人類基因組計劃的綜述

人類基因組計劃（Ｈuman Genome Project，HGP）是1990年啟動，由中、美、日、德、法、英等6國科學(xué)家聯(lián)合合作的一項(xiàng)巨大的人類基因組測序工程。以破解人類遺傳和生老病死之謎、解決人類健康問題為目的的人類基因組計劃，對人類自身的生存和發(fā)展具有重要的意義。

該計劃和“曼哈頓”原子彈計劃、“阿波羅”登月計劃一起被譽(yù)為自然科學(xué)史上的“三大計劃”，這是人類繼洞開微觀世界和宏觀世界之后，首次對自身進(jìn)行的詮釋，對生命科學(xué)的研究和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，它為人類社會帶來的巨大影響是不可估量的。下面介紹人類基因組計劃的緣起﹑內(nèi)容﹑發(fā)展﹑意義及倫理、社會和法律諸方面的爭論。

1 人類基因組計劃的緣起

1984年12月，在美國猶他州舉行了由能源部資助召開的環(huán)境誘變物和致癌物防護(hù)國際會議。到會的科學(xué)家提出了一個問題：有什么新方法可以直接檢出人類的突變？或者更具體地說，有無方法在日本廣島、長畸原子彈爆炸幸存者及其子女的群體中直接測出突變率的增加？因?yàn)楦鶕?jù)人類突變的流行病學(xué)研究，理論上應(yīng)能檢出突變增加了3倍，可是實(shí)際數(shù)據(jù)卻與對照群體相仿。于是提出了測定人基因組序列以查明突變的可能性。此次討論得出的結(jié)論是除非爭取巨額資助，把建立十分靈敏的測出突變的方法列為重大課題，否則難以達(dá)到目的。隨后幾年，研究的目標(biāo)與技術(shù)路線更加明確具體，也在學(xué)術(shù)界引起了爭議。

人類基因組計劃最早在1985年由諾貝爾獎獲得者美國的杜爾貝克提出。

1986年3月7日，杜爾貝克在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇題為“癌癥研究的轉(zhuǎn)折點(diǎn)——測定人類基因組序列”的文章，指出癌癥和其他疾病的發(fā)生都與基因有關(guān)，并提出測定人類整個基因組序列的途徑和重要意義。

1988年美國能源部和國家衛(wèi)生研究院率先在美國開展人類基因組計劃，并經(jīng)國會批準(zhǔn)由政府給予資助。此后成立了一個國際間的合作機(jī)構(gòu)——人類基因組織（Ｈuman Genome Organization)，由多個國家籌集資金和科研力量，積極參加這一國際性研究計劃。

1990年10月，國際人類基因計劃正式啟動，預(yù)計用15年時間，投資30億美元，完成30億對堿基的測序，并對所有基因（當(dāng)時預(yù)計為8萬~10萬個）進(jìn)行繪圖和排序。

2 人類基因組計劃的內(nèi)容

人類基因組計劃旨在通過測定人類基因組DNA約3×109對核苷酸的序列，探尋所有人類基因并確定它們在染色體上的位置，明確所在基因的結(jié)構(gòu)和功能，解讀人類的全部遺傳信息，使得人類第一次在分子水平上全面認(rèn)識自我。人類基因組DNA序列分布于22條常染色體和2條性染色體上，目前人們已掌握其信息儲存與表達(dá)規(guī)律的基因，只占其中的一小部分。對人類基因組的研究，并不是為了單純地積累數(shù)據(jù)，而是為了揭示大量數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)藏的內(nèi)在規(guī)律，從而更好地認(rèn)識和保護(hù)生命體。

由于載有基因的染色體不能直接用來測序，人類基因組計劃的戰(zhàn)略構(gòu)想是將人類的整個基因組一步步由粗到細(xì)地進(jìn)行有序的劃分，最后得到可用于測序的重疊度最小的連續(xù)克隆系，將基因組分解成為較易操作的、小的結(jié)構(gòu)區(qū)域的過程稱為作圖，根據(jù)所用標(biāo)志和手段不同，可分為遺傳連鎖圖、物理圖和轉(zhuǎn)錄圖（也稱基因圖）。

3 人類基因組計劃的發(fā)展

1990年，人類基因組計劃在美國正式啟動。

1991年，美國建立第一批基因組研究中心。

1993年，桑格研究中心在英國劍橋附近成立。

1997年，法國國家基因組測序中心成立。

1998年，中國在北京和上海設(shè)立國家基因組中心。

1999年，中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計劃，承擔(dān)1%的測序任務(wù)，成為參與這一計劃的惟一發(fā)展中國家。

2000年6月26日，中、美、日、德、法、英等6國科學(xué)家宣布首次繪成人類基因組“工作框架圖”。同年６月２６日，美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯·柯林斯和塞萊拉公司的董事長兼首席科學(xué)家克萊格·文特爾聯(lián)合宣布人類基因組工作草圖繪制成功。

2001年2月12日，6國科學(xué)家聯(lián)合在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表人類基因組“工作框架圖”及初步分析結(jié)果。2001年8月26日，人類基因組“中國卷”的繪制工作宣告完成。

2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等6國科學(xué)家宣布人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。

2004年10月，人類基因組完成圖公布。

2005年3月，人類X染色體測序工作基本完成，并公布了該染色體基因草圖。最近美國國立醫(yī)學(xué)圖書館成立一個“全國生物技術(shù)信息中心”（NCBI），負(fù)責(zé)有關(guān)分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)（特別是人類分子生物學(xué)）的研究信息的自動處理系統(tǒng)。

4 人類基因組計劃的意義

人類基因組計劃對生命科學(xué)的研究和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，它為人類社會帶來的巨大影響是不可估量的。

首先，獲得人類全部基因序列將有助于人類認(rèn)識許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的致病機(jī)理，為分子診斷、基因治療等新方法提供理論依據(jù)。在不遠(yuǎn)的將來，根據(jù)每個人ＤＮＡ序列的差異，可了解不同個體對疾病的抵抗能力，依照每個人的“基因特點(diǎn)”對癥下藥，這便是２１世紀(jì)的醫(yī)學(xué)——個體化醫(yī)學(xué)。更重要的是，通過基因治療，不但可以預(yù)防當(dāng)事人日后發(fā)生疾病，還可預(yù)防其后代發(fā)生同樣的疾病。

其次，破譯生命密碼的人類基因組計劃有助于人們對基因的表達(dá)調(diào)控有更深入的了解。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，人類功能基因組學(xué)便是應(yīng)用基因組學(xué)的知識和工具去了解影響發(fā)育和整個生物體特定序列的表達(dá)譜。有人將ＨＧＰ比作生命周期表，因?yàn)樗辉偈菑难芯總€別基因著手，而是力求在細(xì)胞水平解決基因組問題，同時研究所有基因及其表達(dá)產(chǎn)物，以建立對生命現(xiàn)象的整體認(rèn)識。

目前，研究者已著手通過ＤＮＡ芯片等新技術(shù)對基因的表達(dá)展開全面研究，也通過蛋白質(zhì)芯片的制作、標(biāo)準(zhǔn)化雙向蛋白質(zhì)凝膠電泳、色譜、質(zhì)譜等分析手段對人類可能存在的幾十萬種蛋白質(zhì)或多肽的特征和功能進(jìn)行研究?？茖W(xué)家預(yù)言，蛋白質(zhì)組的研究將導(dǎo)致藥物開發(fā)方面實(shí)質(zhì)性的突破，以使人類真正攻克癌癥等頑疾。人類基因圖譜對揭示人類發(fā)展、進(jìn)化的歷史具有重要意義。

5 倫理、社會和法律諸方面的爭論

盡管基因組計劃將通過醫(yī)學(xué)、生物學(xué)研究和生物技術(shù)等途徑大大造福于人類，但如同任何一項(xiàng)新技術(shù)一樣，總會因擔(dān)心其被錯誤應(yīng)用從而引起一場爭論，實(shí)施人類基因組計劃預(yù)期會涉及一系列倫理學(xué)的、商業(yè)的、法律的等社會問題。

例如，分析某人的遺傳組成時是否涉及個人的隱私而需保密？將某人的基因數(shù)據(jù)應(yīng)用于別人時，是否需征得該人同意，這里有沒有類似版權(quán)或所有權(quán)的問題？如何保證不因?yàn)榛蚪M分析資料在就業(yè)、保險等方面產(chǎn)生歧視？如果已知某人是某種疾病基因的攜帶者，而這種病又一時還無法治療，那么在婚姻、征兵、犯罪判決、領(lǐng)養(yǎng)、教育等方面會出現(xiàn)什么情況？如此等等，不一而足。

人類基因組計劃立題研究人類基因組計劃的倫理、法律和社會諸方面的內(nèi)涵，論證和確定其主要論點(diǎn)，并提出相應(yīng)的政策措施。

針對上述問題，制訂了研究的具體內(nèi)容：事先要充分估計人類基因組作圖和測序?qū)τ趥€人和社會的關(guān)系；審議該計劃的倫理的、法律的和社會的后果：促使公眾對一些論點(diǎn)開展討論；提出政策措施以保證研究成果有利于個人和社會?？偟囊笫俏从昃I繆，防患于未然；預(yù)見爭議和問題，提出相應(yīng)對策，防止消極效應(yīng)。

總之，人類基因組計劃破解人類疾病和生老病死之謎、解決人類健康問題，對于人類自身的生存和發(fā)展具有重大的意義，也將在21世紀(jì)醫(yī)藥﹑農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等生物產(chǎn)業(yè)方面發(fā)揮巨大的作用。