我国科学家10月在深圳宣布，世界上第一个黄种人全基因组标准图绘制完成。承担该项目的华大基因研究中心称，这是我国在承担国际人类基因组计划1%任务、国际人类单体基因10%任务后，用新一代测序技术独立完成的100%黄种人基因组图谱。
从承接1%到实现100%的跨越，作为人类基因组计划中国部分负责人，中科院北京基因组研究所所长、华大基因研究中心主任杨焕明的心中，有说不清的酸甜苦辣。
“生物资源成为继国土资源之后的又一可供再争夺、再占有的战略资源。”杨焕明曾经在一篇文章中很明确地表示，“人类基因组计划所发展起的战略与技术，使生物资源由原先的群体种质资源转变为序列化与信息化。”生物产业的特点是资源依赖性与资源信息化。
“不认识到这一点就有可能使我们的生物资源流失，使生物产业失去源头与上游，建立的生物技术也会成为无米之炊。”这是杨焕明他们的一致看法。
首个黄种人基因组图谱
至今让他记忆犹新的日子，是在1999年9月1日。
当日，国际基因组计划第5次战略会议在伦敦召开，准备接纳中国加入国际测序俱乐部。首先遵循的是“百慕大原则”，规定所有符合要求的数据都应在24小时内上网。
“我们需要在5分钟之内，汇报实验室所有情况，包括面积、设计、多少人、机器跑一次可以生产多少数据、准确率等，再加上我们已递交给国际基因数据库的数据，来证明我们已做了多少工作。”杨焕明这样向记者回忆道，“还有一个非常详细的预算。根据这样的运行，可比成本要多少，能不能保证这笔钱落实。”
最终，这些条件，“我们都保证了”。杨焕明说。
“我国承担的工作区域位于人类3号染色体短臂上，约占人类整个基因组的1%。”杨焕明说，“这一项目由科技部、中科院和国家自然科学基金会组织与资助，具体实施单位为北京华大基因研究中心、国家人类基因组北方研究中心和国家人类基因组南方研究中心。”
就在中国完成人类基因组计划1%任务后，随后的国际人类单体型图计划中，中国又承担了其中10%的工作量。
“人类单体型图计划”简单讲，就是研究白人、黑人和黄种人有哪些不同，比如，白种人为什么会对感冒特别敏感，而黄种人觉得感冒只是一种小病等。
有人将个体全基因组序列图称为“人体的第二张解剖图”，其作用是通过分析人体染色体碱基序列，获得个人基因组，以帮助预防遗传疾病，并实现个性化治疗。目前全世界共发现2000个与疾病有关的人类基因，其中1500个已在美国用于临床诊断。
“个体差异总是大于任何人种、种族的。”杨焕明说，“人种之间、族群之间、群体之间，确实存在着一定程度的差异，这些细微的差异已足以成为第一代能识别‘敌’‘我’的种族或群体特异性生物灭绝武器。”
杨焕明举例说道：“从人种来说，白种人中常见对艾滋病病毒有天然免疫功能的人，但是在亚洲人(黄种人)中还没有发现或者是极为少见；而中国至今没有发现过的囊泡纤维化，在白种人中的发病率却为1/400。”再比如，“从群体说，中国南方并不罕见的蚕种病患者，他们一个基因组中的细微差异可能使他们吃上几颗蚕豆便会毙命。”
为什么中国要参与人类基因组计划？杨焕明告诉记者，这可以使中国平等分享该计划所建立的所有技术、资源和数据，并使我国成为世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家。
DNA双螺旋结构发现者之一的詹姆斯·沃森也认为，中国的基因组研究机构“可以和世界上任何一个国际同类机构竞争”。
“中国要有自己的数据和参考样本，进而掌握自己的基因检测技术。有了黄种人特有的医学遗传图谱，才能全面筛选黄种人群特异性疾病基因，为后期预防医学研究做好铺垫。”深圳华大基因研究院院长汪建告诉记者。
为全新基因医疗手段打下基础
此次黄种人基因图谱首次绘制完成，杨焕明和他的同事们认为，正是给未来推行的全新基因医疗手段打下了基础。
“由于黄种人突变位点与白种人不尽相同，不能完全照搬国外的诊断标准。”杨焕明这样设想， 10年后，只要花费1万元就可以拥有一张自己的个人基因图谱，帮助提前发现恶性疾病和进行个体化治疗。杨焕明更乐观预测，基因预测、基因预防、基因诊断、基因治疗将使整个医学改观。
“这个计划可以说是国际千人基因组列序计划的组成部分之一，但属于为我们在自己的土地上测定自己的第一个基因组，跨出了第一步。”杨焕明对此颇为自豪。
下一步，华大基因研究中心将再绘制99个中国人个体全基因组序列图，构成中国人群遗传和多态性标准图谱，使之成为基因与医疗和健康的关键组成部分。
他们预想，今后对于遗传疾病，只要根据患者个人的基因图谱，“逮住”其中出了问题的基因，然后用最直接的办法使基因恢复常态。
“简单说，拥有了自己的基因图谱后，就可以像查字典一样，把生病器官最根源的决定者找到。”华大基因研究中心负责人说。
“由此可以根据每个人的‘基因特点’对症下药。”而“二十一世纪的医学，也就是个体化医学。”根据杨焕明的设想，以“基因图”作为生活中饮食起居的“参考书”，并有可能通过调整生活方式、改善生存环境与我们的基因更和谐。
不过，也有专家指出，人类基因组测序的完成只是一个基础工作，要彻底探究明白人类基因的功能与表达还有很长的路要走。
中国人基因测序，仅走到门边
这对于普遍认为的基因遗传研究其价值到底有多大？杨焕明介绍说：“生命最主要特点是遗传信息从亲代到子代传递的连续性，即‘龙生龙、凤生凤’。”
此不仅反映了生物的连续性，更重要的是反映了生命遗传的稳定性，而这一稳定性基础，便是遗传信息在复制与传递中的准确性。
“DNA的碱基序列，就像电子计算机‘单码’一样，具有最基本的信息单位，所有的遗传信息都是由这样的‘单码’编写的。”杨焕明说。
“基因组学在短短几年，已从根本上改变了我们对生命、包括对人类自身的认识，改变了生命科学的观念，以及研究策略、规模与方法。”杨焕明告诉记者，尤其“基因组学也是我国难得的已居世界前列的领域”。
他说，在健康和生物医药方面，人类基因组序列图的意义在于通过对疾病发生和发展机制研究，发现一批可用于基因药物、疾病诊断、风险预测、药物靶点或生育控制的功能基因，从而发展疾病诊断、治疗，而基因工程药物、基因治疗、生物芯片诊断技术等市场未来比较广阔。
临床上，基因组研究将识别所有常见疾病的遗传和环境因素，通过基因组学研究改善发展中国家人群的健康状况，预期到2030年将基本完成鉴定和识别主要的复杂性疾病，如心血管疾病、代谢和内分泌疾病，并阐明这些疾病及恶性肿瘤的发病机制。
就目前研究来看，癌症病人和精神疾病病人或将成为基因研究最大和最先受益的人群。
基因之父詹姆斯·沃森在2006国际基因组学大会上称，肿瘤通常是DNA受损后，健康细胞产生缺陷并无限制分裂导致的，因此，通过解读人类基因的遗传机理，就可以知道病人或正常人有哪些基因发生了突变，从而选择最佳防治方法。
同样，精神疾病防治也会因基因技术发展有大的飞跃，沃森表示，精神疾病有明显的遗传特征，人类基因图谱绘制成功后，它将能以此为对照，帮助找到疾病发病机理和基础，做出防范。
不过，在实际运行过程中，“人类疾病和基因有一种‘说不清楚’的关系。虽然基因组测序工作已全部完成，但到目前为止真正搞明白的只有两万多个基因，还有很多基因功能不清楚。”为此专家认为，疾病是每个人的基因型和环境相互作用的结果，从个人基因组图谱中获得的知识，还要与环境因素结合起来考虑。
对于绝大多数常见肿瘤来说，个人基因图谱只是提供参考信息，不能因为某个人的某个基因缺陷，就认定其将来一定会患肿瘤。此外，蛋白质的表达、修饰也并不完全由基因来决定，后面还有一系列的复杂生命过程。
“这说明，个人基因组图谱具有‘两面性’。” 工程院院士程书钧这样认为，如果合理使用它，把其作为认识某些单基因疾病或复杂疾病的重要参考信息，是非常有用的；反之，过度解释和夸大这张图的作用，特别是夸大其在复杂疾病诊断上的作用，在当前医学研究还不很完整、人类对很多疾病认识还很肤浅的情况下，可能会适得其反。
但不管怎么说，我国在世界人类基因组计划中分担了1%，而目前中国人的第一位黄种人基因组图谱工作已经完成，“从前沿技术角度来说，我们跟世界同步，这是有战略价值的。”卫生部一位专家告诉记者。
不过他同时认为，虽然从基因角度弄清楚了中国人具备哪些特征，但不等于这个问题之后，很多事情都能解决。
“对某一类中国人染色体基因组搞清楚，与中国人疾病原因可以搞清楚，这是两个概念。”该专家介绍，基因是基础，但不同的人有不同的疾病表现形式。
事实上，染色体中的位点与疾病相关性研究才刚刚开始。“我们只是走到门边，后续还有很多事情要做。”他说。
成本和未来机会
DNA分子在细胞核内的染色体上，由两条相互盘绕的链组成，每一条链都是由单一成分首位相接纵向排列而成，这种单一成分被称为碱基，碱基有4种，分别简写为A、T、G、C，它们排列组合构成基因。
根据专家介绍，人类基因组计划的目的，就是把人类23对染色体上的碱基排列顺序一一测试出来，以供科学家进一步研究。
美国普林斯顿大学教授钱卓认为，基因图谱的完成就似编撰了一本大字典。可通过查阅哪一段A、T、G、C的排列组合表示哪个基因；同时，这个基因决定了人类的哪种行为。
“如果确定了这些，人类将可能通过药物改变自身的基因来治疗各种与遗传相关的疾病。”进行此项研究的专家预想。
人类基因组计划(HGP)最早于1990年10月在美国启动，其核心是分析人类基因组DNA分子的碱基排列顺序，绘制成序列图。随着英、日、德、法等国的响应，使HGP演变成大型国际科技合作计划，中国作为唯一的发展中国家参与其中。
2000年6月，HGP完成了人类基因组序列的“工作框架图”；2003年4月14日，美、英、日、法、德和中国科学家宣布共同绘制完成人类基因组序列图，跨越13年的国际HGP提前完成。
“此次完成的人类基因组序列覆盖人类基因组99%的核苷酸序列，误差小于1：10000bp(碱基对)。”杨焕明介绍，同时，“全世界都可以通过因特网上的公共数据库不受限制地免费获取这些信息。”
北京华大基因研究中心博士张猛说，虽然在5月初我国科学家就宣布完成了1%的基因草图任务，但他们仍在不停测试，以进一步提高精确度，而“测出的序列通过电脑在24小时之内到达了国际人类基因组计划的公共数据库里”。
同时，随着新测序仪器问世，以前耗费几年和数亿美元的项目，现在利用新技术可在几个月内花几千万元就能完成个人基因组图谱绘制。
当然，由于人类基因组约有30亿个碱基对，虽然测序成本一直在下降，但测定一个人的全基因组图谱，成本仍然十分昂贵。
“如果把成本降到1万美元，将来也许会有更多的人能拥有自己的个人基因组图谱。”沃森认为。
对于该项科研成果的商业应用前景，汪建表示：“目前国际人类基因组计划和‘炎黄计划’就是要造福人民，换句话说就是拥有巨大的商业价值。”他说，这项计划，使当下很多普通人可以企及，“比如器官移植，配型的过程相当重要，其实质就是基因比对，最简单、最可靠的技术实际上就是基因测序服务。”
不过，并存的问题是，如何更好地保管、使用和为这份包含了个体所有遗传信息资料的“身份证”主人进行资料保密；以及目前实行全球免费共享的人类基因组计划全部测序图，未来一旦出现不同人种之间的医学遗传细分图时，人类和投资方是否还愿意继续执行免费共享标准？这些问题如何解决，仍存在于科学家的研究过程中。
杨焕明
●1952年10月生，浙江温州人
●1979年考入原南京铁道医学院，1982年获硕士学位，并留校任教
●1984年～1988年，赴丹麦哥本哈根大学学习，获博士学位
●1990年～1992年，哈佛大学医学院博士后
●1992年～1994年，加州大学洛杉矶分校博士后
●1994年~1998年，中国医学科学院协和医科大学任教授、博士生导师
●现为中科院北京基因组研究所所长、华大基因研究中心主任
主要成就：
●主持完成的“人类基因组计划——中国卷”，使中国成为这一被称为“二十世纪登月计划”的宏伟项目的成员国
●2003年，“华大基因”在水稻基因组完成图、家蚕基因组“框架图”的绘制以及SARS冠状病毒的基因组研究及建立诊断方法上作出了新的成绩
