基因组医学凸显未来医学蓝图
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
, 百拇医药
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。
, 百拇医药
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
, 百拇医药
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SN
P，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
, 百拇医药
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。
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
, 百拇医药
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-Erro
r”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
, 百拇医药
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RN
A类药物。
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
, 百拇医药 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
, 百拇医药
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“
, 百拇医药
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。, http://www.100md.com(罗刚 邢远翔)
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
, 百拇医药
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。
, 百拇医药
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
, 百拇医药
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SN
P，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
, 百拇医药
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。
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
, 百拇医药
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-Erro
r”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
, 百拇医药
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RN
A类药物。
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
, 百拇医药 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
, 百拇医药
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“
, 百拇医药
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。, http://www.100md.com(罗刚 邢远翔)