基因组医学将推动制药工业的发展
人类基因组精细图的公布，标志着现代医学的发展已逐步进入基因组医学时代。人们将在破译“天书”之后逐渐揭开人类生、长、育、老、病、亡及进化和脑功能的奥秘，并推动21世纪的生物医学和制药工业的前进。目前，基因组医学对疾病诊断、恶性肿瘤、器官移植、精神疾病、心血管疾病、传染病、制药、医学伦理以及基因治疗等方面的重要影响已初见端倪。北京大学人类疾病基因研究中心主任马大龙教授近日对基因组医学作了全面解读，为我们展开了一幅绚丽的未来医学画卷。
马大龙教授指出，基因组医学现已从基因组学研究扩展到转录组学、蛋白质组学水平的研究，人们希望通过将那些与遗传因素有关的疾病在基因图谱上进行比对，确定致病基因，从而在疾病诊断和预防、通过理解疾病潜在的生物学过程进而选用药物治疗，以及完善基因治疗等方面为人类健康作出贡献。
诊断遗传性疾病显身手
人类的先天性遗传病约有数千种，但绝大多数较为罕见，它们与人类基因组中的几千个基因相关，目前已有1000个以上的遗传病基因被发现或定位，为这些遗传病的基因诊断提供了基础。而人类常见的疾病如癌症、心血管疾病、自身免疫病等均为复杂性疾病，尚有许多疾病基因及易感基因未被发现和克隆。
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马大龙教授指出，单基因遗传病的致病基因研究和基因诊断是基因组医学研究的重要方向，也是目前国内外最为成功的研究领域。我国科学家通过不懈努力，现已在国际上首次发现了高频性耳聋致病基因、遗传性乳光牙本质致病基因、短指症致病基因、遗传性儿童白内障致病基因、儿童失神癫痫易感基因、原发性红斑肢痛症基因、家族性房颤致病基因等，所取得的成就为世人瞩目。
复杂性疾病的相关基因研究和疾病易感性分析是基因组医学研究的另一个重要方面。复杂性疾病是由于基因的变异以及环境和生活习惯等因素的共同影响，使得每个人对不同的疾病的易感性不同。马大龙教授说，与单基因遗传病相比，复杂性疾病的研究及治疗显然要困难得多。
尽管不易，人们还是找到了研究复杂性疾病的突破口：单核苷酸多态性(SNPs)，它是研究基因变异的重要指标。所谓SNPs是指不同个体间在基因水平上的单核苷酸变异，平均每1000对硷基出现一个SNP，两个无关个体间大约有300万SNPs。SNPs研究为了解疾病的发病机理，疾病的诊断及疾病易感性研究提供了重要基础。目前，我国已在SNPs研究领域中开展了中华民族基因组特点与序列多态性研究的SNPs目录建立工作，还参加了国际合作HapMap的SNP项目并承担10%的任务，在此任务中我国将提供全部基因样品的1/6，并负责3号、21号和8号染色体短臂的单体图构建，近2000万个基因多态位点的测定反应。
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使个体化治疗成为可能
在临床上对同样一种疾病使用同一种药物，不同的个体对药物的敏感性和毒性反应常常会有很大的区别。马大龙教授告诉记者，这种区别主要是由基因决定的，特别是药物靶点基因、药物代谢基因等的单核苷酸多态性，影响了药物作用的强弱和药物代谢的不同。解决个体化治疗问题是药物基因组学研究的重点。
马大龙教授介绍说，现在疾病治疗采用的是“Trial-and-Error”模式，也就是说某个病人患病后先试用A药物，无效则试用B药物，如果还是无效再尝试C药物，这时才发现只有C药物对于该病人最为适合。而基因组医学则可以通过药物敏感试验结果，无需尝试可直接使用对病人最为适合的C药物，从而避免了药物副作用和经济损失。
目前基于基因组的新型药物开发成为基因组医学中方兴未艾的研究领域。科学家利用反向生物学原理，根据人类基因序列数据，经生物信息学分析、高通量基因表达、高通量功能筛选和体内外药效研究以开发得到新药候选物。据马大龙教授介绍，基因组药物的种类可分为四种：基因工程重组蛋白质药物、以人类基因编码蛋白为靶标的化学药物、以人类基因编码蛋白为靶标的人源化抗体、反义核酸类和RNA类药物。
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而将人类基因导入人体，纠正缺陷基因或辅助机体抵抗疾病的基因治疗手段也是基因组医学的努力方向。在这方面，我国也取得了进展，现已批准进入临床的基因治疗项目包括P53腺病毒治疗肿瘤(获新药证书)，IX因子基因治疗血友病，缺失突变腺病毒(H101)治疗肿瘤，VEGF裸DNA治疗梗塞性外周血管病，TK基因治疗恶性脑胶质瘤，IL-2基因瘤苗治疗胃癌等。
功能基因组学揭示生命奥秘
马大龙教授指出，目前虽然完成了绝大部分基因的序列分析，但一半以上的人类基因的功能还是未知数。例如，前不久被完整注释的人类第6号染色体中含有2190个基因，其中仅772个为已知基因，另外新基因500个，预测基因285个，假基因633个，这说明对人类基因的真正破译尚远未完成。人类功能基因组学研究就是以全基因组为背景，开展人类基因及其编码蛋白的功能研究，从而尽可能全面地揭示生命的奥秘。
人类功能基因组学研究涉及众多的新技术，包括生物信息学技术、生物芯片技术、转基因和基因敲除技术、酵母双杂交技术、基因表达谱系分析、蛋白质组学技术、高通量细胞筛选技术等。根据近期文献检索，目前大约一年通过实验进行功能鉴定并发表论文的人类新基因约120～150个左右，按此速度，需要100年左右完成实验克隆和鉴定1.5万人类未知功能的基因，而这不包括对数十万以上蛋白质的实验研究。
马大龙教授透露，国家在2002年启动的“十五”科技重大专项“功能基因组和生物芯片”中6个专题中有5个是与人类疾病密切相关的，如人类重大疾病相关基因研究、中华民族单核苷酸多态性的开发应用、与人类重大疾病及重要生理功能相关的蛋白质研究等，这些研究将有助于基因组医学向纵深发展。其中，由马大龙教授牵头的《人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究》课题组织了国内10余个优势实验室，在建立规模化的人类重要生理功能基因克隆化、鉴定、重组蛋白表达、细胞水平与动物整体水平的筛选、系统性的基因功能研究，并最终进入基因组药物和药物靶标的开发上已取得了一定的进展。目前该课题已有50余个新的人类功能基因通过实验研究初步确认了功能。
健康报, 百拇医药
马大龙教授指出，基因组医学现已从基因组学研究扩展到转录组学、蛋白质组学水平的研究，人们希望通过将那些与遗传因素有关的疾病在基因图谱上进行比对，确定致病基因，从而在疾病诊断和预防、通过理解疾病潜在的生物学过程进而选用药物治疗，以及完善基因治疗等方面为人类健康作出贡献。
诊断遗传性疾病显身手
人类的先天性遗传病约有数千种，但绝大多数较为罕见，它们与人类基因组中的几千个基因相关，目前已有1000个以上的遗传病基因被发现或定位，为这些遗传病的基因诊断提供了基础。而人类常见的疾病如癌症、心血管疾病、自身免疫病等均为复杂性疾病，尚有许多疾病基因及易感基因未被发现和克隆。
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马大龙教授指出，单基因遗传病的致病基因研究和基因诊断是基因组医学研究的重要方向，也是目前国内外最为成功的研究领域。我国科学家通过不懈努力，现已在国际上首次发现了高频性耳聋致病基因、遗传性乳光牙本质致病基因、短指症致病基因、遗传性儿童白内障致病基因、儿童失神癫痫易感基因、原发性红斑肢痛症基因、家族性房颤致病基因等，所取得的成就为世人瞩目。
复杂性疾病的相关基因研究和疾病易感性分析是基因组医学研究的另一个重要方面。复杂性疾病是由于基因的变异以及环境和生活习惯等因素的共同影响，使得每个人对不同的疾病的易感性不同。马大龙教授说，与单基因遗传病相比，复杂性疾病的研究及治疗显然要困难得多。
尽管不易，人们还是找到了研究复杂性疾病的突破口：单核苷酸多态性(SNPs)，它是研究基因变异的重要指标。所谓SNPs是指不同个体间在基因水平上的单核苷酸变异，平均每1000对硷基出现一个SNP，两个无关个体间大约有300万SNPs。SNPs研究为了解疾病的发病机理，疾病的诊断及疾病易感性研究提供了重要基础。目前，我国已在SNPs研究领域中开展了中华民族基因组特点与序列多态性研究的SNPs目录建立工作，还参加了国际合作HapMap的SNP项目并承担10%的任务，在此任务中我国将提供全部基因样品的1/6，并负责3号、21号和8号染色体短臂的单体图构建，近2000万个基因多态位点的测定反应。
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使个体化治疗成为可能
在临床上对同样一种疾病使用同一种药物，不同的个体对药物的敏感性和毒性反应常常会有很大的区别。马大龙教授告诉记者，这种区别主要是由基因决定的，特别是药物靶点基因、药物代谢基因等的单核苷酸多态性，影响了药物作用的强弱和药物代谢的不同。解决个体化治疗问题是药物基因组学研究的重点。
马大龙教授介绍说，现在疾病治疗采用的是“Trial-and-Error”模式，也就是说某个病人患病后先试用A药物，无效则试用B药物，如果还是无效再尝试C药物，这时才发现只有C药物对于该病人最为适合。而基因组医学则可以通过药物敏感试验结果，无需尝试可直接使用对病人最为适合的C药物，从而避免了药物副作用和经济损失。
目前基于基因组的新型药物开发成为基因组医学中方兴未艾的研究领域。科学家利用反向生物学原理，根据人类基因序列数据，经生物信息学分析、高通量基因表达、高通量功能筛选和体内外药效研究以开发得到新药候选物。据马大龙教授介绍，基因组药物的种类可分为四种：基因工程重组蛋白质药物、以人类基因编码蛋白为靶标的化学药物、以人类基因编码蛋白为靶标的人源化抗体、反义核酸类和RNA类药物。
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而将人类基因导入人体，纠正缺陷基因或辅助机体抵抗疾病的基因治疗手段也是基因组医学的努力方向。在这方面，我国也取得了进展，现已批准进入临床的基因治疗项目包括P53腺病毒治疗肿瘤(获新药证书)，IX因子基因治疗血友病，缺失突变腺病毒(H101)治疗肿瘤，VEGF裸DNA治疗梗塞性外周血管病，TK基因治疗恶性脑胶质瘤，IL-2基因瘤苗治疗胃癌等。
功能基因组学揭示生命奥秘
马大龙教授指出，目前虽然完成了绝大部分基因的序列分析，但一半以上的人类基因的功能还是未知数。例如，前不久被完整注释的人类第6号染色体中含有2190个基因，其中仅772个为已知基因，另外新基因500个，预测基因285个，假基因633个，这说明对人类基因的真正破译尚远未完成。人类功能基因组学研究就是以全基因组为背景，开展人类基因及其编码蛋白的功能研究，从而尽可能全面地揭示生命的奥秘。
人类功能基因组学研究涉及众多的新技术，包括生物信息学技术、生物芯片技术、转基因和基因敲除技术、酵母双杂交技术、基因表达谱系分析、蛋白质组学技术、高通量细胞筛选技术等。根据近期文献检索，目前大约一年通过实验进行功能鉴定并发表论文的人类新基因约120～150个左右，按此速度，需要100年左右完成实验克隆和鉴定1.5万人类未知功能的基因，而这不包括对数十万以上蛋白质的实验研究。
马大龙教授透露，国家在2002年启动的“十五”科技重大专项“功能基因组和生物芯片”中6个专题中有5个是与人类疾病密切相关的，如人类重大疾病相关基因研究、中华民族单核苷酸多态性的开发应用、与人类重大疾病及重要生理功能相关的蛋白质研究等，这些研究将有助于基因组医学向纵深发展。其中，由马大龙教授牵头的《人类重要生理活性及具有药物开发前景的功能基因的研究》课题组织了国内10余个优势实验室，在建立规模化的人类重要生理功能基因克隆化、鉴定、重组蛋白表达、细胞水平与动物整体水平的筛选、系统性的基因功能研究，并最终进入基因组药物和药物靶标的开发上已取得了一定的进展。目前该课题已有50余个新的人类功能基因通过实验研究初步确认了功能。
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