在後基因組時代揭秘人體「小宇宙」——上海國際人類表型組研究院...

2020-12-18 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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