时间：2023-05-31 09:21:31
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人类基因组计划的意义，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
向人类疾病宣战
面对人类身上10万个基因30亿个碱基对，要真正破解人类生老病死的奥秘，并且找出它们各自所对应的遗传机理,这项浩大的工程才刚刚开始。
除了解码基因，人类基因组计划开始了另外一项工作，完成一个多人种相互对应和比较的医学遗传草图。这项计划试着在全球选择了380多位白人、黄种人、蒙古人种和黑人，并通过遗传基因的彼此对照，比较这些不同种群在人类进化过程中存在的不同结构。
科学家们希望通过比较，了解这些人种结构的不同能否对指导不同人种的生活方式和临床用药有所启发。这项研究将从基因的层面，探究个体对糖尿病、肿瘤等疾病是否敏感以及个体患上某种疾病的几率。
过去5年，科学家们一直试着解决这样的问题，但在不同的人种之间，情况千差万别。“相对于30多亿的种群人口而言，我们仅仅选择了四个种群中不多的人来做比较试验，因此并不能完整地代表每个人种的基因组状况。”一直参与这项计划的中国科学家汪建说，“因此，就目前我们的研究进展情况看，还不能回答有多少因素是我们在出生前就被父母亲的遗传锁定的。”
他认为，人类基因组计划要解决这个难题，需要对成千上万的个体进行大数据量的社会调查和精确测算。
不过，就目前的研究来看，癌症病人和精神疾病病人将成为基因研究最大和最先受益的人群。基因之父、DNA双螺旋构造的发现者詹姆斯・沃森称，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，从而选择出最佳的防治方法。同样，精神疾病防治也会因为基因技术的发展而取得质的飞跃。
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，帮助找到疾病发病的机理和基础，从而做出有效的防范措施。
破解癌症的密码
在六国科学家的共同努力下，人类基因组的框架图得以绘制完成，精细图仍在不断的完善之中。在此基础上，美英两国又启动了癌症基因组计划。
国际人类基因组计划总协调人弗朗西斯・柯林斯透露，癌症基因组计划总投资1亿美元，作为一项前所未有的创新性研究计划，这项研究在初期将主要针对脑癌、肺癌和卵巢癌三种疾病开展――这是美国发病率最高的癌症疾病。
柯林斯说，这项计划的规模、工作量和创新程度将会是人类基因组计划的1000倍甚至10000倍。“因为人类基因组计划只是对一位白人的基因进行解码，而该计划在每种研究的癌症中都会收集至少几百个样本，每个样本都会被精细分析进而找出致癌的真正原因。”这位来自美国国立卫生院国家人类基因组研究中心的主任说，目前他们已向中国发出正式邀请，并且相信“中国会成为癌症基因组计划的主要参与者与重要贡献者”。
中方对此表现出了积极的态度。在中方的设计方案中，中国将与美国在两个方面开展合作：一是延续美国已经开展的研究项目。目前的研究表明，部分已发现的肿瘤的遗传性变化确实具有人种特异性。二是针对美国尚未开展研究，而在中国发病率比较高、危害比较大的肿瘤。另外，中方还将研究肿瘤发生的共性问题。
中国目前还没有明确对具体哪个肿瘤开展研究，但是研究对象至少要具备4个技术上的要求：发病率比较高、危害比较大、增长速度最快的肿瘤；具有一定中国特点，在中国发病率比较高的肿瘤；原来研究基础比较好的肿瘤；以及确实能帮助阐明肿瘤的发生与发展机制、具有特殊临床意义的肿瘤。
尽管到目前为止，癌症基因组计划尚未形成像人类基因组计划那样，有明确参与国家、每个国家承担多少任务的具体计划，但柯林斯坚定地表示，他们将像上次的人类基因组计划合作一样，将此次癌症基因组计划做成一个有国际影响力和关注度的国际项目。
10年内个人可望拥有基因身份证
目前，可以进行基因检测的疾病涉及行为疾病、癌症、结缔组织疾病、内分泌疾病、泌尿生殖系统疾病、免疫系统疾病、生长发育疾病以及和血液、牙齿、眼睛、胃肠、心脏、肝脏等有关的疾病等。
近年来，在美、英等国，科学家尝试将基因检测方法应用于医学领域，一些高校还设立了基因组医学中心或者分子医学实验室。
事实上，人类基因组计划启动以来，对于医学和科学专家寻找致病基因和探究致病的机理已开始起到关键性作用。1990年人类基因组计划尚未启动之时，人类仅仅发现了不到100种疾病。而到了2003年，这个数据一举跃升到990种，而在随后的短短3年半时间里，这个数量上升到了1292种。
但由于大部分人类基因是否和疾病有关尚是个未知数，目前的基因检测仍然只是初步阶段。
人类基因组约有30亿个碱基对，虽然测序成本一直在下降，但是测定一个人的全基因组图谱，成本仍然十分昂贵。虽然有了全人类的基因组图谱，但是每个人的基因组仍有不同之处。
人们何时能有属于自己的基因身份证？“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。”在78岁的诺贝尔奖获得者沃森看来，绘制人类全基因图谱成本降低到1000美元的“梦想”，估计要到十年以后才可能出现。
不过，在人类对基因益发了解的同时，基因研究也引发了许多问题，特别是极大影响了生物多样性，而生物多样性正是自然可持续发展的基础。另一方面，基因研究也引起了人们关于伦理和道德问题的大讨论。
比如说，随着基因技术的发展，“天才论” 、“血型论”有可能死灰复燃。是否能用基因技术来造就各方面能力均衡的所谓什么方面都正常的人，一直是一些科学家力图追求的目标，也一直成为社会争论的话题。
生命的天书
如果说人类基因组计划是为了精确地撰写生命之书，那么当2003年，这个堪比“曼哈顿计划”和“阿波罗登月”的工程收工的时候，科学家们却发现，他们仍然看不懂这本谜一样的天书，仍然不能完全揭示生命的奥秘。同年9月，一项名为“DNA元件百科全书”（The Encyclopedia of DNA Elements，简称ENCODE）的庞大“解密计划”渐渐开展起来了。终于，历时9年，耗资1.5亿美元，来自5个国家32个研究机构的442名科学家，终于在2012年的9月5日以同时发表30篇论文的方式，向世人展示他们杰出的研究成果，宣告这个继人类基因组计划之后最大型的国际合作项目的完成。然而颇为讽刺的是，在这最近的几十年里，ENCODE这部天书中的研究主体，却被普遍认为是没有生物意义的“垃圾DNA”。
此垃圾非彼垃圾
要说人体内有一点垃圾你也许能接受，但是有的“垃圾”永远地存在于你的体内，你能接受吗？1972年，一位名叫Susumu Ohno的遗传学家提出“垃圾DNA（Junk DNA）”这一概念，并在随后的几十年里，这一概念被用来形容那些基因组上没有生物学意义的非编码DNA序列。由于当时的人们普遍认为蛋白质才是决定生物性状的关键，同时也没有一种好的理论和技术手段来解释这些“垃圾”存在的原因，于是在这随后的时间里，“垃圾DNA”这一观念，渐渐根深蒂固起来，并影响着人们对于基因组的认识与研究工作，而著名的科普刊物《科学美国人》（Scientific American）甚至宣称，这一“邪恶”的观念，已经迟滞了人们对基因组学的研究。
2003年人类基因组计划完成之后，人们发现人类的全基因组包含了超过30亿个碱基对，大约20000个基因，但是把这些基因的序列加起来，却仅仅占全基因组长度的1.5%！这个数字，甚至没有某些植物和毛毛虫的多！难道这么1.5%就能解释同卯双胞胎的差异，能帮助人们找到各种疾病的原因？难道作为地球主宰的人类，基因组中的98.5%竟然是垃圾？难道造物主能容忍一部100分钟的电影，有98.5分钟都是广告？人们疑惑了，质疑了，并且开始行动了！
发现意味着挑战传统
十年磨一剑，虽然这个计划还有需进一步补充完善的地方，但是，它已经颠覆了我们的传统思维，将我们带入了一个新的基因组时代。
正如基因这个词，“DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列”这一解释已经植根于我们的脑海中几十年了，并且已经将DNA序列与生物性状两者间画上了根深蒂固的等号。然而当ENCODE这部生命天书完成，科学家们发现多达400万个基因开关和功能调节因子占据着大约20%的基因组序列的时候，基因的概念也随之动摇而变得陈腐了。想象一下，每个基因对应着差不多200种各类型的调节方式，而不同的调节方式又决定着差异的生物性状，那么真正影响生物性状的，或者说生命的精髓，不应该是那些核苷酸序列本身，而是那些丰富的调节方式，是那些调节后的转录产物。于是就有人提议，基因的概念是否已经过时，是否应该重新定义为那些具有生物意义的转录本？新一轮的争论由此开始了。
以前生物医药研究的重点在于寻找导致疾病的致病基因，虽然发现了这么一些基因，也解释了一些疾病的机理，可是，几十年过去了，并没有更多的疾病被人类所攻克。对于这种瓶颈，科学家们疑惑不已，怀疑是技术手段的缺陷或是筛选的样本不够充分，抑或是有些新的基因并没有被发现。与此同时，人们也发现，同一种治病手段，用在不同人的身上，所起到的效果并不一样，甚至有时导致截然相反的结果。这种差异被人们解释为环境和遗传共同作用的结果，然而环境是如何去影响并调控机体的，却又没有完美的理论和机制去解释。种种疑虑随着ENCODE的完成，得到了一种较为合理的解释。疾病的产生，也许并不是某些基因的缺陷，而是复杂的调控网络出现了紊乱，而人与人个体的差异，恰恰也是源于这种调控网络间的差异，同一种手段去干扰这种网络，自然会得到不同的结果。因此，伴随着这种机制的逐渐揭示，个体化医疗必将走近人们的视野，诊断、治疗这种传统的医疗模式也将被逐渐淘汰，代之以检查、分析、制订个体医疗计划、治疗这种新型的医疗模式，疾病预测和治疗手段也将更加人性化和精确化。
激动之余请淡定
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
生命科学的研究重点，正从基因组学的基础数据积累转为系统生物医学和整合生物技术的转化研究。 人类基因组计划虽然已告一段落，但基因组科学并未结束。随着基因组科学自身的不断发展，它正带动生命科学和医学进入一个新境界。 基因组研究的最终目的是为人类健康服务，而做与医学相关的基因组研究，中国可能拥有世界上最好的条件。
基因组科学的新机遇
基因组研究，特别是人类基因组研
究和人类基因组计划，是涉及人类重大
发展关键、追求重大科学数据积累和重
大科学发现，同时又具有完整而长远的
科学目标，学科交叉、多技术综合，有
组织、有计划的大科学研究和大科学工
程。第一次将这样的“大科学”概念引
入中国的生命科学领域，是一场革命。
由于人类基因组计划的实施，“大科
学”和“小科学”之间的联系已经并正在日益加强。在今天这样的基因组时代，没有一个在从事分子生物学、生物化学和细胞生物学的“小科学”研究的科学工作者可以说，他们未从人类基因组计划和人类基因组研究所产生的海量数据中受益！而与基因组相关的其他“组学”的兴起，又进一步推进了“大科学”与“小科学”的紧密结合。这样的结合给生命科学和生物技术发展所带来的深刻而长远的影响，只能说是“革命”！
人类基因组计划对中国而言，也是在生命科学领域里的一次“思想解放”。它使中国的生物学家认识了靠什么“引领学科前沿”，什么叫“国家战略需求”；它激起了中国生物学家敢于挑战重大科学问题和勇于投入国际竞争的豪情壮志；它也锻炼了中国生物学家善于组织科技队伍，精于统筹协调，实施重大科研项目的综合能力。
中国的生命科学工作者，以十年坚持不懈的奋斗，实现了中国人类基因组计划的主要目标，实践了自己的承诺。一方面在前沿领域弄潮，重点放在合成生物学、干细胞等方面，另一方面强调造福社会。
催生医学新模式
正是由于人类基因组计划的完成以及整合生物学和系统生物学，使得人类可以对疾病进行更有效的早期预防和早期干预，产生了预测性、预防性和个体化的3P(predictive，preventive，personalized)医学模式。这个模式，开辟了慢性疾病的早期预防和早期治疗的新途径。生命各系统具有从简单到复杂，从低级到高级，自组织、复杂化的演变趋势，认识这一带有普遍性、全局性的科学研究规律，一旦突破，将有望带来革命性的变革。 最近，又提出了第四个P，即参与性医学(participatory)，意指每个个体均应对自身健康尽责，积极参与疾病防控和健康促进。4P医学模式的表述更能体现以人为本。
为适应这样一种新的生物医学格局，各国的卫生界，特别是卫生科技界都在进行新的思考，在这样一个十字路口，卫生科研应有怎样的作为？上世纪美国人提出了“健康美国人”计划，提出了28个关注的焦点。美国国立卫生研究院又在此基础上，提出了一个通向医学未来的路线图，其核心就是通过现在生物学的转化研究，来打破预防疾病的瓶颈。 走中国特色的发展道路
根据我国国情，我们正在组织专家进行“健康中国2020”战略研究，已经提出了若干关注目标，其中慢性病和西方社会非常相近，但也有一些特点，如中国人患糖尿病的倾向实际上比西方人更加明显，高血压的发生率也很高，从而导致脑血管意外的高死亡率；癌症已经成了国人的第一杀手；重大传染病，包括艾滋病、肝炎、结核病、血吸虫病等治疗任务也很艰巨。另外还有心理健康，近年才引起重视，还有职业及环境健康、食品安全和饮用水安全等一些与我国发展阶段相关的健康问题。在这样一些重点领域，我们正在策划一些重大的行动计划。例如，我们已经下决心要扩大乙肝计划免疫的范围，争取早日将肝病大国的帽子扔到太平洋里去。国家最近也启动了重大传染病防治专项，以期在艾滋病、结核病、血吸虫病的防治方面取得更大的突破。
以预防为主，结合中医“治未病”的亚健康干预计划，还有应对人口老龄化的行动计划，健康教育和健康促进，烟草控制和酒精控制等，需要多个部门的配合。实现这些计划，需要体制方面的支撑，需要国际合作的支撑，当然也离不开政府财政投入。但是，归根到底，还是要依靠科技的力量。在这里，一个非常重要的理念就是既要攀高峰，占领前沿，又必须让广大人民群众分享科技带来的成果。在一个有13亿人口的大国，讲基因组、讲系统生物医学，就要既尽可能地提供分子标志、药品靶标等有未来应用价值的高科技成果，同时也要为疫苗设计、大宗药品的工艺改进、基于人群流行病学的健康干预等提供适宜技术。
另外要把卫生产业看成是未来重要的服务业。服务业现在我国国民经济中的比重不到40％，而其中的医学服务业又只占到10％多一点，实际上卫生产业完全可以成为促进内需、拉动经济可持续、又好又快发展的抓手。现在是我国卫生科技创新发展的关键时期，我们要依靠科技自主创新，努力推动医疗卫生改革健康快速发展，早日实现健康中国、和谐社会的宏伟目标。
人类基因组学研究的新进展
——访全国政协委员、九三学社中央副主席马大龙
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
王菡娟
随着人类基因组计划的完成，有关
基因的话题一直备受公众的关注。为此，
记者日前采访了全国政协委员、九三学
社中央副主席马大龙。
人类基因组计划是人类文明史上伟
大的里程碑
“人类基因组计划于1990年启动，
计划花费30亿美元解析人类23对(24条)
染色体30亿对核苷酸的全部序列。2000
年完成了人类基因组的工作框架图；2003年完成精细图；2006年完成全部染色体的注释。这是人类文明史上的一个伟大的里程碑。这样一个伟大的„科学计划‟，将为生命科学带来巨大的冲击。”马大龙告诉记者。
随着人类基因组被破译，一张生命之图将被绘就，人们的生活也将发生巨大变化。今后人们对自己的基因有了更详尽的了解，基因分析、基因药物、基因治疗、个体化治疗已经走进人们的生活，将对人类的健康产生重大影响。
人类基因组研究已经进入了新阶段
“人类基因组精细图的公布，标志着现代医学的发展已逐步进入基因组医学时代。人类功能基因组学研究就是以全基因组为背景，开展人类基因及其编码蛋白的功能研究，从而尽可能全面地揭示生命的奥秘。目前，基因组医学对疾病诊断、恶性肿瘤、器官移植、精神疾病、心血管疾病、传染病、制药、医学伦理以及基因治疗等方面的重要影响已初见端倪，人类基因组为药物开发提供了新源泉。”马大龙说。
人类基因组计划完成后，国际上人类基因组的研究已经进入新阶段，随着两项基因组技术的重大革新及其推广应用，极大地推动了基因组医学的发展:一是全基因组关联分析(genome－wide association study，GWAS)技术已经大规模应用，不断有重大疾病的新易感基因被揭示，很多复杂性疾病的遗传因素正在逐步阐明，为常见多发病的易感性分析提供了重要的基础；二是廉价高效的新一代基因序列分析技术进入实用化，越来越多的个人基因组完成全序列解析，千元基因组(即花1000美金完成个人全部30亿对DNA的序列分析)即将进入市场，“百元基因组”时代也有可能到来。科幻小说中描写的每个人掌握自己全部遗传信息数据的前景有可能成为现实。此外，在短短的几年内，完成了一系列基因组学研究的新计划，例如人类基因变异图谱、癌症基因组图谱、人类功能基因百科全书等已经初见成果。有理由相信，在不远的将来，人类基因组的新成果将会与每个人息息相关。 完全破解“生命天书”尚需时日
但马大龙表示，“目前虽然完成了绝大部分基因的序列分析，但一半以上的人类基因的功能还是未知数。要想读懂„生命天书‟，尚需时日。”
马大龙同时还认为，人类基因组计划完成也为社会带来了一些潜在的问题。首先是伦理问题，比如个人DNA隐私问题，有可能对其就业、保险、生活产生歧视；其次是基因组的所有权问题，如何保障遗传材料提供者的“知情同意权”；还有就是基因滥用问题，比如基因改造新物种问题，人类生殖细胞的基因改造带来的危险，基因重组导致新致病微生物出现等
等；针对这些新问题，需要加强立法来规范个人基因组数据的使用和基因研究的限度。 我国仍需加大对人类基因组学研究的支持力度
人类功能基因组学研究涉及众多的新技术，包括生物信息学技术、生物芯片技术、转基因和基因敲除技术、酵母双杂交技术、基因表达谱系分析、蛋白质组学技术、高通量细胞筛选技术等。这一领域的研究关键是思路创新和技术创新。我国在基因研究领域的技术创新与世界发达国家相比还有很大的差距，仍需国家加大支持力度。”马大龙说。
基因组研究是一个长期的过程，需要长线投入和战略布局，而我国目前对于基因组学研究的投入缺乏一贯性和连续性。“十五”期间，投入较多，“十一五”投入明显减少，甚至一些计划内的经费不能兑现，这种做法势必影响我国在这一领域的整体实力。国家对于基因组研究的支持应着眼长远，避免急功近利。
据悉，在“十一五”期间，国家重大专项“重大新药创制”设立了基于功能基因组的生物技术药物开发关键技术平台的课题。国家“863”计划生物与医药领域共设立4个重大项目，其中有2个是基因组相关的项目，包括“功能基因组与蛋白质组”及“重大疾病的分子分型和个体化诊疗”。北京大学人类基因研究中心参与了功能基因组与蛋白质组重大项目中“人类重要功能基因的开发研究”课题，在建立规模化的人类重要生理功能基因克隆化、鉴定、重组蛋白表达、细胞水平与动物整体水平的筛选、系统性的基因功能研究，并最终在基因组药物和药物靶标的开发上已取得了一定的进展。一些成果为我国创新药物的开发打下了基础。 马大龙表示，随着技术的进步，在不久的将来，基因组学必将为人类健康服务发挥重大作用。
马大龙
现任第十一届全国政协委员，北京市第十一届政协副主席。九三学社第十二届中央委员会副主席。北京大学校长助理、北京大学医学部主任助理。教授，博士生导师。
未来医学将从防病治病转向维护和增进健康
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
巴德年
根据现代医学的发展轨迹和社会发
展趋势，未来20年或30年，医学将发
生很大的变化，具体体现在以下几个方
面:
一、医学的任务将从以防病治病为
主逐步转向以维护和增进健康，提高人
的生命质量为主
未来，寻求医学服务的不仅仅是患
者，也有相当数量的正常人；求医问药
的也不仅仅是因为躯体的病患，而相当
多的是期望得到生活指导和心理咨询。
医生开出的处方不仅有去药房取药的药
方，还有生活处方。医学的对象将从以
病人为主逐步面向整个人群，整个社会。
有相当数量的医生(有些国家有半数左
右)是从事社区服务的全科医生。更多的
人在社区医学服务的基础上，他们将以
要么方便就医，要么择优就医的方式，来选择他们的就诊医院。因此，特别希望卫生主管部门在规划卫生资源时，不单单考虑地域分布，还要充分考虑时间、空间、人间互相关系的优化，在交通最便利的地方，花费时间最少的地方，配置急重症抢救中心；在环境幽雅、阳光空气俱佳的地方，配置面向未来的医学中心。
二、信息学、生物信息学将改变医学工作方式
长期以来，精心保存的厚厚病历，将被一张小小的卡片所代替，这张卡片也许只有名片大小，最多2~3张，就足足可以记载一个人一生的病情和诊断经过，甚至包括全部的影像诊断资料。所谓病历，不再只是在某医院、某时期的病情档案，而是这个人一生的健康与疾病的记载。可以预料，不会或不甚熟练操作计算机的人，恐怕难以成为一个未来的好医生。人类基因组工程的完成，预示着要想知道每个人的基因图谱，都将成为可能。医生可以根据这张图谱正确作出某些疾病的基因诊断和预测某些疾病的可能性，进而实施基因治疗和生活指导。
三、医学工作的范围将从“出生到死亡”扩展为“生前到死后”
过去一直在说，“人从生下来到死亡，总离不开医生。”如今，在人没生下来的时候(胎生期)，就可以对某种疾病作出正确的诊断，并可采取外科治疗，从而矫正畸形、修复缺损，待手术完毕，把胎儿还纳子宫，使胎儿正常发育，待胎儿成熟后，娩出子宫。这就是所谓的胎儿外科。当今的医院儿科还只是从新生儿开始，不久的将来，在妇产科和儿科之间将会出现一个交叉学科——胎儿医学科。人死后，现在多数为焚烧火化，少数尸体捐献或捐献角膜。但在某些先进国家已有了“脑死亡”的立法，脑死即人死后，由于循环未停，诸多脏器尚可作为脏器移植的供体，是一宝贵的卫生资源，对这样的“死人”，医学不仅要利用，还有许多可研究的价值。
四、第二次卫生革命处于攻坚阶段，人类平均寿命突破100岁已初见端倪
以各种菌苗、疫苗接种为主要预防手段，以各种抗生素和化学疗法为主要治疗手段，控
制传染病的流行，以天花的根绝和脊髓灰质炎的消灭为重要标志，人类第一次卫生革命取得了决定性的胜利。当今，主要威胁人类生命的是癌症、艾滋病、心脑血管病和其他老年病。令人感到欣慰的是，由于整个科学的进步，当今半数以上的癌症可以治愈。可以预计，当今的医学难题——癌症，再过20年有望被攻克；有人已明确指出到2010年前后，预防艾滋病的有效疫苗即可诞生；用正确的生活方式和有效的防治办法，心脑血管病的发病可减少一半。人的平均寿命，有些国家已突破80岁，中国已突破70岁，随着癌症的攻克，心脑血管疾病的防治成就，在2020年到2030年间，人的平均寿命突破100岁的国家便有可能出现。
五、新理论、新技术推动医学向前发展
人类基因研究和神经科学的进步，对解开人类自身的诸多秘密，甚至包括感知、思维、记忆等重大问题，将有决定性意义，这对疾病发生及防治，特别是对精神疾患的发生机理及其防治也许会有新的突破。在生物技术当中，除基因工程、转基因动物之外，细胞工程，特别是干细胞的保存、增殖及应用技术，在相当大的程度上将会引起医疗上的重大变革，使许多过去的所谓绝症，都可以因干细胞的应用而枯木逢春。组织工程方面捷报频传，软骨培养成功，血管培养成功，可以预知，诸多组织培养成功，对修复外科、畸形矫正，以至美容整形都会产生巨大的推动效应。蛋白质工程学也许是继人类基因组工程学之后，最热门的研究领域之一。
六、面对老年社会，及早采取措施
老年人群除了心脑血管疾患、癌症、糖尿病、帕金森病以外，还有近10％的人可能患有不同程度的老年痴呆症，而老年妇女几乎都有不同程度的骨质疏松。因此，老年人群是最需要医学呵护、最需要卫生资源的人群。如果不及早采取有效措施，未来的社会不堪设想，而当“一个孩子”成为社会主要劳动力时，其社会负担将难以承受。同时，随着社会的进步和法制的健全，脑死亡法的及早出台和安乐死法案的颁布和实施，都将是21世纪初叶的重要课题。实施脑死亡法，不仅是对人间伦理的扶正，而且对卫生资源来说，从消耗、浪费到有效利用，有百利而无一害，建议我国抓紧这一问题的论证。1993年，荷兰已正式通过了《安乐死法》。实行安乐死，不仅是人道主义的弘扬，而且是一种特殊人权的体现。当然，立法要严密，程序要严格。无论如何，这确实是一场医学伦理学的革命，应当提倡。 巴德年
十届全国政协委员、中国工程院院士。原中国医学科学院院长，原中国协和医科大学校长、教授。兼任中华医学会副会长、《中华医学杂志》总编、中国免疫学会名誉理事长、中国生物医学工程学会名誉理事长。首次发现抗胸腺自家抗体，从而揭示了高血压大鼠免疫功能低下原因；用胸腺移植等免疫重建方法，在国际上首次提出了免疫与高血压相关的证据；结合我国实际情况，开展癌转移机理及防治途径的研究，率先在国内建立5种高转移动物模型和稳定的高转移性细胞株。
调整医学目的 创新健康保障模式
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
陈凯先
2008年，国家中医药管理局大力推
进“治未病”健康工程，取得了良好的社
会效益。一年来，“治未病”健康工程社
会影响不断扩大，广大群众对“治未病”
的认知度和认同度有了明显提高；行业
内对“治未病”重要意义的认识不断提
高，初步形成了中医特色明显、技术适
宜、形式多样、服务规范的“治未病”预
防保健服务体系框架。
解决全球性医疗危机须对医学的目的作根本性调整21世纪，医学正经历重大变革。早在20世纪90年代，人们就指出:随着生命科学和医学工程技术进步，现代医学已经进入一个以个体化医疗为特征的新时期。但是，医疗费用恶性膨胀引发的全球医疗危机，迫使人们对医学的目的和医学的核心价值进行深刻检讨。为此，1992年世界卫生组织(WHO)组织了一个有关医学目的的国际研究，研究小组4年后，即1996年11月提出的总结报告中明确指出:“目前医学的发展是在全世界制造供不起的、不公正的医学。”“现在许多国家已经走到了可供性的边缘。”
世界卫生组织分析认为，导致这场迫在眉睫的医疗危机的根源是:医学目的出了问题，而不是手段出了问题。“错误的医学目的，必然导致医学知识和技术的误用”。“考虑到医疗服务可以获得巨大利润，情况尤其如此”。要解决这场全球性的医疗危机，必须对医学的目的作根本性调整:第一，把医学发展的战略优先从“以治愈疾病为目的的高技术追求”，转向“预防疾病和损伤，维持和促进健康”；第二，只有以“预防疾病，促进健康”为首要目的的医学才是供得起、可持续的医学，才有可能是公平和公正的医学。
有效控制慢性非传染性疾病要求医学模式的根本变革20世纪以来，抗生素得以发明和广泛应用，严重威胁人类健康的传染病得到有效控制，人类的预期寿命至少延长了10年，人类历史上第一次卫生革命取得了伟大胜利。20世纪60年代，美国政府提出了一个雄心勃勃的攻克癌症的计划，但最终并未达到目的。人类以征服诸如心脑血管疾病、癌症、代谢性障碍疾病、神经退行性疾病等慢性非传染性疾病为目标的第二次卫生革命受阻，也因此启发了人们对现在的生物医学模式，即生物(治疗)医学的反思。
慢性非传染性疾病的有效控制，要求对医学模式进行根本变革，即从生物医学模式转向以人为核心的生理—心理—社会—环境四者相结合的新医学模式。人类对医学核心价值的深刻反思，将导致医学目的的调整和医学模式的转变，这样的调整与转变，必然引发健康保障服务模式的创新与革命。
创新健康保障服务模式
按照新的医学模式所创建的新型健康保障服务模式应当以把握健康为要义，在服务理念、服务准则、服务功能、服务流程、服务内容等方面体现下列基本要求:它应具有先进的服务理念。应当符合医学目的调整的方向，从注重局部病变转向注重人的整体功能状态，从关注疾病治疗转向关注健康维护，彰显以人为本的价值取向。要具有创新的服务准则，应当在先进的理念指导下，充分利用现有的医学科学技术，并体现各医学的优势。应当针对不同人的不同健康状态，进行动态、系统、全程、递进的保障服务。
创新的健康保障服务模式要具有综合的服务功能。应当包括健康状态与风险评估功能、
健康状态管理与服务功能、健康文化传播与教育功能、健康状态管理与经济补偿的承诺功能等方面应当按照服务准则，以控制健康风险、改善和提升健康状态为重点，将实现服务功能的各个要素有机组成前后贯通、系统全程的服务流程。要具有完整的服务内容。应当全面实现服务功能，具有整体性。应当体现对不同健康状态和不同健康风险的针对性，具有个体性。应当满足不同人群的不同需求和不同选择，具有多元性。
以“治未病”为核心理念的中医特色健康保障服务模式
“治未病”在《黄帝内经》中就提出来了，经过历代医家的不断充实和完善，逐步形成了具有深刻内涵的理论体系，其核心就是一个“防”字，并特别强调要达到“防”的目的，关键是要保养身体、培育正气、提高机体的抗邪能力。包括“治未病”在内的中国传统医学的思想理念，更加强调身心统一的生命整体观，和人与社会、人与自然和谐统一的天人合一论，中医传统医学的指导思想为建设新医学模式提供了理论基础，“治未病”和21世纪医学目的调整的方向是完全一致的。
中医特色健康保障服务模式(KY3H模式)以“治未病”为核心理念，以个体人健康状态为中心，融健康文化、健康管理、健康保险为一体，通过结构化设计、规范化模块的系列服务，全面防范疾病发生、发展、变化，并在经济上实现可持续的健康保障——服务模式。体现了保障人的健康必须围绕人的健康状态而非仅仅针对“疾病”提供保障服务，并通过提供健康文化、健康管理和健康保险“三位一体”的服务来预防或减少健康风险，同时提供经济上可持续的保障，其目标是未病先防，既病早治，已病防变。
有关专家学者运用系统科学的原理和系统工程的方法，与国内外已有的医疗服务模式、健康管理经验以及健康保险等，进行了多学科综合分析和系统的比较研究后认为，中医特色健康保障服务模式具有显著的先进性。“治未病”作为中医学的一个经典理念，在现代科技迅猛发展、日新月异的今天，能得到大力推广和应用，充分显示了中医的巨大魅力，体现了中医理念的科学性、先进性和前瞻性。
陈凯先
全国政协委员、中国科学院院士。药物化学家。原中国科学院上海药物研究所研究员、所长。现任上海中医药大学校长、中国科学院上海生命科学研究院党委书记、研究员、博士生导师。
有的放矢，促进我国“个体基因组学”发展
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
杨焕明
基因测序技术的突破，极大地推动
了基因组学以至于整个生命科学的发
展。DNA测序和基因组分型技术，正在
打开个体基因组学时代的大门。个体基
因组学首先是测定多个人类个体的全基
因组序列。预计在3年之内，随着测序
成本的进一步降低，全世界将完成1万
人以上的全基因组序列，而10年里将有
上百万人的全基因组序列被测定。人类
多个体基因组的测序，“将大大增强我们研究基因和疾病及人类其它性状之间的关系的能力”，这是“人类基因组计划”的必然继续、拓展和深入，是了解人类基因组的变异、认识基因组和疾病的关系的必经之路，也是“个体化诊疗”和把健康工作重心前移、实现“上医治未病”的美好前景的必经之路，将给生命科学和医学带来深远的重大影响。
个体基因组测序时不我待
“国际单体型图计划”的重要成果之一，是发现人类不同群体之间的基因组序列差异比原先估计的要大得多。我国的常见疾病的基因鉴定和风险预测亟待中华民族不同群体自己的基因组数据，这是开展我国的“个体基因组”和“遗传检测”，以及常见疾病“泛基因组关联研究”的基础和前提。作为“国际千人基因组计划”的一部分，我国的深圳华大也将很快完成45个随机挑选的无明显疾病的成年个体的全基因组序列。深圳华大已于2008年11月6日的《自然》杂志上发表了完全以新一代测序技术完成的第一个亚洲人全基因组序列。下一步的工作是测定更多的具有群体代表性的正常个体以及重要疾病患者的基因组序列。希望有关基因组信息的研究工作能够列入“十一五”后期和“十二五”健康基因组学研究的重点。否则，我国的“个体基因组”和“遗传检测”，以及常见疾病“泛基因组关联研究”都将成为无源之水，无本之木。
加强“遗传检测”的
行政管理刻不容缓
我们应该清醒地看到，正像生命科学的所有重要进展带来的冲击一样，“个体基因组测序”将带来严肃的社会、伦理和法律问题:一方面，随着世界范围内基因科学的产业化发展，个体基因组信息已经为人类带来了一定的促进作用，我国一些个人和公司也已经开始把“基因预测”推向市场。但有一些临时拼凑的小公司也看到了基因科学的潜在价值，开始以科学做幌子拿着非科学和低质量的检测服务招揽客户。针对这些情况，需要我们国家在各种管理制度、准入制度等方面给出一些切实可行的政策，使这个行业能够健康发展；另一方面，广大民众会因自己的“最大隐私”——基因组信息不能得到有效的保护，特别是对不具备科研和技术资质的小公司提供的廉价服务的必然反弹，有可能使我国“个体基因组”服务和“遗传预测”产业的发展受到比较大的阻碍，从而更加滞后于国外的发展。
首先，应该在法律上保护“遗传检测”可能带来的个人遗传信息泄露而导致的遗传歧视。我国现有的保护个人隐私的法律条文应涵盖保护个人的遗传信息。经过各界的十几年努力，美国国会于2008年3月6日批准了《遗传信息反歧视法案》。2008年5月21日，美国前总
统布什签署了这一法案。至此，至少在美国，个人的遗传信息已经得到了法律的保护，保险公司和雇主将不允许依照遗传信息对任何个人有任何方面的歧视性。应该说，这一法案作为继反对性别歧视、反对种族歧视之后的“反对第三种歧视”即“反对遗传歧视”，具有全人类的、历史性的重要意义。
其二，对“遗传检测”进行严格的行政管理。对提供“遗传检测”服务的公司进行严格的认证和许可制度，对参与“遗传检测”的所有工作人员实现考核和资格鉴定。健康基因组和“遗传检测”将成为重要的产业。美国加州去年对“遗传检测”先关后开的考虑之一，便是每年达40多亿美元的巨大产业规模。同时，“遗传检测”应考虑有经专门训练的临床医生参与对遗传信息的解读和解释，并考虑由临床医生来掌握具体对象进行“遗传检测”的必要性。
其三，严格执行公布个体基因组序列的匿名程序。对公布个体基因组序列的生命伦理和具体实施问题尚在讨论之中。支持者认为，了解基因组变异和疾病的关系，需要个人的基因组序列和其健康状况的直接连接，公布自己的序列是对科学的直接贡献而应该得到社会的鼓励。从研究的角度来说，为了真正地了解人类基因组信息和疾病的关系，需要至少一万人的基因组数据，而这些数据只有通过对每个人公开，才能有朝一日被彻底解读。
而反对者认为，基因组信息是一个人的最重要的个人隐私，如果公布，不仅在法律和伦理上是对他和他的家人的隐私的极度侵犯，而且在实践中将对他们带来各方面的、已知和难以预料的伤害，在执行中也有很大的难度。
毫无疑问，“个体基因组”和“遗传检测”在我国不是做不做的问题，而是怎么做、怎么做好的问题。
杨焕明
中国科学院院士、基因组学家。中国科学院北京基因组研究所研究员。原中国科学院北京基因组研究所所长。
中科院遗传所人类基因组中心执行主任汪健：
不掌握基因技术将失去一大产业机会
人民政协网 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
王菡娟
中科院遗传所人类基因组中心执行主任汪健日前呼吁:
尽快尽量多地掌握基因技术，否则中国将在未来失去对这
一大产业的控制权，哪怕是有一点点，也比被美国人的专
利包围着强。
奥巴马为什么提绿色革命？
“为什么美国在全力推动基因技术，而奥巴马上台第二
天就把克隆技术解禁了，这就意味着它有巨大的产业价
值。”汪健说，基因技术和互联网技术，各种专利叠加在一
块，一个新的绿色革命的基础就已经在美国形成。
为什么中国现在对基因技术投入这么大的精力？汪健
说，因为一个新的技术革命已经开始。人类基因组项目和
人类的健康、医药产业都密切相关。
当20年前美国提出人类基因组计划的时候，计划投入30亿美元；十年前，汪健等人代表中国参与的时候，却是自己凑了400万人民币参加了人类基因组计划。六个国家中，中国是唯一的发展中国家。当时的美国总统克林顿在离任前宣布的科研政绩，人类基因组计划排在第一项科研成果。
由于认识上的不一致，在美国总统小布什执政期间的8年中，基因技术并没有获得实质性的进步。基因的分析技术8年前也走入瓶颈。但是技术上也有突破，汪健把它叫做摩尔定律的变异种，基因的分析技术以每年两到三倍的速度增长，对计算的要求以几乎是每年十倍的速度增长，超越了摩尔定律的增长速度。
中国为什么要抓紧？
汪健说:在过去九年中，基因组计划有8次出现在中国的十大科技进展中，而连续出现在每年的十大科技进展中的项目有四个，包括超级计算机、航天科技、考古进展等。基因组技术主要的驱动力是成本突破，而中国参与基因组计划使得在中国开展基因产业发展的成本大大降低。
万钢曾经表示，基因产业将给中国在不远的将来每年带来上万亿美元的产值。这意味着在技术突破的同时，在大量的科学发现的同时，一个新的产业将必然诞生。
今年是纪念达尔文诞生两百周年，在人类进化的过程中，基因的形成是人类全力探索的新领域。在有争议的转基因领域，汪健认为，目前的研究表明，转基因在生物能源、农业种植上起的作用，不会带来太大的问题。而我国需要解决的问题，是如何在原始创新上取得突破和更好的保护知识产权，否则这个产业无法顺利发展。
汪健呼吁，基因技术作为一个战略资源，中国现在不去攻克它，等到这个产业兴起，中国想再进入的时候就会被国外的专利所包围。现在基本上所有市场上有的转基因和基因育种技术，全部都被美国人申请了专利。
汪健建议，当务之急是在国内形成一个共识，画出基因产业发展线路图，按照时间表走出一个新的产业发展路线。他说，“中国在很多科学领域曾经走了很大的弯路，直至现在，在基因技术上，国内科学界的主流认识和快速推进的美国人的意识相比，还很滞后。中国企业界对绿色革命的核心点的认识也不清晰。”
“建设创新型国家，发展基因技术是一个绝好的机会，我们从参加基因计划，去年我们
单位独立完成了基因重组计划，远远走在了亚洲其他国家的前面。”汪健表示，在未来的产业发展中，以基因科学为主导的发展，将在人类的下一轮产业革命中起到最主要的作用。 (王菡娟)
我国基因工程制药实施产业化始于上世纪80年代末期。随着我国第一个具有自主知识产权的基因重组药物a－lb型干扰素，1989年在深圳科技园实施产业化，国内基因药物产业化大发展的序幕也由此拉开。
截至2003年，我国批准上市的基因工程药物和疫苗主要有重组人a－lb干扰素、重组人表皮因子（外用）、重组人红细胞生成素、重组链激素、重组人胰岛素、重组人生长激素、重组乙肝疫苗等。目前，全球最畅销的十几种基因药物在我国都能生产。
基因药物成为人类对付疾病的新锐，一般来说基因药物，都应有自己特有的作用靶点，或是人体组织、或是细胞膜、或是细胞浆中的某蛋白质和酶。通过这些作用点，药物能发挥最佳疗效。而现有的药物除了作用于治疗的目标点之外，还常常作用于其他部位，因此常常会带来很多的副作用。
基因工程制药将具有药物作用效果明确、作用机理清楚或作用专一、毒副作用小等优点。这些药物会使医生能像发射激光制导“导弹”那样使用药物，而不是盲目对疾病“开火”。
而且，基因工程制药不仅解决传统药物“头痛医头脚痛医脚”的治标问题，还将从基因的个性化角度配制药物，使疾病得到彻底根治，并同时带来制药产业的革命。
从提高人类生存质量角度看，基因工程制药目前主要瞄准一些重大的常见疾病，如艾滋病、癌症、糖尿病、抑郁症、心脏病、老年性痴呆症、中风、骨质疏松症等严重危害人类健康并流行范围较广的病症。
寻找新的药物作用靶点是今后新药研制开发的关键。而人类基因组学研究将为寻找新的药物作用点开辟广阔的前景，它最终揭示的人类基因中至少有几千个基因可作为药物的作用点。
基因工程制药产业发展迅速，得益于我国举世瞩目的基因技术研究实力。我国是唯一参与人类基因组研究的发展中国家，在参与人类基因组计划的美、英、日、中、法、德6个国家中，我国基因组测序能力已经超过法国和德国，名列第四。在6国16个基因组测序中心里，我国位居前十强。2000年完成了1％的人类基因组测序任务，2002年又独立完成了水稻基因组研究。如今又领衔国际人类肝脏蛋白质组研究，这些都是举世瞩目的成就。尤其近年来，在医学和生命科学的几大最前沿的领域，如组织器官工程、生物芯片、干细胞技术、克隆技术等方面也均处于世界先进水平。加上基因重组技术、DNA技术、基因化学技术的进步和发展等，这些都将为我国基因工程药物产业的发展奠定坚实的科学技术基础，将给基因工程药物产业带来深刻的变化和前所未有的发展机遇。
尽管国内基因工程制药企业现状不容乐观，我国生物技术产业与欧美发达国家相比虽有一定距离，但并非不可逾越，这个市场依然被业内人士十分看好。比如我国干扰素的实际消费量不足1亿，但市场潜力相当大，专家们估计能达到4亿―5亿支。尤其经过近10年的努力，我国已造就了若干个具有国际竞争力，甚至能跻身世界基因工程药物产业前列的中国本土上的龙头企业。所以尽管基因工程制药发展道路艰辛，但前景依然十分诱人。
1基因工程与基因板块前景分析
1.基因工程技术的发展与前瞻性，2000年6月26日，“人类基因组计划”成功绘制了人类生命的“天书”，人类的遗传密码基本被破译，标志着生物技术，特别是生命科学技术发展进入到一个新的阶段。人类基因组计划（HGP）与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划一起被称为二十世纪三大科学工程，它同时将贯穿于整个21世纪，被认为是21世纪最伟大的科学工程。早在20世纪上半叶，遗传学家就提出了“基因”概念，即基因是决定生物性状的遗传物质基础。特别是1953年沃森和克里克DNA双螺旋结构模型创立后，进一步从本质上证实基因是决定人类生、老、病、死和一切生命现象的物质基础。至70年代，DNA重组技术（也称基因工程或遗传工程技术）终获成功并付之应用，分离、克隆基因变为现实，不少遗传病的致病基因及其他一些疾病的相关基因和病毒致病基因陆陆续续被确定。所有这一切使人们似乎看到了攻克顽症的曙光，研究基因的热情空前高涨。
诺贝尔奖获得者杜伯克进一步提出了基因组研究模式，美国国会于1990年10月1日批准正式启动HGP，为期15年，政府投资30亿美元。人类基因组计划的目的是要破译出基因密码并将其序列化制成研究蓝本，从而对诊断病症和研究治疗提供巨大帮助。不久的将来我们不仅可以看到癌症、艾滋病等绝症被攻克；人类可以通过基因克隆复制器官和无性繁殖；基因诊断和改动技术可以使人类后代不再受遗传病的困扰；而且人类将进入药物个性化时代，人类的生命也将延长。正是由于这些新技术和新领域的不断出现和日新月异，人类在新世纪的生存和生活方式将发生重大变化。
其一、基因制药。在过去发现新药物作用靶点和受体是非常昂贵和漫长的，科学家只是依赖试错法来实现其药物研究和开发的目标。人类基因组研究计划完成后，科学家可以直接根据基因组研究成果确定靶位和受体设计药物。这将大大缩短药物研制时间和大大降低药物研制费用。
其二、基因诊断。人类基因组研究计划最直接和最容易产生效益的地方就是基因诊断。通过基因诊断可以解决遗传性疾病的黑洞，基因诊断能够在遗传病患者还未发现出任何症状之前，甚至还未出生的婴儿就能确诊。
其三、基因治疗。基因治疗被称为人类医疗史上的第四次革命，遗传学表明人类有6500种遗传性疾病是由单个基因缺陷引起的，而通过基因治疗置入相关基因将使人类的许多不治之症得以克服。
其四、基因克隆。是指把一个生物体中的遗传信息（DNA）转入另一个生物体内。利用基因克隆技术不仅可以培育出自然界不可能产生的新物种，而且可以培养带有人体基因的动植物作为“生物反应器”生产基因工程产品，还可制造用于人体脏器移植的器官，从而解决异体器官的排斥和供移植的人体器官来源不足的问题。现在动植物克隆已成为现代科技进步中最具有冲击力和争议性的事件，克隆羊和克隆猪的出现引发人类克隆自身的担忧，而植物克隆和大量转基因食物大规模出现引发了人们对于生物物种混乱和污染的担忧。但不可否认的是，植物克隆可以为人类食品来源开启广阔的空间，而动物克隆可以利用动物生产大量人类需要的基因药物和器官。
其五、基因芯片。由此可见，在21世纪谁能掌握人类自身，谁拥有基因专利越多，谁就在某种基因的商业运用和新药开发中居于领导地位，基因技术具有巨大商业价值和社会意义。
2中国基因工程产业的发展态势
1999年7月，我国在国际人类基因组注册，承担了其中1％的测序任务。我国人类基因组研究除完成3号染色体3000万个碱基对即1％的测序任务外，主要着重于疾病相关基因以及重要生物功能基因的结构和功能研究。我国近两年又在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心，这为大规模进行基因功能研究提供了可靠的保证。
基因技术革命是继工业革命、信息革命之后对人类社会产生深远影响的一场革命。它在基因制药、基因诊断、基因治疗等技术方面所取得的革命性成果，将极大地改变人类生命和生活的面貌。同时，基因技术所带来的商业价值无可估量，从事此类技术研究和开发企业的发展前景无疑十分广阔。基因工程产业除了众所周知的高投入、高回报、高技术、高风险外，还具有其它一些十分重要和鲜明的特点。基因工程产品的技术含量非常高，因此，基因工程产品的前期研究和开发投入非常高，国外新药的研究开发费用基本上占销售额的15％左右。而基因工程产品的直接生产成本却非常低，而且对生产的设备要求也不是很高，基因产品的这一特点意味着基因工程领域的进入壁垒并不存在于生产领域，而存在于该产业的上游，即研究开发这一环节，因此只有具备相当资金与技术实力的企业才能问津。基因工程产业不仅在投入上具有非常明显的阶段性，而且基因工程产品的创新期非常长，因为不仅产品的研究开发需要花费大量的时间和精力，而且对产品的审批也相当严格，所以一种基因工程产品完成创新阶段，从实验室到消费者手中要经过好几年时间。
由于基因工程产业的发展前景十分看好，因此一大批国内企业包括许多上市公司近年来纷纷涉足这一行业。自九十年代中期以来，我国已有300多家生物工程研究单位，200多家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，上市公司中有30多家企业涉及生物制药。目前，基因工程药物、生物疫苗、生物诊断试剂三大类的基因产品均有国内企业参与生产。在这些产品的市场上，国内企业依靠低廉的价格和广阔的营销网络，已在与国外厂商的市场竞争中取得了优势地位。从行业分布上来看，国内上述几类基因工程产品的市场格局大致呈现如下的状况：
细胞因子类产品目前市场已处于饱和状态。受超额利润的诱惑，前两年已有太多的厂家介入该市场，仅EPO一项，光上市公司在生产的就有复星实业（600196）、哈医药（600664）、张江高科（600895）、等好几家，再加上国内非上市公司，目前共有十几家公司在生产EPO，年生产能力过剩超过了500万支。而血小板生长因子（TPO），由于国外的知识产权保护而未能为国内厂商所仿制，从而导致该产品被进口品所垄断。因此，如果不能形成新细胞因子的自主开发能力，对企业来说，该市场的拓展空间将非常有限。
重组类药物目前还处于实验室开发阶段。目前市场上的水蛭素、降钙素等产品是通过提取或化学合成，而不是利用基因工程技术的方法获得的。有许多院校和研究机构已在这方面取得了一定的进展，拿到了目的基因并在实验室构建了表达载体，但在表达量及分离纯化方面还有待突破。可见部分重组类药物的产业化生产已不再遥远，国内在这方面与国外的差距还不算大，是一个大有可为的新领域。
生物疫苗市场目前呈现出不平衡的局面。一些疫苗如破伤风疫苗、脊髓灰质炎疫苗，市场上已相当普及，另外一些疫苗如肝炎疫苗，目前的普及还不广，还有很大的市场空间可以扩展，许多疾病，甚至是常见病，如流感等还没有找到相应的疫苗。从目前的市场情况来看，国内企业处于相对劣势，国产疫苗与进口的同类产品相比，虽然价格只有对方的2/3，但质量不稳定，而且操作起来非常不方便，因此在这个市场上，舶来品占据了相当的市场份额。
华大基因是何方神圣，能够赢得比尔・盖茨如此青睐？
1%成就了一家公司
国际人类基因组计划是一项规模宏大的跨国跨学科的研究计划，目标在于测定人单倍体包含的30亿个碱基对的核苷酸序列。中国承担了3号染色体短臂3000万个碱基对序列，约占人类基因组的1%。华大基因牵头并合作完成了主要测序任务，也因之得以促成华大基因在1999年的成立。
在这个国际人类基因组计划中，中国虽然只承担了整个计划的百分之一，但是却可以在第一时间掌握世界最先进的基因组学技术，在这个角度来讲，意义非凡。
在此基础上，华大基因先后参与或独立完成了多项重大科研项目。华大科技是华大基因旗下的子公司，借全球领先的大规模测序计算平台和先进的生物信息分析技术，依托人类健康、药物研发、动植物研究、分子育种、微生物研究等多个领域合作伙伴，华大科技为一系列大型基因组科研计划和国际合作项目提供了科研服务。例如：国际千人基因组计划，糖尿病关联基因及变异研究，国际癌症基因组计划，小麦、玉米、桑蚕等动植物基因组计划，人体肠道微生物基因组研究计划，人类基因组和家蚕基因组甲基化研究等。
生命科学大数据时代到来
基因组数据目前已成为生命科学领域大数据的代表，主要源于近十几年基因组测序技术在资金成本和时间成本的大幅降低。
2003年国际人类基因组计划完成时，这项计划已经耗时13年、花费约30亿美元。10年后的今天，测序一个人的基因组，可以短至1天，成本低至数千美元。也就是说测序成本平均6个月降低一半，测序时间平均10个月缩短一半。这个速度有多惊人，比较一下近年来对人们生活影响巨大的个人电脑和互联网行业的摩尔定律就知道了。
摩尔定律是指处理器每18个月性能提高一倍（或成本降低一半），互联网行业觉得摩尔定律太慢了，认为自己的周期是12个月。基因组测序呢？它的发展速度是摩尔定律的三倍！
2008年至2011年间，华大基因测序数据量从2368G飞速增长至481665.4G，年均复合增长率达到488%。
组建国家基因库
“大数据将变成金矿”，有人认为大数据将成为一种自然资源，因为从大数据中可以挖掘出很多有价值的信息。“最大的大数据将成为成色最高的金矿”，数据越全面，得到的信息越可信，价值就越高，因此大数据的积累是一个增值的过程。
基因组测序为何会迎来大数据时代，根本原因在于生物多样性。但很多珍稀物种在一天天减少，人类在进化中基因组序列也在不断发生改变。保存这些不可再生的资源对生命大数据至关重要，组建国家基因库，收集生物大数据资源势在必行。
2011年10月由国家发改委、财政部、工信部以及原卫生部四部委批复，并由深圳华大基因研究院组建并运营深圳国家基因库。国家基因库包括资源样本库和生物信息库，样本库保有我国特有的遗传资源，是测序大数据的源头；而信息库可以妥善储存和管理这种爆炸式增长的基因组测序数据等生物信息资源。
目前已研究制定生物实验样本处理和基因数据分析的相关标准和技术规范，初步建立可溯源的生物样本资源库，优化完善基因库生物信息数据处理与储存管理系统。基因库已完成保存133万份可溯源生物实验样本，实现数据总量达20PB的访问支持，规模居全国第一位，全球第三位。
服务四步走
“科研服务、科技服务、医学服务、人人服务”是华大基因的四步走战略，其中的每一步都是大数据应用的体现。
华大基因从科研起家，这些大数据的价值最先体现在科研上。华大基因发表在世界顶尖科研杂志“CNNS”（Cell、Nature、New England Journal of Medicine和Science）上的文章共87篇，其中第一作者或者通讯作者62篇，仅2012年就达到34篇。今年三月的Nature出版指数中名列中国科研机构第六名，而华大基因研究院执行院长王俊被Nature杂志评为2012年世界科学界十大人物，是唯一入选的中国人。
随着科研水平的提高，大家的认同感越来越高，就能更快地推动科研的市场化和产业化，也就是科技服务。目前华大基因与科研院所、医疗机构和生物技术公司开展广泛的交流与合作，加速技术开发和研究成果转化，推动分子育种、医疗健康、环境能源等领域的科学研究。华大与全球最大的自闭症科学与宣传机构――Autism Speaks合作创建全球最大的自闭症患者基因组数据库，并进行“万人自闭症基因组研究计划”。将对拥有一名或两名自闭症儿童的两千多个家庭进行全基因组测序，最终将获得10000名参与者的基因组数据，这些数据将有助于我们对自闭症的致病机理有进一步的了解，并推动自闭症诊断方法和治疗方法的开发，造福自闭症患者及家庭。
当大数据进一步积累，就可以广泛应用到医学领域，包括疾病的基因诊断和预测等。目前华大基因走在第二步和第三步之间，科技服务正蓬勃开展，医学服务虽刚刚起步，但发展迅速。如无创产前基因检测可以大大降低新生儿出生缺陷风险，如果可以在国内全面推广，有望使我国成为全世界新生儿出生缺陷率最小的地区。从2010年底开始，截至2013年4月27日，华大健康共完成无创产前基因检测118371例，检出21-三体917例，18-三体314例，13-三体80例。
宫颈癌位于女性发病率第二高，也是目前唯一病因明确、可以早发现早预防的癌症。中国每年新发宫颈癌病例13.2万，近3万妇女死于宫颈癌，研究统计表明99.7%的宫颈癌患者都能发现高危型HPV感染。为了帮助女性远离宫颈癌的威胁，华大基因历经5年深入研究，于今年3月7日，正式启动“全国百万妇女创新型宫颈癌筛查项目”：将基因组学领域的最新研究成果与技术突破应用于科技惠民的实践，让广大女性受惠于创新型HPV基因分型检测服务，做到早筛查早发现早治疗。目前，已在全国范围进行了广泛的合作，覆盖广东、湖南、湖北和江苏等地区，预计惠及人群百万以上。
每个人都可以在常规诊疗或日常生活中应用到个人的基因信息，进行个性化医疗、个性化饮食等。人人服务，让每个人都受益于生命科学大数据的最新成果，这是华大科技的愿景，也是每个人的愿望。
“炎黄一号”由深圳华大基因研究院、生物信息系统国家工程研究中心、中国科学院北京基因研究所合作完成，深圳华大基因研究所承担了其中的主要研究任务。
“这不仅是全球第一个中国人的基因组图谱，也是世界上超过20亿人口的黄种人的第一份基因组图谱。”深圳华大基因研究院副院长王俊博士在新闻会上强调。在此之前，已有两个白种人的基因图谱问世。
这一进展，对于主要分布在亚洲地区的黄种人整个群体来说，影响深远。
“同样的基因，对于不同的环境和人群，都有可能产生不同的作用；因此，对西方人的研究并不一定就适合中国人，这正是绘制出中国人自己的基因组图谱的意义所在。”这一项目的总负责人、中国科学院基因组信息学中心暨北京华大基因研究中心主任杨焕明教授解释说。
四个“字母”的革命
早在上世纪50年代，科学家就发现，人体细胞中双螺旋形状的DNA（脱氧核糖核酸），包括了几乎所有的遗传信息。这些遗传信息，具体体现在DNA大分子的一个个特殊的片段上，我们将这些携带遗传信息的片段称为基因（gene）；所有这些基因，就构成了人体的基因组（genome）。
从化学构成来看，每个基因，就是一段核苷酸序列；因为碱基的不同，这些核苷酸又可以分为腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种。通常一个基因上，有几千个甚至上万个核苷酸。这样，一个人的基因组，即一个人的所有遗传信息，就是由大约30亿个这样的“字母”构成的序列。
1985年，诺贝尔奖获得者雷纳托・杜尔贝科在美国《科学》杂志上第一次提出了“人类基因组计划”，呼吁进行人类全基因组测序，即给这30亿个“字母”排排队，希望能够由此揭开生命的奥秘。
1990年10月，美国政府决定出资30亿美元，正式启动“人类基因组计划”。原本预期在2005年完成的人体全部基因序列工作，在2003年就提前完成。
其中，1999年7月在国际人类基因组组织注册后，北京华大基因研究中心也承接了该项目中的人类3号染色体短臂上一个约3000万个核苷酸序列的测序任务，约占人类整个基因组的1％。
当时基因测序所使用的技术，是英国桑格研究所创立人弗雷德里克・桑格发明的双脱氧终止法。即根据核苷酸在某一固定的点开始生长，在某一个特定的碱基处终止，不同的核苷酸长成不同的长度，在凝胶上电泳进行检测，从而获得DNA序列。1980年，他因此获得诺贝尔化学奖。
这一技术虽然帮助人类开始了“基因革命”，但无论是在速度、成本还是准确度上，都存在相当的缺陷。正因如此，从上世纪90年代末开始，科学家开始不断开发新一代的自动测序技术，以提高测序效率。
在过去短短数年中，基因测序领域的技术革新无疑是惊人的。
2007年5月，“454生命科学公司”与贝勒医学院合作，完成了对DNA双螺旋结构发明人之一詹姆斯・沃森的基因组测序。只用了两个月的时间，花费不到100万美元；速度比原来提高了上百倍，成本下降了上百倍。
就以此次深圳华大基因研究院所使用的5台美国solexa公司出品的自动测序仪为例，从开始准备到完成第1个黄种人的基因组测序，也只用了3个月的时间；不仅如此，测序的准确度，也提高了5到10倍。
“包括药品、机器折旧和人工在内的成本，大约为四五百万元人民币。”深圳华大基因研究院副院长李松岗教授说道。
华盛顿大学基因组学系教授、美国科学院院士梅纳德・奥尔森指出，随着仪器的进步，已经正式开启了对个人进行基因组测序的空间：虽然现在成本对于普通人而言依然很高，但对于许多研究机构来说，已经可以接受了。
从1到100
在奥尔森教授看来，单独一个人的数据，科学上的研究意义相当有限。但他指出，中国人完成黄种人的基因图谱绘制，表明“中国已经成为基因组学这一国际科学界最活跃的领域中的一个主要参与者”。
根据目前的人种学研究，人类分为四种，包括白种人、黑种人、黄种人和澳大利亚土著人。从生物学上看，白种人和黄种人比较接近，同黑种人差异较大。到目前为止，科学家发现，具备编码功能的基因，仅占人类基因组的不到10％；任何两个人之间基因上的差异，都不到0.01%。但也正是这0.01%看上去有些微不足道的差异，却带来了不同人种间身高、体型、肤色等各方面的差异。
因此，尽管黄种人在生物学上与白种人比较接近，在国际上已经有了白人基因图谱之后，通过绘制黄种人的基因组图谱，来寻找哪怕是最细微之处的差别，仍十分重要。
然而，选择什么样的个体作为黄种人的代表，来进行基因组测序，这是个问题。
在李松岗看来，第一个人的选择其实并不难。虽然他不愿意透露其具体身份，但有几个先决条件是肯定的，即这个人起码在血统上是中国人，几代内都没有混血，而且没有明显的疾病，大致是个正常人。
困难的是如何选择随后的99个人，以获得一个合理的小样本，来反映不同人种间的差异性。
通常认为，只有获得上百人的基因组数据之后，才可能归纳总结得到不同人种间带有共性的差异。因为这100人的选择，必须要考虑到整个黄种人族群的特点，包括各个民族之间的差异等；而且，从现有的人类学知识来看，有时不同民族之间的生物学差异，甚至还不如地域上的差异大。
中南大学生物技术学院一位不愿透露姓名的负责人表示，以中国人的生物学特征为例，明显地以长江为界分为南北两派；这种遗传上的差异，应该是漫长的历史中天然阻隔产生的聚集效应反映在进化上的结果。
因此，在各种复杂的因素中间，如何根据一定的比例分配样本量，选择最能代表黄种人的99个人，还需要进一步的精心设计。
另外一个问题是，根据目前的普遍认识，疾病的发生，往往不仅取决于遗传，也取决于环境；根据肤色或者说人种，来对基因组进行全面研究，到底能在多大程度上帮助人类对抗疾病？
在奥尔森看来，利用肤色来区分遗传特异性，将极大地增进人类对疾病的了解，从而提高应对疾病的能力。
不同人种之间在疾病上的差别，不仅表现在疾病的易感性上――比如中国人鼻咽癌患病率就相对较高，其中以广东等地为最，即使移民到美国也一样――同时，也表现在对药物的反应上。例如，从总体上看，黄种人两种主要的药物代谢酶CYP2D6和CYP2C19的活性就低于白种人，因此使用某些心血管药物的时候，所用的剂量就应该略微低一些。
因此，一旦了解各个人种在遗传上的特异性，虽然还无法回避环境的影响，仍可以帮助人类更有针对性地采取预防疾病，甚至治疗疾病。
解码第一步
根据华大基因研究院的设想，也许就在10年之内，仅仅花费1000美元左右，每个人就可以得到自己的基因图谱；从而发现自己容易得什么病，应该采取什么针对性的治疗手段，以延长自己的寿命，并且提高生命质量。
但奥尔森教授提醒说，从技术上说，10年内测序技术提高到普通人都可以接受的程度，是有可能的；不过，即使得到了基因序列，也仅仅是“万里”的第一步。要真正读懂这本“天书”，要走的路还很长很长。
要读懂基因图谱，不仅需要先进的仪器，更需要在经验、技能和分析能力上都兼备的研究人员。这样的人在全世界范围内也屈指可数。
在基因序列内的碱基序列的改变，往往会使得以其为蓝本进行“翻译”的蛋白质序列发生改变，从而影响了蛋白质的功能。
这种改变，被认为是导致生物性状改变的直接原因。所以，找到这些改变的地点并全部进行标记，将是比排列全基因组更繁重的工作。
或许，短期之内，对于普通人而言，针对某种特定疾病进行检测的“单核苷酸多态性（SNP）”检测，也许更加现实可行一些。
在几千、上万个核苷酸构成的基因上，只要出现一个核苷酸的变化，其表现形式就大不一样。科学上，将这种变化称为“单核苷酸多态性”。它是人类可遗传的变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90%以上。平均每500至1000个碱基对中就有一个SNP，估计其总数可达300万个。
深圳微芯生物科技有限公司总裁鲁先平指出，通过SNP分析，不仅可以进行疾病易感基因定位，也可揭示人群中不同个体对不同药物的敏感性差异，甚至可以用于罪犯身份的鉴别、亲子鉴定以及器官移植中供体和受体间的配对选择等方面。
因此，从这种意义上讲，完成黄种人的全基因组测序，其意义不仅在于可以帮助人们预测是否会得心脏病、糖尿病等，更重要的是，它为我们打开了一本写着人体“遗传密码”的大书，哪怕现在还仅仅是扉页。
“神秘岛”的恐慌
不过，“炎黄一号”的问世也引起了部分人的恐慌。“我总是不由自主地想起《神秘岛》。”从高交会去往华大基因研究院的路上，一位媒体同行表现出一丝忧虑。
《神秘岛》又名《逃出克隆岛》，描述了一个貌似乌托邦、却被21世纪中叶先进的科学技术设备武装起来的社区。社区里的所有居民都是“神秘岛”居民们的克隆人，他们的存在只是为了给他们的“原型”提供各种更换用的身体零件，而这个社区其实只是个软禁他们的牢笼……
如果有一天，生命密码完全解开，“基因”变得像流水线上的产品可以随意生产，电影中的可怕一幕会成真吗？
摘 要 单核苷酸多态性(SNP)是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的一种DNA序列多态性。SNP现象在人类基因组中广泛存在，并具有很高的信息含量。目前已发现数万个SNP标记，且有多个生物医学网站开辟了专页对其加以介绍。随着对SNP检测和分析技术的进一步发展，尤其是与DNA芯片等技术的结合，它已成为第三代遗传标记，初步满足对疾病相关基因定位研究的需要，尤其是对多基因遗传病高精度基因定位的要求，并将最终取代目前最常用的微卫星标记技术进入基因应用研究的领域。
SNP 单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基因组中广泛存在，平均每500～1000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。
SNP所表现的多态性只涉及到单个碱基的变异，这种变异可由单个碱基的转换(transition)或颠换(transversion)所引起，也可由碱基的插入或缺失所致。但通常所说的SNP并不包括后两种情况。
理论上讲，SNP既可能是二等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可以忽略。因此，通常所说的SNP都是二等位多态性的。这种变异可能是转换(CT，在其互补链上则为GA)，也可能是颠换(CA，GT，CG，AT)。转换的发生率总是明显高于其它几种变异，具有转换型变异的SNP约占2/3，其它几种变异的发生几率相似。Wang等［1］的研究也证明了这一点。转换的几率之所以高，可能是因为CpG二核苷酸上的胞嘧啶残基是人类基因组中最易发生突变的位点，其中大多数是甲基化的，可自发地脱去氨基而形成胸腺嘧啶。
在基因组DNA中，任何碱基均有可能发生变异，因此SNP既有可能在基因序列内，也有可能在基因以外的非编码序列上。总的来说，位于编码区内的SNP(coding sNP，cSNP)比较少，因为在外显子内，其变异率仅及周围序列的1/5［2，3］。但它在遗传性疾病研究中却具有重要意义，因此cSNP的研究更受关注。
从对生物的遗传性状的影响上来看，cSNP又可分为2种：一种是同义cSNP(synonymous cSNP)，即SNP所致的编码序列的改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列，突变碱基与未突变碱基的含义相同；另一种是非同义cSNP(non-synonymous cSNP)，指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋白质序列发生改变，从而影响了蛋白质的功能。这种改变常是导致生物性状改变的直接原因。cSNP中约有一半为非同义cSNP。
先形成的SNP在人群中常有更高的频率，后形成的SNP所占的比率较低。各地各民族人群定SNP并非一定都存在，其所占比率也不尽相同，但大约有85%应是共通的［4］。
SNP检测方法 目前已有多种方法可用于SNP检测，如根据DNA列阵的微测序法、动态等位基因特异的杂交、寡聚核苷酸特异的连接、DNA芯片以及TaqMan系统等。但不管哪一种方法，首先必须进行靶序列的扩增，然后才能进行其它检测。
传统的SNP检测方法是采用一些已有的成熟技术，如DNA测序、限制性酶切片段长度多态性(RFLP)、单链构象多态性(SSCP)、等位基因特异的寡聚核苷酸杂交(ASO)等。这些技术虽在某种程度上能完成对SNP的检测，但由于它们必须通过凝胶电泳进行检测，因此，距快速、高效、自动化的目标还相差甚远。传统的RFLP只能检测到SNP的一部分，测序技术既费时费力，又不易实现自动化，而且DNA链的二级结构还容易造成人工假相，使测序结果出现偏差，不适宜于SNP的检测；SSCP则很难满足自动化的需要，难以大规模开展工作。因此，这些方法均未被广泛采用。
DNA芯片技术是近年来新开发的一种DNA序列变异检测工具。DNA芯片(DNA chip)，也称生物芯片(biochip)，其大小与计算机上的CPU芯片相似，约1 cm2或更大些，以玻璃、硅、聚丙烯等作为载体基片，芯片上铺了一层肉眼看不见的DNA纤维“地毯”，即具有特定碱基序列的探针。待测基因经提取后，被切成长短不一的片段，经荧光化学物质标记后，注射到嵌有芯片的载片上。由于DNA和探针杂交的程度与荧光强度相关，因此通过激光扫描，即可根据荧光强弱测出被检测序列的变异。
目前已有多家公司开展了对芯片的研究，例如美国的Affymetrix公司、NEN生命科学公司等。前者曾开发出BRCA1(乳癌基因1号)芯片、p53芯片等，后者则在1张玻璃芯片上集成了多达2400个已知基因。此外，Research Genetics公司新近开发了1个集成有1500个SNP的DNA芯片，它涵盖了人类基因组全部24条染色体，所提供的信息量至少等于或优于目前常用的300～400个微卫星标记的图谱，检测时只需0.5μg的DNA样品就可进行1次全基因组的扫描。
SNP 研究进展和信息搜寻 SNP研究是目前人类基因组研究的又一个热点，1998年Wang等［1］首先报道了根据SNP技术建立的人类遗传图谱，其获得的SNP平均距离为2 cM(centimorgan);Cho等［5］则在模式生物拟南芥(Arabidopsis thaliana)上作了全基因组的SNP图谱定位，该图谱中SNP平均距离为3.5 cM。所有这些SNP数据均可为公众免费获取。目前，不仅在人类染色体上，而且在其它生物的基因组上也已建立了SNP图谱。美国、西欧及日本等国的政府、科研机构及部分私人公司斥巨资研究开发的SNP图谱也将向公众免费提供。
近年来，储存在公共数据库里的SNP数量正在以几何级数迅速增长。1999年4月，总共才分析了7000个SNP，其中cSNP占半数；而到了当年12月16日，仅美国的国立生物技术信息中心(NCBI)的SNP数据库就已存放了21172条SNP至1999年10月10日德国的HGBASE网站也已存放了6 503条SNP。
目前已有许多生物医学网站开辟了专门的SNP网页，人们可以很方便地在这些网站上查阅有关的SNP信息。国际上较重要的网站有：(1) dbSNP(ncbi.nlm.nih.gov/SNP/):该网站是由美国的NCBI主办的。它除了可接受各地发来的SNP申请注册外，也向公众免费提供对SNP的查询。(2) hGBASE(hgbase.interactiva.de):该网站建在德国，收集基因内SNP，研究者可通过检测出的序列查询SNP。(3) mIT SNP数据库(www-genome.wi.mit.edu/SNP/human/index.html):该网站是由美国麻省理工学院建立的。它包括数千条已经定位的SNP，可以通过指定染色体的某一区域查询SNP。
其它的SNP站点还有：华盛顿大学，网址是：ibc.wustl.edu/SNP;CHLC，网址是：chlc.org/cgap/nature-genetics-snps.html;美国人类基因组研究所，网址是：nhgri.nih.gov/About- nHGRI/Der/variat.htm。
SNP 的优点及其应用 由于SNP在任一特定位点上只有2个等位基因，因此，与简单序列长度多态性(SSLP)相比，其所涵盖的信息量很有限，似乎很难满足疾病易感基因精确定位的要求。但这个不足可通过加大分布密度来弥补，而且，这个目标并不是难以实现的，因为完整的SNP图谱完成之后，可以提供远高于此要求的密度。有研究认为，1个二核苷酸重复多态性标记的信息量大约是SNP的2.25～2.5倍，也就是说，1个有900～1000个均匀分布的SNP的图谱在进行基因组扫描时，其所能提供的信息量就足以和目前最常用的有400个标记位点的多态性图谱的信息量相当［6］。所用SNP数量虽多，但因检测速度快，故它将能最终取代SSLP，用于复杂性状的多基因遗传病研究。
人类的遗传连锁图谱至今已发展到了第三代。第一代是限制性酶切片段长度多态性(RFLP)图谱，第二代是微卫星标记图谱，第三代图谱就是SNP图谱。
SNP用作遗传标记具有以下优点：(1) SNP在人群中是二等位基因性的，在任何人群中其等位基因频率都可估计出来。(2)它在基因组中的分布较微卫星标记广泛得多。(3)与串联重复的微卫星位点相比，SNP是高度稳定的，尤其是处于编码区的SNP(cSNP)，而前者的高突变率容易引起对人群的遗传分析出现困难。(4)部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构或基因表达水平，因此，它们本身可能就是疾病遗传机制的候选改变位点。(5)易于进行自动化分析，缩短了研究时间。
由于SNP具有以上优点，所以其应用范围较微卫星标记更加宽广，它对群体遗传学、制药业、法医学、癌症及遗传性疾病甚至进化的研究都将产生不可估量的影响。
预计今后SNP将在下列领域发挥重要作用：(1)进行简单和复杂疾病的遗传连锁分析(linkage analysis)及关联分析(association analysis)，用于疾病易感基因定位；而且其定位的精度将比微卫星标记精细得多，可直接用于指导易感基因克隆。(2)在“药物基因组学”(pharmacogenomics)研究中，可通过检测SNP的遗传多态性标记揭示人群中不同个体对不同药物的敏感性差异的根本原因。(3)也可用于法医研究的罪犯身份的鉴别、亲子鉴定等，此外在器官移植中供体和受体间的配对选择及物种进化的研究中都将具有重要意义。
为了有效地利用连锁不平衡的效力，一个覆盖全基因组的数量至少为10万个SNP的图谱将是有效发挥其作用的前提。有人甚至认为，1个具有50万个SNP的图谱是不可缺少的［17］。但是，目前距此目标还相差甚远。
总之，SNP研究将是二十一世纪生命科学的热点。它与人类基因组计划一起，必将对人类的生产和生活产生不可估量的影响。
参考文献
1，Wang DG，Fan JB，Siao CJ，et al.Large-scale identification，mapping，and genotyping of single-nucleotide polymorphisms in the human genome.Science，1998，280:1077-1082
2，Li W，Sadler LA.Low nucleotide persity in man.Genetics，1991，129:513-523
3，Nickerson DA，Taylor SL，Weiss KM，et al.DNA sequence persity in a 9.7 kb region of the human lipoprotein lipase gene.Nature Genetics，1998，19:233-240
4，Barbujani G，Magagni A，Minch E，et al.An apportionment of human DNA persity.Proc Natl Acad Sci USA，1997，94:4516-4519
5，Cho RJ，Mindrinos M，Richards DR，et al.Genome-wide mapping with biallelic markers in Arabidopsis thaliana.Nature Genetics，1999，23:203-207
一、在生物学教育中渗透人文精神的必要性
自然科学的发展在现代社会中知识量之多，信息量之大，知识代谢频率之快均达到了前所未有的程度。从而20世纪后期起，生命科学更是显出了强劲 的发展势头，“克隆 ”、“转基因”、“人类基因组计划”等令人瞩目的成就紧紧抓住了大众。教师、学生和家长对科学知识的关注程度也远远超过了其他方面。可以说，当前的学生拥有比以往任何年代的学生都多得多的知识和信息，但伴随而来的却是道德水平普遍下降、社会责任感差、精神无所皈依，各种恶习陋习屡见不鲜。这些问题的产生，究其原因与人文精神的滑坡，在传播学生科学和技能的同时，往往忽视人的精神发展和精神需求，忽视了科学技术的研究和应用的方向性问题。如何解决这些问题呢？在学科教育中进行人文精神的渗透是一条有效的途径。学科学习是学生学习的主渠道，他们很多时间都花在各门学科学习中，生命科学又与学生自身有着密切的联系，将人文精神的培养渗透至生物学教育中将会收到良好的效果。
二、在生物学教育中渗透人文精神的途径
1.教师以身作则，帮助学生树立“以人为本”的观念
所谓人文精神，是指人的生命存在和人的尊严、价值、意义的理解和掌握，以及对价值理想或终极理想的执着追求的总和。它不仅是道德价值本身，而且是人之所以为人的权利和责任，可见人文精神强调强调人的主体地位，尊重人的自由和尊严。因此教师首先必须树立“以人为本”的教育理念，充分研究学生身心发展的特点及相应的教学规律，充分关注学生的心理体验，突出每位学生的主体地位，这样可让学生的享受被人尊重的快乐的同时理解别人的重要性和懂得如何尊重别人。另外，教师的言行举止极易成为学生效仿的目标，因此教师还必须重视自身的思想修养、道德情操、人格魅力、精神风貌、治学态度、心理素质和人际交往等各方面。如果每次实验中，教师对作为实验材料的动物的肢体除了必要的处理外从不恣意破坏，对多余的实验材料（动物）在实验后从不草草处死了事，而是让他们回归自然，教师这些细小的举动潜移默化的教育效果将远胜于几节课的说教。只有当教师具有深厚的人文素质时，才有可能让学生在言传身教耳-濡目染中树立“以人为本”的观念，只有当学生树立了“以人为本”的观念后，才有可能把学生培养成真正的人、完整的人。
2.展现生物学中蕴含的美学价值，对学生进行美育
生物界物种繁多、形态各异、色彩斑斓，蕴涵着丰富的美学价值，在生物学教育中，让学生发现美、欣赏美、创造美，以美激情，以美求真 ，是培养学生人文精神的最为有效的途径之一。在教学过程中，我们可结合教学内容为学生展示一幅幅美丽的图画。如讲到人体内环境的自稳态时，将各系统的功能联系起来：呼吸系统、消化系统吸收氧气、营养，排泄系统排出代谢废物，循环系统承担运输职责，神经系统、内分泌系统统一管理，让学生体会到整个生命活动中的和谐美、统一美和有序美。
3.结合前沿生命科学成就，让学生理解科学技术的中性特征
近些年，科学技术的发展给整个地球与人类带来了巨大而深刻的变化，科学技术作为第一生产力，极大地促进了人类物质文明和精神文明的提高，引起了人们的生活方式、思维方式的变化，促进了社会的变革。因此人们在提高科学技术时总会不由自主地想到它对人类的贡献而忽视它的负面作用。近年来，学生通过网络、电视、报刊等媒体对克隆、转基因、人类基因组计划等生命科学成就已有所了解，此时教师应借机引导学生认识科学技术的性质。让学生知道克隆技术可以克隆人的组织和器官用于救死扶伤，也可以通过人工繁殖挽救濒危野生动物，但同时也可能破坏人伦，甚至克隆出战争狂人，扰乱天下。人类基因组计划能使人类对自己的遗传信息了如指掌，为多种遗传性疾病和危害人类的恶性肿瘤、心血管疾病等的预测、预防、早诊断和治疗提供技术支撑，但同时也可能为种族主义者提供种族歧视的借口。使学生明白“科学技术是一把双刃剑”，它本身是中性的，无所谓有益和有害，在新世纪的发展中，它是负责推进的浆，人文精神是掌握方向的舵，科学技术究竟发挥正面还是负面作用，主要取决于人，让学生学会对科技成果的正确选择、舍取和使用。
4.以境生情，培养学生的社会责任感
进行生态学部分的学习时，教师应不失时机地渗透一些触目惊心的危机；由于过去的二三百年里，人类向大自然过度索取而较少考虑发展的可持续性，致使全球生态环境迅速恶化，淡水资源严重不足，森林覆盖面积锐减，土地日益沙漠化，物种多样性不断减少，温室效应日益严重，自然灾害频频发生。从人和自然唇齿相依的角度，以严肃的态度帮助学生学会关心人类赖以生存的环境，学会关心人类，树立强烈的社会责任感。
“600亿‘中国精准医疗’计划消息不实。”近日，《财经国家周刊》记者向科技部社会发展科技司生物医药处张兆丰处长求证得知。
根据学界观点，所谓“精准医疗”，是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，精确找到疾病原因和治疗靶点，最终实现个性化精准诊疗的目的。
今年年初，美国总统奥巴马推出“精确医学”大型医学研究计划，旨在攻克癌症等疾病难题，并将从2016年财年为该计划投入2.15亿美元。一时间，精准医疗备受关注。随后，北京天坛医院副院长王拥军在一次学术会议上透露，中国精准医疗计划将在2015下半年或明年启动，科技部决定在2030年前投入600亿元。此言一出，立刻引爆舆论圈。
消息虽不实，但我国未来是否会制定适合国情的“精准医疗”计划还有待观望。
“国家层面正在讨论我国的精准医疗该怎么开展，但还处于务虚的阶段。” 中国工程院院士、博奥生物集团有限公司总裁程京告诉记者，目前需要弄清楚美国推出这一重大计划却只投入区区2.15亿美元的动因，我们应该要有自己的思考，不能盲目跟从。
全国肿瘤登记中心近日的2015年统计年报显示，过去十年，我国癌症发病率和死亡率均呈明显上升趋势，每分钟就有6.4个癌症病例出现，其中超过60%-80%的患者在发现时已是中晚期。
4月10日，国家卫计委公布首批肿瘤基因测序临床应用试点单位。在业内人士看来，这表明政府推动精准医疗发展的决心。
据了解，目前国内对于精准医学的研究主要集中在两个方面。第一是建立在大数据和全面医学基础上的临床流行病学研究。例如，建立健康人体和疾病群体的数据库，通过大数据的集成分析，得出致病因素。第二是关于物理学、信息科学、医学和生命科学等领域研究成果转化为临床实用技术的研究。
“产学研一体化对于疾病防控意义重大。”中国工程院院士、北京同仁医院院长韩德民表示。
程京也认为，现在国家推行围绕“精准医疗”的一系列计划，发展相关产业至关重要。美国的人类基因组计划就催生了巨大的工业。如果将来我们的“精准医疗”就是简单地购买国外仪器和试剂来照做，那么当人家的工业再上一个台阶时，我们将一无所获。
1了解题目要求。明确题目要求是设计实验方案，设计实验步骤还是对实验作出改进？要不要对过程、现象作出分析？要不要预期实验的结论？
2明确实验目的和原理。这是实验设计的依据，不同的实验目的，不同的实验原理，进行设计的思路是不同的。
3确定实验思路。确定实验因子是什么？怎样设计对照？等等。
4设计实验步骤。要注意充分利用题目的条件，如果给出了实验的材料及试剂，那么要注意所给的材料与试剂要充分利用，一般情况下，如果没有特别的说明不能用题目条件中没有的材料与试剂；如果题目中给出的材料没有用上，那得考虑实验步骤中是否还有考虑不周之处。
5检查。看看思路是否合理严密，试剂材料是否多用或少用，表达是否准确。
二、怎样解答材料分析题
高考中的材料分析题提供的材料一般是比较新颖的，通常我们平时不会做到。有的同学一见到材料是新的，没见过，加上材料内容多，就会发憷。其实，这类题一般是高起点，低落点。解题时注意：
1通读题目，了解题目的大致内容。
2带着题目提出的问题要求仔细阅读题目，找出与问题相关的叙述。
3尽量把材料中的新内容与已学过的知识联系起来，许多答案往往是落脚课本知识上的。如2000年高考广东卷关于人类基因组计划问题，第（1）问“测定人类的24条染色体的基因和碱基序列，试指出是哪24条染色体？为什么不是测定23条染色体？”实际上考查的是有关常染色体和性染色体的知识。
4注意从材料中获取新的信息。第（3）问“你认为完成人类基因组计划有什么意义？”答案的4点，都可以在材料中找到依据。
三、怎样解答开放性试题
开放性试题的出现是高考改革的一个方向。开放性试题一般表现为题目条件的开放和试题答案的开放。
但不管怎么开放，题目总会有一定的限制，所以解题时首先要注意题目的限制条件是什么。如2000年理科综合卷中，“写出三种与光合作用有关的矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用”，限制条件有两个，一是与光合作用相关，二是必须是矿质元素。至于是哪三种？就是开放的了。验证钙在血液凝固中的作用一题，试题提供的实验材料及原理都是限制条件，要求考生必须依据题目的实验原理以及实验材料来设计实验。
其次，要从题目提供的条件寻找解答的思路和线索。如与光合作用相关的矿质元素，可首先考虑有哪些是矿质元素，然后从中筛选出与光合作用相关的。
第三，要注意答题的逻辑性和条件性。最好把不同层次的内容分别列成不同的小点，以清晰地展示自己的思路。
四、怎样解答坐标曲线题
坐标曲线题通常有三种类型：一是对曲线表达的生物学含义的表述；二是对曲线表达含义的解释；三是对曲线所能够说明的问题进行表达。
第一种类型：注意横坐标与纵坐标的内容，然后根据曲线的特征进行表达。这是最基本的类型。
第二种类型：在理解曲线含义的基础上，对曲线变化的原因作出解释。要注意把落脚点放在课本的知识原理上。
第三种类型：要注意尽量把所要说明的问题说完整。如生长素浓度对根、茎、芽的影响的三条曲线，既说明生长素浓度对植物器官作用的共同特点，也说明它们的区别。
五、怎样尽量减少在表达上的失分
1生物学的专用术语要使用准确。
2尽量用课本术语进行表述。对说明性的表达，常常可以落脚到课本上的结论性叙述上。比如，根对水分和矿质离子的吸收是两个相对独立的过程；细胞是一个统一的整体；生态系统具有一定的自动调节能力等；调整生态系统的能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分；等等。
关键词：split read； 映射； 高通量测序； 生物信息学
中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）06-0030-03
0引言
人类基因组计划的完成为人类基因组的研究提供了一套参考基因组序列，大大地简化了人类个体基因组的序列研究，因为不同人类个体基因组序列之间有着极高的相似性，现在的研究主要专注于个体基因组序列与参考基因组序列的差异，这大大地简化了研究的过程。而高通量测序技术的不断发展，则为人类基因组研究提供了有力数据支持。为了利用高通量测序数据，需要将上亿的测序短序列（read）映射到参考基因组序列上，这些read当中大部分可以以连续序列的形式被映射，但是仍有一部分read由于个体基因组序列与参考基因组序列的差异，会在映射中包含一段空位，这样的read称为split read，其映射相比于第一类read是更为困难的。Split read的映射往往可以显示个体基因组中变异区域的序列信息，对研究更快速、准确的split read映射方法有着重要的意义。
1基本概念
1.1高通量测序数据
高通量测序是一种测序DNA序列的技术。在测序过程中，将完整的样本DNA序列打碎，从中筛选出满足特定长度（通常为数百bp）的片段，然后在每个片段的一端或两端各读取一段长度为数十至数百bp的序列。这些读取出的序列长度通常远远小于被测样本DNA序列的长度，但是高通量测序技术可以同时读取大量这样的短序列，使得短序列总长度达到样本DNA长度的数倍至数十倍，从而使获得样本DNA序列成为可能。
1.2Read与split read
在高通量测序中，从打碎的DN段上读取出来的短序列称为read。Read是被测DNA序列的一个短片段，单个的read序列长度远远短于被测DNA序列的长度，但是通过将大量read映射到参考基因组序列的方式，就可以获得被测DNA的序列内容，如图1所示。测序时所读取的read是一段连续的序列，但是由于DNA结构变异的存在，一些read在映射结果中不再保持连续的形式，而是包含了空位，这样的read称为split read。
1.3双末端测序
在高通量测序过程中，从打碎的DN段的两端读取序列的方法称为双末端测序。双末端测序中获得的读取自同一片段的一对read称为一个read pair。理论上，如果被测DNA序列与参考基因组序列完全相同，read pair被映射到参考基因组之后，其中的两个read之间的距离与被测时DN段的长度应当是相同的。但是由于被测DNA与参考基因组序列存在差异，特别是由于结构变异的存在，read pair映射后其一对read之间的距离会与被测的DN段长度产生明显的差异。
2Deletion对附近read 与read pair映射所造成的影响Deletion是一种常见的结构变异形式，表现为被测DNA序列相比参考基因组序列缺失了部分序列。由于这种变异的存在，其附近的read与read pair在映射过程中会发生异常，如图2所示。从图2中可以看出，由于deletion的存在（黑色短线段），跨过deletion的read pair（左）在映射后两个read之间的距离要长于被测时两个read之间的距离，这个距离的差异恰好是deletion的长度。而跨过deletion边界的read（右）在映射时则会包含与deletion长度相同的一段空位，形成split read。
3利用read pair映射分析指导split read映射的方法目前的read映射方法出于运行效率的考虑，都会限制映射结果中所允许的空位数量与长度[1-3]。有一些利用双末端测序数据特性而特别为split read映射所设计的映射方法，利用read pair中一个映射较好的read作为基点，在临近的一段区间为另一个映射效果不好或者无法连续映射的read进行允许较多空位的映射[4]。这样的方法存在着映射效果与搜索空间相关，映射难度大，效率低等问题，如图3所示。
为了改进这些不足，本文提出一种利用deletion附近的read pair的映射结果来指导split read映射的方法。从图2中可以看出，受到deletion影响的read pair，虽然其一对read之间的映射距离发生了异常，但两个read的映射位置距离deletion的边界并不远。通过将这样存在映射异常的read pair按照映射位置与每对read之间的距离进行聚类，可以大致获得deletion边界的位置。由于split read的映射实际上只需要deletion边界处的一小段序列，而与deletion序列本身无关，因此可以每个聚类结果中的两处deletion边界位置为基点，各选择一段固定长度的序列作为参考序列进行split read映射，选择序列的长度只要确保可以包含deletion的分界点即可（图4上半部分）。通过这样的方式，split read的映射将不再与deletion本身的长度相关，因为参与split read映射的参考序列只是deletion边界处固定长度的两段序列的组合，其选取与deletion本身的长度无关。
接下来，需要将每个聚类结果附近映射效果较差或无法映射的read提取出来，这些read可能是受到了每个聚类结果所对应的deletion的影响而无法实现良好的映射，因其是候选的split read。将这些read向组合的参考序列映射需要一种序列映射算法，本文提出一种Needleman-Wunsh算法[5， 6]的变种算法来完成split read映射。变种算法同样是一种动态规划算法，其递归表达式为：
其中：
db是由两段参考基因组序列组成的横向序列，段序列的长度分别为m1和m2。qr是由read序列构成的纵向序列，长度为l。M（i，j）是当qr[i]和db[j]对齐时单元（i，j）的打分；Iqr（i，j）是qr[i]和一个空位对齐时单元（i，j）的打分；Idb（i，j）是db[j]和一个空位对齐时单元（i，j）的打分。gapopen是开始一段新空位的罚分；gapext是扩展一个空位的罚分。w（a，b）是一个打分函数，当a和b相同时打正分，反之打负分。jumpqr是matrix2中额外计算的罚分，是从matrix2中单元向matrix1中单元进行跳跃的罚分。jmax是matrix2中单元跳跃目标单元的横坐标，对于matrix2中的单元（i，j）来说，其跳跃的目标单元坐标为（i-1，jmax）。
变种算法与原算法的最大区别在于，序列比对的打分矩阵被划分为了两个部分，分别对应着deletion两个边界附近所选择出的参考序列（图4下半部分中Part 1与Part 2）。在第一部分中，全部的比对分数计算与原算法相同，在第二部分中，为每个单元计算分值时会多考虑一项，即来源于第一部分矩阵上一行中具有最高分值的单元（图4下半部分中NW-MAX单元）的打分。这个分值的计算相当于将第一部分矩阵中的部分序列比对结果与第二部分矩阵中的部分序列比对结果相连接，相连接的两个单元所在的位置就是这个映射所对应的一段连续空位的边界点。变种算法对于这种连接给出一个固定的罚分，这个罚分与两个单元的横向距离无关。在原算法中，这样的单元之间的“跳跃”是不允许的，相同的映射在原算法中需要依靠相邻单元的连续计算来完成（图4下半部分中虚线箭头所示），由于原算法中引入空位 需要罚分，因此split read的映射结果的最终分值将会受到引入的空位数量的影响，引入的空位越多，分值越低。这可能导致split read的映射结果由于引入的空位过多而导致分值过低，最终被舍弃。
4实验结果与分析
本文将所提出的算法进行程序实现，称为PRISM。通过将人类基因组中deletion注释加入到参考基因组1号染色体序列中的方式构造了一条模拟基因组序列，并使用模拟测序软件[7]对该模拟基因组序列进行模拟测序生成一套模拟数据集。在该模拟数据集上，本文将所提出的split read映射方法与一种已有的方法Pindel进行了比较。首先是运行速度上的比较，结果如表1所示。由于在取得候选split read时的标准不同，两种方法作为输入的read数量不同，但是从结果上可以看出，PRISM的输入规模略高于Pindel，而运行时间却远远短于Pindel，这证实了PRISM利用read pair分析结果来指导split read映射的方法可以大幅地提高split read映射的效率。第二项比较是split read映射效果的比较，具体结果如图5所示，可以看出PRISM在正确映射split read的能力上也要优于Pindel。
5结束语
本文提出了一种新的split read映射方法，这种方法利用split read附近的read pair映射结果分析来指导split read的映射，以达到缩小映射过程中搜索空间，提高映射效率与准确性的目的。在模拟数据实验中，通过与已有的方法进行对比，证实了本文所提出的方法在运行效率、与split read映射结果上都具有优势。
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在Watson和Crick发现DNA双螺旋结构后的50多年里，基因工程药物在治疗人类疾病中逐渐占据一席之地，人类基因组计划的完成为基因治疗开辟了更广阔的空间。近年来随着遗传学的新兴学科——表观遗传学在人类疾病治疗方面获得了越来越多的证据[1]。它从分子水平上揭示复杂的临床现象，为解开生命奥秘及征服疾病带来新希望。
表观遗传学是研究没有DNA序列变化的情况下，生物的表型发生了可遗传改变的一门学科[2]。表观遗传学即可遗传的基因组表观修饰，表观修饰包括：DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、X染色体失活、基因组印记、非编码RNA调控等[3]，任何一方面的异常都可能导致疾病，包括癌症、染色体不稳定综合征和智力迟钝[4]等。表观遗传的改变是可逆的，这就为治疗人类疾病提供了乐观的前景。本文从表观遗传学与人类疾病、环境与表观遗传学的关系以及表观遗传治疗3个方面进行综述。
1 表观遗传学修饰与人类疾病
1.1 DNA甲基化相关疾病
DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的催化下，将甲基基团转移到胞嘧啶碱基上的一种修饰方式。它主要发生在富含双核苷酸CpG岛的区域，在人类基因组中有近5万个CpG岛[5]。正常情况下CpG岛是以非甲基化形式(活跃形式)存在的，DNA甲基化可导致基因表达沉默。DNMTs的活性异常与疾病有密切的关系，例如位于染色体上的DNMT3B基因突变可导致ICF综合征。有报道[6]表明，重度女袭性牙周炎的发生与2条X染色体上TMP1基因去甲基化比例增高有关。DNMT基因的过量表达与精神分裂症和情绪障碍等精神疾病的发生也密切相关。风湿性疾病等自身免疫性疾病特别是系统性红斑狼疮(SLE)与DNA甲基化之间关系已经确定[7]，在SLE病人的T细胞发现DNMTs活性降低导致的异常低甲基化。启动子区的CpG岛过度甲基化使抑癌基因沉默，基因组总体甲基化水平降低导致一些在正常情况下受到抑制的基因如癌基因被激活[8]，都会导致细胞癌变。
1.2 组蛋白修饰相关疾病
组蛋白的修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等，组成各种组蛋白密码。其中，研究最多的是乙酰化、甲基化。一般来说，组蛋白乙酰化标志着其处于转录活性状态;反之，组蛋白低乙酰化或去乙酰化表明处于非转录活性的常染色质区域或异染色质区域。乙酰化修饰需要乙酰化转移酶(HATs)和去乙酰化酶(HDACs)参与。组蛋白修饰酶异常可导致包括癌症在内的各种疾病，例如，H4K20的三甲基化是癌症中的一个普遍现象。甲基化CpG2结合蛋白2(MeCP2)可使组蛋白去乙酰化导致染色质浓缩而失活，其中Rett综合征就是MeCP2的突变所致。
1.3 染色质重塑相关疾病
染色质重塑是DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物的共同作用。它通过影响核小体结构，为其他蛋白提供和DNA的结合位点[9]。其中染色质重塑因子复合物主要包括SWI/SNF复合物和ISW复合物。染色质重塑复合物如果发生突变，可导致染色质不能重塑，影响基因的正常表达，导致人类疾病。如果突变引起抑癌基因出现异常将导致癌症，例如：小儿科癌症中检测到SNF5的丢失。编码SWI/SNF复合物相关的ATP酶的基因ATRX、ERCC6、SMARCAL1的突变可导致B型Cockayne综合征、Schimke综合征甚至肿瘤。ATRX突变可引起DNA甲基化异常，从而导致数种遗传性的智力迟钝疾病如:X连锁α2地中海贫血综合征和SmithFinemanMyers综合征，这些疾病与核小体重新定位的异常引起的基因表达抑制有关[10]。
1.4 X染色体失活相关疾病
哺乳动物雌性个体不论有多少条X染色体，最终只能随机保留一条的活性。X染色体失活由X失活中心(Xic)调控，Xic调控X染色体失活特异性转录基因(Xist)的表达。X染色体的不对称失活可导致多种疾病，例如男性发病率较高的WiskottAldrich综合征是由于WASP基因突变所致。X染色体的PLP基因突变失活常导致PelizaeusMerzbacher病;X染色体的MeCP2基因突变失活导致Rett综合征[11]。在失活的X染色体中，有一部分基因因逃避失活而存在2个有活性的等位基因，使一些抑癌基因丧失功能，这是引发女性癌症的一个重要原因[12]。
1.5 基因组印记相关疾病
基因组印记是指二倍体细胞的一对等位基因(父本和母本)只有一个可以表达，另一个因表观遗传修饰而沉默。已知在人体中有80多种印记基因。印记丢失导致等位基因同时表达或有活性的等位基因突变，均可引起人类疾病。一些环境因素，如食物中的叶酸也会破坏印记。印记丢失不仅影响胚胎发育，并可诱发出生后的发育异常。如果抑癌基因中有活性的等位基因失活可导致癌症的发生，如IGF2基因印记丢失导致的Wilms瘤[13]。15号染色体的表观遗传异常可导致PraderWilli综合征(PWS)和Angelman综合征(AS)，PWS是由于突变导致父本表达的基因簇沉默，印记基因(如SNURF/SNRPN)在大脑中高表达所致;AS是由于母本表达的UBE3A或ATP10C基因的缺失或受到抑制所致。Beckwithweideman综合征(BWS)是11号染色体表观遗传突变引起印迹控制区域甲基化的丢失，导致基因印记丢失引起[14]。
1.6 非编码RNA介导相关疾病
功能性非编码RNA分为长链非编码RNA和短链非编码RNA。长链RNA对染色质结构的改变起着重要的作用。短链RNA对外源的核酸序列有降解作用以保护自身的基因组。小干涉RNA(siRNA)和微小RNA(miRNA)都属于短链RNA，在人类细胞中小片段的siRNA也可以诱导基因沉默。miRNA能够促使与其序列同源的靶基因mRNA的降解或者抑制翻译，在发育的过程中起着关键性作用。转录的反义RNA可以导致基因的沉寂，引起多种疾病，如使地中海贫血病人的正常球蛋白基因发生甲基化。由于miRNA在肿瘤细胞中的表达显著下调，P53基因可通过调控miRNA34ac的表达治疗肿瘤。在细胞分裂时，短链RNA异常将导致细胞分裂异常，如果干细胞发生这种情况也可能导致癌症。
2 环境表观遗传学
对多基因复杂症状性疾病来说，单一的蛋白质编码基因研究远远不能解释疾病的发生机理，需要环境与外界因素的作用才会发病。疾病是外界因素与遗传因素共同作用的结果。流行病学研究已经证实，人类疾病与环境有明确的关系，高血压、中风、2型糖尿病、骨质疏松症等疾病的发病率与环境有着密切的关系[15]。特别是在发育初期，不利的环境、 营养的缺乏都有可能导致出生低体重、早产、胎儿发育不成熟等[16]。环境与DNA甲基化的关系一旦建立，将为环境射线暴露与癌症发生提供依据[17]。
环境污染等不利因素均有可能增加基因的不稳定性，每个人对环境和饮食的敏感性可因先天遗传不同而不同，环境因素与个体遗传共同作用，决定潜在表观遗传疾病的危险性。有人推测上述因素肯定会在我们基因组上遗留下微量的基因表遗传学痕迹[1]。随着年龄增长，DNA甲基化等化学修饰改变也在长时间中错误积累，这也有助于解释为什么很多疾病总是在人进入老年后才发生。由此可见，如果改变不良生活习惯、减少环境污染，都有可能降低表观遗传疾病的发病率。因此研究环境与表观遗传改变的关系对于预防和治疗人类疾病都有着重要的意义。
3 表观遗传学药物
人类许多疾病都可能具有表观遗传学的改变，表观遗传学治疗研究如火如荼。已经发现许多药物可以通过改变DNA甲基化模式或进行组蛋白的修饰等来治疗疾病。目前，很多药物处于研制阶段，尽管其有效性尚未得到充分证实，但给癌症、精神疾病以及其他复杂的疾病的治疗带来了希望。
3.1 组蛋白去乙酰化酶抑制剂
目前发现的组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDAC Inhibitor)有近百种。其中FK228主要作用机制是抑制肿瘤细胞内组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性，引起乙酰化组蛋白的积聚，从而发挥抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞周期阻滞、促进细胞凋亡或分化等作用[18]。FK228单独用药或与其他药物或方法联合应用表现出良好的抗肿瘤作用，同时还可阻碍血管生成，具有抑制肿瘤转移、逆转耐药性、调节免疫力等作用。FK228还具有治疗炎症、免疫性疾病、视网膜新生血管疾病及神经系统等多种疾病的药理学作用。
3.2 DNA甲基转移酶抑制剂
核苷类DNA甲基转移酶抑制剂作用机理是在体内通过代谢形成三磷酸脱氧核苷，在DNA复制过程中代替胞嘧啶，与DNMTs具有很强的结合力。核苷类似物5氮杂胞苷(5azacytidine)是第一个发现的甲基化抑制剂，最初被认为是细胞毒性物质，随后发现它可抑制DNA甲基化和使沉默基因获得转录性，用于治疗高甲基化的骨髓增生异常综合征，低剂量治疗白血病。其他核苷类DNA甲基转移酶抑制剂有5氮2脱氧核苷(5aza2′deoxycytidine)，Zebularine(5azacytidine的衍生物)[19]，5Fluoro2′deoxycytidine，RG108，Procainamide，Psammaplins(4aminobenzoic acid衍生物)，MG98(寡聚核苷酸)等。DNA甲基化抑制剂Procainamide可用于抗心律失常。另外在茶叶和海藻中提取的EGCG也显示具有体外活性。临床中应用反义寡核苷酸对DNA甲基转移酶进行抑制正在进行实验。
3.3 联合治疗
DNA甲基化抑制剂与HDAC抑制剂联合应用治疗疾病可能具有协同作用。进行表观修饰治疗后的细胞可能对于化疗、干扰素、免疫治疗更具有敏感性。在癌症的治疗方面，应当包括遗传治疗和表观遗传治疗两个方面，同时运用两种或两种以上表观修饰的方法对病人进行治疗对人类疾病意义重大。
3.4 其他方法
人胚胎干细胞保留有正常基因印记，这些干细胞可能具有治疗意义[20]。另外，在女性细胞中非活性的X染色体中存在正常的野生型基因，如果选择正确的靶点，就有可能激活这个正常但是未被利用的野生型基因，从而对其进行基因治疗。有报道[21]运用RNAi技术沉默胰岛β细胞相关基因，抑制胰岛淀粉样形成可能用来治疗糖尿病。短链脂肪酸(SCFAs)丙戊酸钠用于抗癫痫，丁酸可用来治疗结肠癌[22]等。siRNA可在外来核酸的诱导下产生，通过RNA干扰(RNAi)清除外来核酸，对预防传染病有重要作用。目前，RNA干扰已大量应用于包括肿瘤在内的疾病研究，为一些重大疾病的治疗带来了新的希望。
4 结 语
从表观遗传学提出到现在，人们对表观遗传学与人类疾病的发生有了更深入的认识。人类表观基因组计划(human epigenome proiect，HEP)已经于2003年开始实施，其目的是要绘制出不同组织类型和疾病状态下的人类基因组甲基化可变位点(methylation variable position ，MVP)图谱。这项计划可以进一步加深研究者对于人类基因组的认识，为表观遗传学方法治疗人类复杂疾病提供蓝图[1]。但是，表观遗传学与人类生物学行为(临床表型)有密切关系，人类对表观遗传学在疾病中的角色研究还处于初级阶段。应更进一步研究表观遗传学机制、基因表达以及与环境变化的关系，有效减少表观遗传疾病的发生风险，努力探索这片造福人类的前沿领域。
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