三個(gè)人的基因組

郭　興

迄今，科學(xué)家們已經(jīng)為三名具體的個(gè)人描繪了他們的基因組，他們分別是基因?qū)＜铱死赘瘛の奶貭?Craig Venter)、1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主之一詹姆斯·沃森(James Watson，因發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)而獲獎(jiǎng))和一位中國(guó)人(暫未透露姓名)的基因組。從這三人的基因組中可以獲得人類對(duì)自身命運(yùn)的一些精彩解讀。

一位中國(guó)人的基因組

2007年10月11日，由深圳華廈基因研究院、生物信息系統(tǒng)國(guó)家工程研究中心及中國(guó)科學(xué)院北京基因研究所共同繪制的第一個(gè)完整中國(guó)人基因組圖譜(又稱“炎黃一號(hào)”)宣布完成。這也是第一個(gè)亞洲人全基因序列圖譜。該項(xiàng)目是中國(guó)科學(xué)家繼承擔(dān)國(guó)際人類基因組計(jì)劃1％任務(wù)、國(guó)際人類單體型圖譜10％任務(wù)后，用新一代測(cè)序技術(shù)獨(dú)立完成的100％中國(guó)人基因組圖譜。由于種種原因，目前對(duì)作為基因組藍(lán)本的中國(guó)人姓名暫時(shí)保密。

首個(gè)中國(guó)人基因組圖譜是基因組科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)成果，對(duì)于中國(guó)乃至亞洲人的DNA、隱形疾病基因、流行病預(yù)測(cè)等領(lǐng)域的研究具有重要作用。

從族群的差異來說，由于完成的中國(guó)人的基因組是漢族人的基因組，因而意味著能把這一成果覆蓋到中國(guó)92％的漢族人口。至少可以讓擁有相同遺傳特點(diǎn)的同一族群的人在未來能享有藥物治療和保健的基礎(chǔ)。

不過，這一研究成果具體應(yīng)用到人們的實(shí)際生活可能還有10年的時(shí)間。因?yàn)?，從技術(shù)和個(gè)人的經(jīng)濟(jì)承受能力上，現(xiàn)在還不具各每個(gè)人都可以獲得自己的基因組圖譜的可能。即使到10年后，一個(gè)人想要獲得自己的基因組圖譜，也需要花費(fèi)1萬元左右，這當(dāng)然是一筆不小的開支。而且，由于種種原因，需要制定一個(gè)個(gè)人基因組圖譜測(cè)序和使用的倫理原則，這也需要有一個(gè)過程。例如，當(dāng)一個(gè)人的基因組被測(cè)序后，其中如果出現(xiàn)致病基因，醫(yī)生是否必須全部告訴你?是不是可以強(qiáng)制你治病，以及這些個(gè)人隱私被泄密后怎么辦等等。

當(dāng)然，當(dāng)一個(gè)人具有遺傳上的某種潛在疾病時(shí)，可以出錢檢測(cè)自己的基因組，從而找到基因上的多態(tài)性位點(diǎn)，而這些位點(diǎn)正是患病的根源，如心臟病或癌癥。據(jù)此，醫(yī)護(hù)人員可以為受測(cè)者制定一份基于飲食、鍛煉和藥物的疾病防治計(jì)劃，專門針對(duì)受測(cè)者的遺傳狀況對(duì)癥下藥。所以，原本有潛在疾病的人可以健康長(zhǎng)壽地生活。

不過，從未透露姓名的中國(guó)人的基因組獲得的信息不是太多，但是在此之前的文特爾和沃森的基因組描繪卻讓我們有更多的關(guān)于個(gè)體基因組的信息，以及個(gè)體基因組有何作用。

沃森的基因組最精彩

與其說沃森的基因組最精彩，還不如說因?yàn)樗麑?duì)個(gè)人基因組和基因作用的一些觀點(diǎn)引起了全世界的激烈爭(zhēng)論，從而引發(fā)了人們對(duì)個(gè)人基因組作用的深思。

2005年，沃森同意由美國(guó)454生命科學(xué)公司為自己繪制完整的基因組圖譜。這家基因技術(shù)公司將相關(guān)工作命名為“吉姆工程”，“吉姆”是沃森名字“詹姆斯”的昵稱。正式測(cè)序是在2007年3月。在此之前的兩年時(shí)間，454生命科學(xué)公司提取沃森血樣逐個(gè)識(shí)別沃森基因的30億個(gè)堿基對(duì)，用了67天的時(shí)間為這些堿基對(duì)排序，從而繪制了沃森的基因組圖譜。

為保證準(zhǔn)確，科學(xué)家6次復(fù)查沃森的基因組。2007年5月31日，454生命科學(xué)公司在美國(guó)得克薩斯州貝勒大學(xué)舉行了一個(gè)儀式，交給沃森一張DVD光盤，上面以數(shù)據(jù)形式刻有他的基因組圖譜。同日，沃森的個(gè)人基因組圖譜向全世界公開。

盡管沃森的全部基因組與什么樣的疾病有聯(lián)系尚未知曉，但沃森表示，如果自己的基因組圖譜證明，自己有某個(gè)基因變異增大了患病風(fēng)險(xiǎn)，例如，只有不吃巧克力才能降低風(fēng)險(xiǎn)，他也不會(huì)聽從醫(yī)囑不吃巧克力。而且，沃森還表示，如果自己的基因組圖譜證明自己有患老年性癡呆癥的基因，他也希望不被告之。沃森的這種表示說明了兩個(gè)問題，是人的所有行為和問題不能完全歸因于基因。二是盡管發(fā)現(xiàn)有遺傳病的基因，也希望有“不知情權(quán)”，這是與今天叫得最響的“知情權(quán)”的同一權(quán)利的正反兩個(gè)方面。

另外，關(guān)于個(gè)人基因組，沃森也有自己的看法，2007年10月沃森在英國(guó)進(jìn)行巡回演講時(shí)表示，西方國(guó)家對(duì)非洲國(guó)家的政策錯(cuò)誤地建立在這樣一種假設(shè)的基礎(chǔ)上，即認(rèn)為黑人與白人同樣聰明，但試驗(yàn)證明事實(shí)并非如此。不過，10年之內(nèi)都無法找到造成人類智商差別的基因。他說，人們有一種自然的愿望，認(rèn)為所有人應(yīng)該平等，但“那些和黑人雇員打交道的人發(fā)現(xiàn)事實(shí)不是這樣”

沃森的觀點(diǎn)一經(jīng)亮出，就遭到世人的質(zhì)疑。倫敦市長(zhǎng)肯·利文斯通把他的言論歸為“種族主義宣傳”。倫敦科學(xué)博物館為此取消了他的演講，而后來沃森個(gè)人基因組所透露的信息又將他置于尷尬的境地。

冰島“解碼基因公司”對(duì)公開于網(wǎng)站的沃森的個(gè)人基因組進(jìn)行分析對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)沃森的DNA圖譜中含有黑人的基因，而且其基因組中黑人基因數(shù)量是歐洲白人平均水平的16倍，大多數(shù)歐洲后裔只攜帶不到1％的黑人基因。據(jù)此，“解碼基因公司”的卡里·斯特凡松說，沃森的曾祖父母或外曾祖父母中可能有非洲人。因此沃森的黑人基因可能來源于一位非洲裔黑人祖先。不僅如此，研究還顯示，沃森有9％的基因很可能源自一位亞裔祖先。

文特爾從自己的基因組獲益

對(duì)沃森個(gè)人基因組研究結(jié)果可能會(huì)有相當(dāng)多的解讀，加上沃森個(gè)人對(duì)人類個(gè)體基因組的見解，也令沃森卷入是非爭(zhēng)執(zhí)之中。但是，有一點(diǎn)是不容置疑的，即人類不論種族，其基因是相互滲透的，從人類進(jìn)化走出非洲的理論就可以推知，無論是哪個(gè)種族，如果追溯到更遠(yuǎn)的古代，其實(shí)都源自同一祖先。因此，今天的人種雖有差異，但從基因的層面上來說，是較小的。而且，人的才智、成功并不能完全依賴于自己的基因組。這從沃森的基因組成分的解讀也得到體現(xiàn)。

而美國(guó)塞萊拉遺傳公司的創(chuàng)始人、現(xiàn)年60歲的文特爾的基因組則體現(xiàn)了個(gè)人健康與遺傳的關(guān)系。文特爾的基因組顯示，他患心臟病的幾率高于一般人，因此最好選擇高纖維：低脂肪的早餐食品。與沃森對(duì)待基因組信息有不同，文特爾遵循基因所傳遞的健康和疾病的信息，控制自己的飲食?，F(xiàn)在他的早餐食譜中只有一碗麥片和一杯加了少許紅糖的脫脂牛奶，以避免患心臟病。而文特爾的這一遺傳特征可能來自他59歲就死于心臟病突發(fā)的父親。

當(dāng)然，文特爾的基因也給予了他享受美味的權(quán)利，比如他在晚上可以放心享用牛排大餐，因?yàn)樗鶕碛械囊粋€(gè)基因大大減少了感染瘋牛病的風(fēng)險(xiǎn)。DNA分析還為他的藍(lán)眼睛找到了決定性依據(jù)，那是因一個(gè)名為0CA2的基因所致。但不幸的是，文特爾的CFH基因發(fā)生了變異，這讓他失明的風(fēng)險(xiǎn)突增了4倍。

CFH稱為補(bǔ)體因子H，它的基因變異可以引發(fā)老年性黃斑病變。老年性黃斑病變是老年人最常見的眼科疾病，僅在美國(guó)就有1500萬不同程度的患者，至今沒有特效藥物治療?；颊咄ǔＴ?0歲以后視網(wǎng)膜中央的黃斑部位發(fā)生萎縮，導(dǎo)致視力不斷下降，嚴(yán)重的會(huì)引起失明。美國(guó)三個(gè)研究小組在2007年3月11日的《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，證明CFH基因與老年性黃斑病變相關(guān)。這個(gè)基因位于人類第一號(hào)染色體上，它的一個(gè)單核苷酸變異形態(tài)，會(huì)使老年性黃斑病變的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加3～7倍。約有一半老年性黃斑病變患者或高風(fēng)險(xiǎn)患者帶有變異的CFH基因。

人類基因組計(jì)劃的一個(gè)主要目標(biāo)就是鑒別出復(fù)雜疾病的基因根源，科學(xué)家對(duì)老年性黃斑病變的研究借助了基因組數(shù)據(jù)，也由此證明人類基因組數(shù)據(jù)的價(jià)值所在。同時(shí)，這種價(jià)值還必須體現(xiàn)到個(gè)體基因組上。只有獲得每個(gè)個(gè)體的基因組，才能加以分析對(duì)照，看是否對(duì)具體的疾病有易感性或遺傳性。文特爾的基因組已經(jīng)初步顯示了這種作用。

可以說，今后如果對(duì)每個(gè)人的基因組進(jìn)行繪制和解密，都會(huì)為他們帶來健康的福音。