我國(guó)人類表型組研究，四項(xiàng)“全球第一”

為什么很多東亞人喝酒會(huì)臉紅？為什么每個(gè)人的指紋是獨(dú)一無二的？這些問題的答案，可以從人類表型組學(xué)中找到。在國(guó)際生命科學(xué)界，表型組已被公認(rèn)為繼基因組研究之后，生命科學(xué)研究的“最先一公里”。

在日前舉行的第二十六屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)上，“人類表型組微觀與整體的復(fù)雜關(guān)聯(lián)及其機(jī)制解密”入選中國(guó)科協(xié)發(fā)布的2024十大前沿科學(xué)問題。

基因和環(huán)境相互作用決定人體的各種特征，這些人體特征就是表型。

“人類表型組是從胚胎發(fā)育到出生、成長(zhǎng)、衰老乃至死亡過程中，人的形態(tài)特征、功能、行為、分子組成規(guī)律等所有生物、物理和化學(xué)特征的集合。”復(fù)旦大學(xué)人類表型組研究院執(zhí)行院長(zhǎng)田梅介紹。

“測(cè)一切之可測(cè)，并使不可測(cè)為可測(cè)”，用伽利略的這句名言來概括人類表型組研究恰如其分。

“對(duì)人類表型組的一站式檢測(cè)與分析是表型組研究的主要趨勢(shì)之一。”田梅介紹，復(fù)旦大學(xué)已建成全球首個(gè)跨尺度、多維度、一站式人類表型組精密測(cè)量平臺(tái)。該平臺(tái)可以集成測(cè)量23大類不同尺度的人類表型，包括蛋白質(zhì)組、代謝組、核酸組、細(xì)胞等微觀表型，以及生物醫(yī)學(xué)影像、人體外觀、皮膚、睡眠、生物電、心理等宏觀表型。

“基于多維度、跨尺度的數(shù)據(jù)測(cè)量與系統(tǒng)解析，我們成功繪制出第一張人類表型組‘導(dǎo)航圖’，發(fā)現(xiàn)150余萬個(gè)表型之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。其中，約39%為跨尺度關(guān)聯(lián)，且大部分關(guān)聯(lián)是科學(xué)界首次發(fā)現(xiàn)。”田梅說。

通過這張?zhí)厥狻皩?dǎo)航圖”，研究人員可以大規(guī)模發(fā)現(xiàn)基因—表型—環(huán)境以及微觀—宏觀表型之間的跨尺度關(guān)聯(lián)與相互作用。目前，研究人員已取得多項(xiàng)生命健康相關(guān)研究成果，包括精準(zhǔn)評(píng)估“免疫年齡”，發(fā)現(xiàn)斷掌紋與唐氏綜合征之間的關(guān)聯(lián)，篩選出多個(gè)阿爾茨海默病的新表型標(biāo)志物，找到高原腦水腫潛在新藥靶點(diǎn)等。

例如，對(duì)一些東亞人喝酒臉紅這一現(xiàn)象，研究人員發(fā)現(xiàn)，背后的原因是微觀表型乙醛脫氫酶2的失活。具有這一表型特征的人，又具有食管癌、高血壓的易感性，并且對(duì)硝酸甘油片不敏感。從健康管理的角度說，喝酒臉紅的人，平時(shí)不宜飲酒，如果發(fā)生急性心梗，常用的舌下含服硝酸甘油片治療對(duì)其無效，需使用其他治療方案。

“我國(guó)已在人類表型組基礎(chǔ)科研領(lǐng)域奠定引領(lǐng)優(yōu)勢(shì)。”田梅介紹，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)目前已達(dá)成4項(xiàng)“全球第一”。除了人類表型組精密測(cè)量平臺(tái)和人類表型組“導(dǎo)航圖”這兩項(xiàng)“第一”之外，還完成了第一個(gè)自然人群深度表型組隊(duì)列，以及研發(fā)了第一套多組學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)“中華家系1號(hào)”，開創(chuàng)了生物醫(yī)學(xué)“度量衡”新體系。

揭示人類表型組微觀與整體的復(fù)雜關(guān)聯(lián)，有助于厘清疾病發(fā)生和發(fā)展機(jī)理，為疾病預(yù)防與干預(yù)提供關(guān)鍵線索與指引。“隨著人類表型組精密測(cè)量技術(shù)和表型組大數(shù)據(jù)解析的發(fā)展，相信我們能解析更多疾病機(jī)制。”田梅說。

（摘自《科技日?qǐng)?bào)》）