那些可以“扔掉”的人類基因

胡德良

2015年3月25日，研究人員公布了規模最大的一套完整基因組信息，這些基因組來自單一的人類群體——冰島人。

這項浩大的工程由冰島一家私營公司——基因解碼公司實施，該公司找到了具有致病風險的新基因，對人類進化提出了深刻的見解，還列出了人類可以“扔掉”的一千多個基因。

這項研究的主持人、基因解碼公司執行總裁卡里·斯特凡松說：“對于那些為研究個性化醫療而努力為本國人進行DNA測序的國家，該工程也樹立了一個榜樣。例如，美國正計劃在接下來的幾年對100萬本國人的基因組進行測序，然后利用這些數據來制訂個性化治療方案。”

供職于馬薩諸塞州波士頓市麻省總醫院和劍橋市布羅德研究所的人類遺傳學家丹尼爾·麥克阿瑟說：“基因解碼公司這項研究是一項了不起的工程，這樣的工程在五年之前是不可能做到的。”

基因解碼公司是冰島首都雷克雅未克一家富有爭議的公司。19年前，該公司著手通過采集冰島人致病基因的遺傳和醫學數據來進行藥物開發。雖然當時沒有獲得全國健康檔案，但所招募的志愿者代表了目前冰島人口的40%以上。該公司最終倒閉，后來于2012年末被安進公司收購并改制。

自始至終，基因解碼公司發表了大量有關遺傳變異的論文，通常涉及精神分裂癥、糖尿病、癌癥和其他疾病，公司通過對比分散在健康人基因組和病人基因組中的標記物來進行研究。

多虧現在廉價的基因組測序技術，基因解碼公司得以對2636位冰島人的全部基因組進行測序，并梳理了測序結果，以便尋找更罕見的突變現象。

利用該國的系譜記錄和已采集的標記物數據，基因解碼公司還計算出10多萬其他人中哪些人攜帶著這些變異體。不久前，《自然·遺傳學》雜志在線發表的一篇綜述論文和三篇相關論文中，基因解碼公司提供了一份樣本資料，說明了這些數據所揭示的情況。

該公司發現了幾種新的致病基因，其中包括基因ABCA7的突變體;這種突變體能使具有歐洲血統的人罹患阿爾茨海默氏癥的風險加倍。以前的遺傳標記物研究曾經指向這一基因，但當時無法確定到底是由哪些特定的高風險變體致病的。

另外一篇論文對Y染色體變異的速度進行了評估分析，結果表明：通過父系而追溯到的距離現在最近的人類共同祖先，他們大約生活在23.9萬年前，比以前認為的時間幾乎推后了10萬年。基因解碼公司的安格納·赫爾加松說，新發現的Y染色體變異速度將有助于精確界定人類進化過程中主要事件發生的年代。

冰島人的基因組中還有大量所謂的人類淘汰基因。大約有兩萬人，他們攜帶著某種基因的無功能復制本，意味著他們的細胞不會制造出該基因的蛋白質。如果說這種淘汰基因在某種程度上能對人們起到抗病保護的作用，那么攜帶這種基因的人可能有助于揭示許多基因的功能，或許也會指向新的藥物靶點。

基因解碼公司發現，8000多名冰島人攜帶著1171個淘汰基因，其中許多很可能是多余和不必要的，或者說是去除后不影響健康的。在這些淘汰基因中有3%參與氣味辨別，它們對于古人類來說可能很重要，但對于現代人類來說就不重要了。

然而，有些淘汰基因可能仍有利用價值，比如一對可能跟聽覺有關的基因。現在，基因解碼公司計劃對缺少某種功能性基因的人進行臨床試驗，以便使研究人員明白那些淘汰基因起什么作用。

斯特凡松說：“這只不過剛剛觸及到問題的表面。”麥克阿瑟稱，他們的研究肯定還有其他發現，只是目前安進公司對外保密。“很明顯，他們在這些論文中沒有透露所有的情況。”

遺傳學家們認為，要想確定哪一部分人可能攜帶引發疾病的有害突變基因，以及這些不良影響能否通過其他基因得到緩解，建立大量人口的基因數據庫必不可少。

這種數據庫也是美國總統奧巴馬提出的“精準醫療計劃”中的目標之一，而“精準醫療計劃”的中心環節就是針對100萬美國人的基因組進行研究。這項計劃帶來的益處將是極大的。（譯據美國《科學》）