《紐約時報》「唱衰」基因研究：誰說斑馬的條紋完全由其基因決定？
本報特約撰稿 森堡
基因組學研究是近20年來最受關注的科研項目之一，許多媒體曾宣傳它在癌症、糖尿病、老年痴呆症等疑難雜症治療方面具有廣闊前景，投入大量科研經費的多國政府也對其寄予厚望。6月13日，美國《紐約時報》在頭版刊出「唱衰」基因組學研究的評論文章，認為這項研究還停留在基礎階段，要用於臨床還有很長的路要走。
基因研究還沒發揮醫學作用
「人類基因組計劃」（HGP）由美國科學家在1985年提出，1990年啟動。該計劃要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開，同時繪製出人類基因圖譜。該項目預算為30億美元，匯集了多國來自各個領域的科學家，規模之大甚至超過美國研發原子彈的「曼哈頓」工程。
2000年6月26日，「人類基因組計劃」小組宣布完成基因圖譜草圖。時任美國總統柯林頓說，這一進展將「徹底改變我們對絕大多數疾病的診斷、預防和治療手段」。但迄今為止，基因圖譜並沒有真正在醫學領域發揮作用。
從那時起，研究人員將更多精力用於尋找與疾病有關的基因位點以及基因變體。2002年，美國國立衛生研究院啟動了一項耗資1．38億美元、被稱為國際「人類基因組單體型圖」（HapMap）的計劃，目的是編制歐洲、東亞和非洲的人類基因變體目錄，很多大學和研究所也在進行類似研究。2004年10月，人類基因組完成圖公布。當時大眾對基因組學研究的期望達到頂點，媒體開始憧憬「基因組圖譜將成為攻克疑難雜症的指南針」。基因組學研究便以很快的速度成為研究熱點。
正是在基因組學研究前景的鼓勵下，美國伯明罕婦女醫院流行病專家妮娜•佩因特帶領的醫療小組，曾試圖收集與心臟病有關的基因變體，希望在治療方面提供有價值的信息。他們一共收集了101種與心臟病有關聯的基因變體。但經過對1．9萬名婦女進行的為期12年的跟蹤研究，這些收集到的變體最終被證實——不具備預測疾病的實用價值。佩因特在美國《醫學協會雜誌》2010年2月號上發表的報告稱：與基因組學研究相比，反而是已經過時的家族病史研究法更有指導意義。
基因組學研究的「前程似錦」也讓企業界心動，多家製藥公司已經投入了數十億美元，推出了幾款基因工程藥物。這些藥物在概念上倒是很有吸引力，然而很快便湮沒無聞。因為與傳統藥物相比，它們沒有明顯優勢。出現這種現象的主要原因是，大多數疾病的遺傳學機理遠比我們預想的複雜，在基本科學原理尚未弄清的情況下，談論醫學應用確實操之過急。《紐約時報》援引美國國家癌症研究所主任哈羅德•瓦莫斯的話說：「和醫學應用相比，基因組學研究更接近科學研究。」
給每人畫一張基因組圖譜
雖然基因組學研究的現狀讓人失望，但不能就此認為，「人類基因組計劃」當初的承諾是空頭支票。很明顯，基因組學研究已在很大程度上改變了生物學的現狀，使「分子生物學」的意義更加完整，特別是在一些重要領域如合成生物學上起到了關鍵作用。在此過程中，人們對基因結構有了更深刻的認識。例如，研究人員曾發現代表最高進化水平的人類擁有2．1萬個具有蛋白質編碼功能的基因，但令人意外的是，蛔蟲也擁有差不多的蛋白質編碼基因。後來科學家進過深入研究才發現，人類和其他動物的蛋白質編碼基因的數量幾乎一樣，不過，人類的基因排列方式要複雜得多。
在對基因組學研究進展產生不滿後，一些研究人員開始將注意力轉向單個基因缺陷引起的罕見遺傳病，並在確認病因方面取得了豐碩的成果。去年9月中旬在紐約冷泉港舉行的第二次「個人基因組」會議，與會學者的報告給人留下了深刻印象。
美國華盛頓大學的傑•辛德報告說，用一種測單個外顯子（即可編碼蛋白質的基因）序列的方法，找到了可能是「米勒症候群」病因的源基因，患這種病的人表現為頭部和面部畸形。耶魯大學的理察•利夫頓也報告了一個基因組測序幫助病人的例子。一名醫生讓利夫頓研究一名看起來像患了腎病的嬰兒。利夫頓的研究團隊測定了這名嬰兒及其家庭成員的外顯子組序列後，在一個基因中發現了一個被命名為「SLC26A3」的遺傳變體。它是引起這個嬰兒患上先天性氯化物腹瀉的原因，這是一種可治療的病症。
尋找稀有基因變體的惟一方法，是將一個人類個體的完整基因組排列出來，或至少將其所有的基因編碼區排列出來，這需要用到快速而高效的基因組測序技術。當初「人類基因組計劃」小組所做的工作，打下了很好的技術基礎，不足之處是成本太過高昂。目前，基因組學研究中的一大熱門是個人基因組測序，科學界正合力開發「第三代測序技術」，希望降低基因組圖譜的繪製成本。
「人類基因組計劃」所測序的是由5個人混合的基因，由於地球上所有人的基因組99．9％的部分是相同的，這份基因組圖稱得上是人類基因組的「參考圖」。人與人的基因組序列存在0．1％的差別，這並不意味著不重要，正是這些差別決定了每個人生理上的獨特之處，決定了每個人對疾病和藥物的反應不同。因此，要實現個性化醫療，勢必需要測「個人基因組」。
基因的作用不宜過分誇大
基因組學研究進展讓一些人產生了失望情緒，這裡面還有一個重要原因——基因的作用被誇大。在「人類基因組計劃」開始和執行期間，基因的作用被一些媒體隨意渲染，其中一些描述含有很多誇大成分，對大眾形成誤導。這些報導給人這樣一種印象：基因是萬病之源；人的生理特徵如長相是由基因決定的，一個人的個性、未來等也與基因扯上了關係；一旦基因組圖譜被繪出，那些困擾人類多年的疑難雜症便不在話下。這在無形中使大眾對基因組圖譜的應用多了一分期待。
的確有相當多的信息埋藏在遺傳密碼（即由A、G、C、T四種鹼基組成的基因編碼）中，但它們是否決定了一切？復旦大學校長、中科院院士楊玉良在2004年舉行的第12次院士大會上進行了題為「從肥皂泡到生命過程——關於基因後生物學的點滴思考」的演講，他表示，基因對地球生命而言有根本的意義，但生命的有些奧秘比遺傳密碼埋藏得更深，支配生命體的除了基因，還有一些與基因無關的物理和化學法則。
楊院士舉了幾個生動的例子來說明其中的道理。例如，在斑馬腿的跟部與腹部的交界處總是出現人字型的花紋，有人說這是基因決定的，而計算發現，無非是因為從腹部到腿跟部表皮的面積突然減小的緣故。那麼，每隻斑馬的條紋是否完全由其基因決定呢？答案是否定的。有個實驗的例子：當斑馬還是胚胎的時候，在某個固定的地方施加一點摩擦刺激，其圖案就明顯不同。可見這不是基因決定的。同樣的道理，有著斑點狀皮毛圖案的豹的尾巴上的花紋，一般都是從尾巴跟部的斑點圖案過渡到尾巴尖上的條紋圖案。這也不是基因決定的，而是因為尾巴尖上皮毛的面積較小，很容易使得斑點連接成條紋圖案。（來源：青年參考）
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