从沃森基因组到“炎黄一号”

个人基因组时代业已开始，意义或许堪比探月计划

深圳华大基因研究院完成了首张完整的中国人基因组图谱

亚洲第一人
    人类基因组计划总是被用来与登月计划作比较，两者都备受公众和媒体瞩目，都充满了新奇性、冒险精神和竞争性。巧合的是，在中国发射自己的月球探测卫星的前些天，中国人自己的全基因组图谱也问世了。
    10月11日，深圳华大基因研究院召开新闻发布会，宣布他们绘制完成了全球首张完整的中国人基因组图谱（又称“炎黄一号”），这也是第一个亚洲人的全基因序列图谱。
    “这个人是汉族，健康男性，”“炎黄一号”项目的新闻发言人叶葭告诉记者，“但是具体身份目前还不便透露。”在此基础上，深圳华大基因研究院还计划启动“炎黄99”项目，也就是再找99个基因志愿捐赠者，构成一份中国人群的遗传和多态性标准图谱。虽然“炎黄一号”的花费初步估算在2000万元左右，但是消息发布后，华大基因还是接到了许多问询电话，这些人希望成为下一个被测序者，因为“如果你有了自己的基因图谱，就可以知道自己和疾病之间的关系”。
    虽然“基因捐赠也要进行筛选，以更充分地体现中国人的特征”，但是叶葭坦言善款筹集也将是研究经费很重要的一个来源，因为研究院本身是一个非盈利组织，需要社会力量的支持。
    “用的测序仪是进口的，”叶葭承认，“但是学会用机器也是很重要的环节，而且我们在数据分析和下游软件的开发上做了大量的工作。”因为第一阶段的“炎黄一号”在技术摸索和自主软件开发上花费了很多资金，而下一份个人全基因组测序的费用就可能降低些，在1000万元左右。
    利用这些图谱，就可以“全面筛选中国（东亚）人种特异性的疾病基因，为后期基因预测、预防医学研究作好铺垫。预计在5到10年内，技术会有进一步突破（1000美元/人基因组）；到那时我们的这张图谱会更加精确，商业前景也更加广泛。”——深圳华大基因研究院的网页上这样写道。

一千美元基因组
    “一千美元基因组”也是全球遗传学界的梦想。1990年，科学家们启动了“人类基因组计划（HGP）”，也就是要把基因组里的遗传密码翻译出来，并传播共享，当时科学家们打算花15年时间，用30亿美元的资金来做这件事。结果这项计划在2003年提前完成，并使测序和分析技术得到了很大的发展。
    当时，“人类基因组计划”所测序的是由5个人混合的基因，但是人与人之间的基因组序列都不太一样，个体间存在0.1%的差别，正是这些差别决定了每个人生理上的独特之处，决定了每个人对疾病和药物的反应不同，因此，要实现个性化医疗，势必需要测“个人基因组”。
    几十家公司和学术机构正在致力于降低测序费用。第一个真正实现个人基因组测序的是詹姆斯·沃森（JamesWatson），他是DNA双螺旋结构的发现者之一（也因此而曾获得诺贝尔生理或医学奖），也是人类基因组计划的领导者之一。这项工作由“454生命科学公司”于2007年5月完成，总共只用了两年时间，花费不到100万美元。这也是目前能实现的个人基因组测序的最廉价记录。沃森的个人基因组图谱在美国国家卫生研究院的网站上公开发表，供全世界查看。私营公司塞里拉基因组学公司的创建者克雷格·文特尔（Craig Venter）在9月初公布了他的个人基因组序列，“炎黄一号”则是世界上第三份个人全基因组图谱。“十年之内，廉价快速的DNA测序新技术，将获得突破性进展，并广为人们所接受。”在2006年初的《科学美国人》上 ， 乔治·丘奇（George Church）写道。丘奇是哈佛医学院的遗传学教授，也是“人类基因组计划”的发起人之一，他认为“如果实现了低成本测序，将意味着个人也能负担DNA测序的费用，能将自己完整的基因组序列以光盘的形式储存起来，供医生诊断时参考，让大家认为这一生一次的支出很值得。廉价测序技术还能扩大有能力进行基因组研究的研究队伍，提供给研究者更多的基因组，帮助他们理解疾病和健康个体之间的差异，使测序信息更具意义”。

跨入新时代的门槛
    与此同时，“使测序信息更具意义”的工作也正在加紧进行中。10月17日，《自然》杂志刊发了两篇论文，宣布国际人类基因组单体型图研究项目联合体已经完成人类基因组单体型图（HapMap）的第二代版本。HapMap是对单核苷酸多态性（SNP）的深入研究，SNP是指对不同个体的基因组进行比较，从中找出DNA的基本组成单元——单核苷酸之间的碱基差别。正是这些SNP形成了个体之间0.1％的基因组差异，并由此决定了个体差异。
    “HapMap正是要找出差异的规律，了解在群体水平上的个体差异。它不是针对某几个基因，而是一个非常笼统的东西。”曾长青解释道。曾是中国科学院北京基因组研究所的教授，参与过单体型图“中国卷”的工作。在第一代的基础上，第二代HapMap额外研究了210万个SNP，令总的SNP达到310万个。
    曾长青将单体型图比喻为一个巨大的遗传用表，“我就是一个造表的，”她解释说，“有些人研究心脏病，有些人研究糖尿病，而这个表就提供了一个检索功能，让这些人各取所需。”
    曾长青认为，“个体基因组是个好东西，但是，现在太贵了，虽然华大现在能用2000万元测一个全基因组，但还需要更大的突破”，而单体型图是这个过渡阶段的方案，在对疾病的研究上，“单体型图非常有用”，它能“在全基因组水平上解释个体差异”。
    但是事实上，“个体基因组时代已经开始了，虽然开始不等于普及”，曾长青觉得，自从第一个个人基因组图谱出现，就意味着我们已经跨入了个体基因时代的门槛。