三問(wèn)中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃

　　前不久，歷經(jīng)多年論證、被譽(yù)為我國生命科學(xué)研究領(lǐng)域里程碑事件的中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃(簡(jiǎn)稱(chēng)CNHPP)正式在京啟動(dòng)，來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院、軍事醫學(xué)科學(xué)院、解放軍總醫院、復旦大學(xué)等40多所高校、科研機構的近百名專(zhuān)家，共同見(jiàn)證了這一歷史性時(shí)刻。

　　蛋白質(zhì)組計劃和基因組計劃有何不同?中國的蛋白質(zhì)組研究在國際上處于什么位置?中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃將如何進(jìn)行?

　　圍繞上述問(wèn)題，筆者獨家采訪(fǎng)了有關(guān)專(zhuān)家。

　　一問(wèn)為什么要搞中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃?

　　生，源于基因組;命，卻一定由蛋白質(zhì)組決定。只有蛋白質(zhì)組才能從根本上闡釋生命

　　相比“蛋白質(zhì)組”，“蛋白質(zhì)”一詞更為人們所熟知。它是生物體內一種極為重要的高分子有機物，占人體干重的54%，1838年由荷蘭科學(xué)家格里特首先發(fā)現。

　　基于此，1994年，澳大利亞科學(xué)家率先提出“蛋白質(zhì)組”，意指某個(gè)時(shí)刻，某個(gè)組織、器官或個(gè)體中所有蛋白質(zhì)的集合，是一個(gè)整體的概念。

　　科學(xué)家們之所以對蛋白質(zhì)組產(chǎn)生濃厚興趣，還得從人類(lèi)基因組計劃說(shuō)起。2003年4月，經(jīng)由6國科學(xué)家歷時(shí)13年奮戰的人類(lèi)基因組計劃畫(huà)上了句號。

　　“科學(xué)界曾經(jīng)認為，只要繪制出人類(lèi)基因組序列圖，就能了解疾病的根源。但我們錯了�！皣�際蛋白質(zhì)組組織首任主席薩姆哈納什說(shuō)，事實(shí)上，我們只了解10%基因的功能，剩下的90%仍是未知的。

　　“人們總以為蛋白質(zhì)組計劃是基因組計劃的附庸或者說(shuō)是子產(chǎn)品，這也是一個(gè)誤區。人類(lèi)基因組計劃并不像事前所預期的那樣，能夠逾越蛋白質(zhì)這一生物功能去揭示人類(lèi)生、老、病、死的全部秘密，基因組序列只是提供了一維遺傳信息，而更復雜的多維信息則發(fā)生在蛋白質(zhì)組層面�！眹�際人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃執委、亞太蛋白質(zhì)組組織主席、中國科學(xué)院院士賀福初說(shuō)，基因組和蛋白質(zhì)組的關(guān)系，好比詞典與文章、元素表與化工廠(chǎng)。

　　“基因組學(xué)中微小的差異，在蛋白質(zhì)組學(xué)中可以被千倍甚至近萬(wàn)倍地放大，想要解密基因組，必須先系統認識蛋白質(zhì)組�！辟R福初認為。

　　他舉例說(shuō)，人體各個(gè)器官如耳、鼻、喉、心、肝、肺，其基因組完全相同，不同的是蛋白質(zhì)組。因此，不同器官形態(tài)、功能各異，是蛋白質(zhì)組在背后“操盤(pán)”。

　　“就像蛹化蝶，無(wú)論形態(tài)如何變化，基因組是不變的�！避娛箩t學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫學(xué)研究所研究員錢(qián)小紅這樣比喻。在她看來(lái)，人的每一種生命形態(tài)，都是特定蛋白質(zhì)組在不同時(shí)間、空間出現并發(fā)揮功能的結果。比如，某些蛋白質(zhì)表達量偏離常態(tài)的高或低，就能夠表征人體可能處于某種疾病狀態(tài)。

　　“生，源于基因組;命，卻一定由蛋白質(zhì)組決定。只有蛋白質(zhì)組才能從根本上闡釋生命�！辟R福初進(jìn)一步解釋道，“蛋白質(zhì)組，可以揭示疾病的發(fā)病機制和病理過(guò)程，發(fā)現新型診斷標志物、治療和創(chuàng )新藥物，可以全面提高疾病防診治水平。這個(gè)項目如完成，將揭示人體器官蛋白質(zhì)組的構成，一旦哪一部位出現異常即可實(shí)現 ‘GPS定位’，進(jìn)而找到針對性的診斷措施、干預措施和預防措施�！�

　　二問(wèn)中國能搞人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃嗎?

　　以賀福初院士為代表的中國蛋白質(zhì)組研究團隊，在該領(lǐng)域向世界交上了一份漂亮的答卷，在某些方面已走在全球前列

　　近代以來(lái)，中國先后錯過(guò)了多次世界科技革命的機遇。蛋白質(zhì)組學(xué)研究，恰恰是我國生命科學(xué)中少數幾個(gè)能夠始終躋身世界前沿的科學(xué)領(lǐng)域。

　　據專(zhuān)家介紹，中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組事業(yè)的發(fā)展，也催生了一系列大型研究基地和覆蓋全國的協(xié)作網(wǎng)絡(luò )。據不完全統計，目前包括中科院、教育部、衛生計生委、軍隊以及湖南、廣東、重慶、浙江等在內的省部級重點(diǎn)實(shí)驗室已超過(guò)10個(gè)。由賀福初院士發(fā)起，以軍事醫學(xué)科學(xué)院、清華、北大為代表的7家單位共同籌建的北京蛋白質(zhì)組研究中心，于2005年被確立為“人類(lèi)肝臟蛋白質(zhì)組計劃”國際執行總部，成為一座世界級的“生命之都”。

　　此外，自2000年至2010年，中國累計發(fā)表論文2800多篇，位列全球該領(lǐng)域第四。值得一提的是，最近4年，中國在該領(lǐng)域發(fā)文量直線(xiàn)上升，歷史性地達到1000多篇，年度論文發(fā)表數已躍居世界第二(第一為美國)，位居全國其他學(xué)科前列。

　　歷經(jīng)十余年的努力，中國蛋白質(zhì)組研究團隊向世界交上了一份漂亮的答卷：成功構建迄今國際上質(zhì)量最高、規模最大的人類(lèi)第一個(gè)器官——肝臟蛋白質(zhì)組的表達譜、修飾譜、連鎖圖及其綜合數據庫;首次實(shí)現人類(lèi)組織與器官轉錄組和蛋白質(zhì)組的全面對接;在炎癥誘發(fā)腫瘤等方面，發(fā)現一批針對肝臟疾病、惡性腫瘤等重大疾病的潛在藥靶、蛋白質(zhì)藥物和生物標志物。如，2008年，張學(xué)敏課題組首次發(fā)現炎癥和免疫的新型調控分子CUEDC2，可作為腫瘤耐藥的新標志物，從而為克服癌細胞耐藥提供了原創(chuàng )性的藥物新靶點(diǎn)和治療新思路。2010年，周鋼橋課題組“逮到”肝癌的易感基因，為肝癌的風(fēng)險預測和早期預警提供了重要理論依據和生物標記……上述幾項成果均發(fā)表于國際頂級的《科學(xué)》《自然》系列雜志。

　　三問(wèn)中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃怎樣進(jìn)行?

　　將分三個(gè)階段進(jìn)行，計劃產(chǎn)生的大數據將全景式地揭示人體蛋白質(zhì)組成及其調控規律，解讀人類(lèi)基因組這部“天書(shū)”

　　世界蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域內的新一輪科技競賽已開(kāi)始。中科院院士張玉奎指出，雖然中國在蛋白質(zhì)組一些領(lǐng)域走在了世界前列，但國外有些團隊如今正快馬加鞭。這警醒我們：必須加快步伐，否則很快將被甩出第一陣營(yíng)。

　　“逆水行舟不進(jìn)則退，我們絕不能喪失已經(jīng)取得的優(yōu)勢�！辟R福初說(shuō)。

　　據悉，中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃將分三個(gè)階段展開(kāi)。第一階段，全面揭示肝癌、肺癌、白血病、腎病等十大疾病所涉及主要的組織器官的蛋白質(zhì)組，了解疾病發(fā)生的主要異常，進(jìn)而研制診斷試劑、篩選藥物，力爭2017年左右完成;第二階段，爭取覆蓋中國人的其他常見(jiàn)疾病，提升中國人群疾病的防治水平;第三階段，實(shí)現人類(lèi)更多疾病的覆蓋。

　　當前，全球每年產(chǎn)生的生物數據總量高達EB級(10的18次方比特)，生命科學(xué)領(lǐng)域正在爆發(fā)數據革命。生物數據最大的是基因組數據，它完成后，蛋白質(zhì)組數據無(wú)疑將成為更大、更重要和更核心的科學(xué)數據。我國已部署建設的蛋白質(zhì)科學(xué)基礎設施將相繼投入運行，這是國際上最大的蛋白質(zhì)組學(xué)研究基地，將有力支撐和推動(dòng)中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃的實(shí)施和大數據的產(chǎn)生。中國人類(lèi)蛋白質(zhì)組計劃產(chǎn)生的大數據將全景式地揭示人體蛋白質(zhì)組成及其調控規律，解讀人類(lèi)基因組這部“天書(shū)”。

　　“這項計劃，是以中國重大疾病的防治需求為牽引，發(fā)展蛋白質(zhì)組研究相關(guān)設備及關(guān)鍵技術(shù)，繪制人類(lèi)蛋白質(zhì)組生理和病理精細圖譜、構建人類(lèi)蛋白質(zhì)組‘百科全書(shū)’，為提高重大疾病防診治水平提供有效手段和中國生物醫藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供原動(dòng)力�！辟R福初說(shuō)，“我們首先看重科學(xué)價(jià)值，其次才是經(jīng)濟效益，因為這是真正的原始創(chuàng )新，是中國能夠引領(lǐng)世界科技發(fā)展的重要領(lǐng)域之一�！�