳學為基礎的抗癌藥物的研究人員或小組呢？誠然，基因組測序可以以每天的鹼基數來衡量，並且測序也有明確的終點，現實中判斷研究成果能否運用於治療的標準並不如基因組測序這般來的清晰明了。但是現實的需求是迫切的，我們想要達到這些共同目標的願望也同樣強烈。

 

在人類基因組測序的競爭中，研究人員表現出了令人難以置信的凝聚力、專注和驚人的速度。他們重寫了研究規則手冊，打破了個人學術目標的制約，留給公眾的一種感覺是——在科學中，一切皆有可能。人類基因組序列測定後的十年，帶給了我們驚人的技術和思維的進步。但今後的十年，當人類基因組前二十年的故事被書寫之後，我們同樣應該看到將這些研究運用於人類健康所帶來的驚人效果。（科學網 謝文兵/編譯）

 

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