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攻克癌症 基因助力 www.thebeijingnews.com · 2006-11-6 15:40:37 · 来源：新京报
关于“肿瘤基因组计划”的三个问题
10月24日，西湖，2006年国际基因组学大会，各国生物学界的精英聚集一堂。为了这次会议，美国医学院院长、美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯（FrancisCollins）做了长达57页的PPT文件，而关于“肿瘤基因组计划”的内容无疑是重中之重。基因技术的发展有助于人类攻克癌症。
2005年12月13日，美国宣布启动“肿瘤基因组计划”。
1 什么是“肿瘤基因组计划”
列出所有与癌症相关的基因变异
柯林斯参加的是杭州基因组学大会肿瘤基因组学议题的讨论。在发言中，他为大家讲了一个故事。故事的主人公名叫“Hua”。未来若干年基因技术应用的水平将直接影响到Hua的生活。一种可能是，Hua花1000美元进行了全面的基因测试，建立了自己的基因组图。通过这一渠道，Hua知道了自己的健康状况与家族遗传缺陷，并可以据此对自己的个人生活进行健康规划。故事的另一版是，Hua对自己的家族病史一无所知，也不知道自己是否比其他人更容易患上癌症等疾病，对潜藏着的健康隐患一无所知。故事讲到最后，柯林斯在屏幕上打出了“救救Hua”的字样。
“Hua的故事”清晰地说明了包括“肿瘤基因组计划”在内基因测序工程对人类生活的巨大作用。这些工程与“人类基因组计划”一脉相承。测出人类基因组序列，读出生命天书，只是我们认识自己的第一步，更要紧的是读懂“天书”，从而开展基因组功能研究。DNA的语言即使再枯燥，可一旦与基因治疗结合在一起，就格外亲切了。
随后，柯林斯亮出了“肿瘤基因组计划”。美国在去年12月宣布启动癌症基因组计划的“先遣计划”，两个多月前开始正式运作。美国准备投入1亿美元，用3年时间在DNA序列上找出与某些癌症相关的基因变异。考虑到脑癌、肺癌和卵巢癌，是美国人健康的主要隐患。该计划决定先完成这3种癌症的基因图谱。柯林斯坚信，这一计划对提高人类健康水平发挥巨大作用。
和“人类基因组计划”一样，“肿瘤基因组计划”也需要各国科学家的协同努力。柯林斯说早在2005年12月13日，美国宣布“肿瘤基因组计划”的次日，他就给中国有关部门写信，希望与中国合作。他指出，希望能继续发扬人类基因组计划的合作精神，争取使之成为国际合作项目。
事实上，我国即将启动癌症基因组计划。中国科学家正积极准备在这一领域发出自己的声音。
中科院北京基因组研究所所长杨焕明表示，作为国家863计划“功能基因组与蛋白质组”重大项目的课题，“癌症基因组研究计划”已经在科技部网站上公布，并进入项目招标阶段。我国将针对严重危害健康的高发癌症、具有中国地方特点的常见癌症、有良好先期研究基础以及对发现肿瘤发病机理具有重要临床与科学意义等4种类型的癌症开展研究。也就是中国人多发的、特别敏感的癌症。不过，具体癌种还未确定。
2“肿瘤基因组计划”有多难
总规模能抵上100个“人类基因组计划”
一般来说，基因突变有几种情况：一些基因可能因为排序问题而被错误地切去；基因的错误排列，导致一些单倍体细胞失去特定的基因；在复制的过程中，被插入错误的DNA分子，等等。
发生突变的基因，可能引发一些与之连接的DNA分子的异样反应。在人体中找到这些异样的DNA片段，就可以顺藤摸瓜找到致病的基因。
著名的“囊性纤维化病基因”就是通过这种方法被发现的。
对癌症来说，其特点是不受控制的细胞分裂，这导致肿瘤产生或不停地生长。至于究竟是哪些基因出了问题，一直以来是科学界研究的热门。
上世纪90年代，加利福尼亚大学研究者玛莉-克莱尔·金（Mary-ClaireKing）预言，决定家族性乳腺癌的是一个被称作BRCA1的基因，可以在17号染色体的长臂上的一个特殊区域中找到，该基因靠近一个标记物，而此标记物在几个家族中与此病一同遗传。后来，犹他大学的马克斯科尼科等研究人员找到了基因BRCA1，该基因与大约半数的遗传性乳腺癌有关。这些前人的成果成为大家的共享资源，医疗人员便可以将其用在对病人的基因检测上。
所以，肿瘤基因组计划就是要尽可能多的收集癌症病例，以便找出更多与癌症有关的基因。浙江大学祁鸣指出，目前人类已经测知人体中有1293个基因与疾病有关，但这些基因仅占人体所有基因的5%.癌症有很多种，每个肿瘤都有自己独特的基因蓝图；即使是同一种癌症致病的原因也不尽相同。这决定“肿瘤基因组计划”的工作量将无比庞大。美国国家癌症研究所副所长安娜·巴克说，它将是迄今为止世界上所进行的最大一项基因工程，这项计划差不多能抵上100个“人类基因组计划”。“一旦这一计划完成了，到时我们就可以共享这些数据，我们做基因检测就可以做得更多。”祁鸣对此有着无限的憧憬。
就在各国科学家积极介入肿瘤基因组计划的同时，10月底，美国约翰·霍普金斯大学基莫尔癌症中心的研究人员宣布，成功破译乳腺癌和肠癌的全部基因密码。对于这一说法，中国的一位基因研究者表示，美方研究人员每种肿瘤用了11个样品，测了1万3千多个基因，是接近人类基因总数的60%，应当说是有统计学意义的。当然夸大说“全部基因密码被破解”说法不应当，但那是大多数媒体的曲解。相较之下，肿瘤基因组项目会有更大的规模，但是技术路线是类似的。“这是个系统性的研究，更全面，更整体，应该会采集尽可能多的样本，”祁鸣表示。
3“肿瘤基因组”怎么用
找到引发肿瘤的基因，对症下药
上个世纪末，科学家发现了一组基因。这组基因包含的多种蛋白质能阻止细胞分裂，因此被称作“肿瘤抑制基因”。肿瘤抑制基因成对出现，如果其中一个因突变失去活性，另一个仍能正常发挥作用。但如果剩下的基因发生突变，那么肿瘤抑制结构就完全丧失。肿瘤就会不可抑制地出现、长大。其中，第一个突变多半是遗传的，而第二个突变则可能随机出现，它将导致癌症形成。
“用基因治疗癌症，可能会让人产生一个误会，认为光靠基因就行了。”祁鸣指出，其实基因治疗需要与其他医疗方法相互配合。
祁鸣特别指出，“药物针对的是癌症患者。而肿瘤基因组计划还能根据每一个人的基因特征，分析他们患癌的几率，从而采取预防措施。”比如，对大多数人来说，50岁以后才有患大肠癌的可能。但如果有家族大肠癌病史，则在30岁左右就可能出现大肠癌前期症状。
通过基因检测，可以帮助他们提早发现问题。个体的特异性也是肿瘤基因组计划考虑的重点。为每一个病人找到最合适的药，是人类基因组对未来的蓝图规划。这也就是柯林斯在杭州基因组学大会上展示给我们的前景。
那么，这一福音究竟何时降临？
肿瘤基因组测序完成后，经过大量的筛选，得到有关肿瘤基因组的相关信息。这一过程有点像“海选”。在此基础上，科学家可以建立肿瘤数据库，再进行深入研究。一旦找出导致癌症发生的基因，科研人员就分析出相应基因的编码蛋白质。随后，我们可以通过药物对这些蛋白质进行控制，或者抑制其作用，或者清除它们，以达到控制肿瘤生长，治愈癌症的目的。人类何时能借助肿瘤基因组计划攻克癌症，陈维之用了一个词：将来。
尽管如此，研究人员对肿瘤基因组计划依然充满信心。祁鸣指出，虽然“肿瘤基因组计划”难度远大于“人类基因组计划”，但“两者却不能简单地对比”。在做人类基因组计划时，科研人员基本是两眼一抹黑。“像一个拼图，你并不知道要拼成的究竟是一个怎样的图形。”相比之下，肿瘤基因组计划所涉及的对象就比较明确，更易完成。
延伸
基因组帮蜜蜂寻祖
解读出人类的基因组秘密，对我们的生活将起决定性的作用。柯林斯已经给出了一个范本。而当基因组测序降临到蜜蜂时，又会给我们带来怎样的新认识呢？
10月26日《自然》杂志的封面故事刊登了蜜蜂的完整基因组序列。这是继果蝇、按蚊之后的第三种动物被完整测序。科学家由此也解答了蜜蜂“祖先”源头之谜。
来自全球63个科研机构的百余名科学家组成了“蜜蜂基因组测序联合课题组”，经过4年多的研究，他们终于破译了蜜蜂的全基因组。常见的蜜蜂学名是：Apismellifera，以往认为其源自亚洲与欧洲，并由英国人及西班牙人带到美洲。科学家通过种群遗传学的知识，通过对蜜蜂基因组的完整测序，想要知道非洲化蜜蜂是否是通过杂交或迁移从“新世界”向外扩散的。
结果显示，蜜蜂的祖先来自非洲。科学家们认为，最古老的蜜蜂来自撒哈拉沙漠以南，然后逐步分布到欧亚大陆各个角落，并发生适合当地条件的进化。17世纪以后才来到美洲，或许是杂交，或许是“迁徙”。这一发现突破了蜜蜂起源于欧亚大陆的传统观点。
联合课题组的科研人员还发现，相对于其他测序的昆虫，蜜蜂基因进化缓慢，极为古老。而它体内控制生理节奏、衰老、RNA干扰的基因，与人类等脊椎动物的同类基因更为接近。除此，科学家还指出蜜蜂基因组中主管先天免疫、表皮形成和味觉受体的基因数量少于其他昆虫，但所含气味受体多于其他昆虫，并且含有用于花蜜和花粉利用的新基因，这些新基因可能是其适应生态平衡与社会功能所导致。
蜜蜂群的分工严密一直为人赞叹。此次，科学家从蜜蜂的基因组中也给出了蜜蜂社会分工的原由。科学研究人员指出基因可能决定蜜蜂的社会分工。类似，工蜂神经中枢里一些“主控基因”的开启或关闭，会使工蜂由照料蜂王的“护工”转变成以攻击为主的“守卫”。
对于类似蜜蜂基因组序列的破解，在祁鸣看来有点满足人类的好奇心理。不过自果蝇基因被测序以来，昆虫的基因组序列对我们理解自身也发挥了一定效用，“这点是肯定的”。
本专题感谢：祁鸣（浙江大学遗传与基因组医学中心主任）
杨焕明（中科院北京基因组研究所所长）
翟立伟（国家人类基因组北方研究中心的研发总监）
专题采写/本报记者 李健亚
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