 撰文：Ari Berkowitz（俄克拉荷马大学生物学首席教授、细胞与行为神经生物学研究生项目主任） “急诊室里送来了一名失去了意识的病人，起初，医生无法对其进行诊断。但幸运的是，医生随后在病人的身上发现了一张钱包大小的卡片，上面写有病人的基因组信息，也就是他所有的 DNA 信息。于是医生迅速搜索基因组，诊断出了问题，然后送病人去接受基因治疗。” 这是普利策奖得主Laurie Garrett在 1996 年报道人类基因组计划（HGP）时所想象的 2020 年的样子。 1 医学的新时代？ 人类基因组计划是一个国际合作的科学项目，它的目标是绘制并揭开人类的遗传图谱，也就是测序人类所有的 DNA 信息。这个项目最初于 1990 年开始。2001 年，人类基因组草图发表。目前绝大部分人类基因组已经被揭开。 1996 年，诺贝尔奖得主Walter Gilbert说：“人类基因组计划将为我们治疗疾病的方式带来巨大的转变。”2000 年，时任美国国家卫生研究院人类基因组计划负责人的Francis Collins预测：“也许再过 15 年或 20 年，你会看到治疗医学的彻底革新。”同年，美国总统Bill Clinton表示，人类基因组计划将“彻底改变大多数人类疾病的诊断、预防和治疗”。 现在，2020 年到了，还是没有人带着自己的基因组卡片去看病，医生一般不会通过检查你的 DNA 来诊断或治疗疾病。为什么那些预想的事情没能发生呢？正如我最近发表在《神经遗传学杂志》上的一篇文章中所解释的那样，尽管有大量关于基因治疗的宣传，人们也对相关治疗抱有殷切的期望，但常见的衰弱性疾病的病因是很复杂的，它们很多不适合简单的基因治疗。 2 原因很复杂 一个基因的变化就可以导致疾病——这样的想法已经存在了几十年。上世纪 80 年代末到 90 年代初，包括《自然》和《美国医学会杂志》在内的知名科学期刊都曾公布过与双相情感障碍、精神分裂症和酗酒等疾病和行为相关的单个基因。这些论文在大众媒体上引起了极大关注，但有一些很快就被撤稿或被证明无法重复。最初的一些结论多数依赖于错误的统计检验，而重新评估的工作完全推翻了最初的结论。生物学家大多跟进了这些进展，但后续的研究在媒体上却很少受到关注。 个别基因的突变就会导致毁灭性疾病的情况确实存在，如亨廷顿氏舞蹈症，但最常见的衰弱性疾病都不是由单一基因突变引起的。这是因为，平均而言患有衰弱性遗传病的人存活时间可能不够长，无法生育许多健康的后代。换言之，这类突变受到巨大的进化压力。亨廷顿氏舞蹈症是一个例外，或许是因为这种疾病通常到病人超过生育年龄时才会出现症状。尽管其他许多致残疾病的新突变是偶然发生的，但它们在人群中并不常见。 相反，最常见的衰弱性疾病是由许多基因突变的组合引起的，单个基因的作用都很小，但它们相互作用，并在环境因素的影响下，综合地改变了从基因中表达出的蛋白质。在这个过程中，甚至生活在人体内的多种微生物也可能会发挥作用。 由于常见的严重疾病很少是由单基因突变引起的，因此不能通过用正常拷贝替换突变基因来治愈。基因治疗在研究上逐渐取得进展，但过程非常坎坷，其中甚至包括意外导致白血病和至少一例死亡的案例。 随着基因治疗的进步，医生近期成功地治疗了一些罕见病，但这些疾病中，大多是单一基因的突变产生了主要而巨大的影响。用基因治疗来应对罕见的单基因疾病很可能会成功，但还是必须针对病例的个体情况进行调整。在这种情况下，治疗的开销不免造成一些经济上的负担，能得到这种治疗的帮助的患者还是相对较少的。对于许多疾病和患者，基因治疗可能还没有用武之地。 3 生物学家的新时代 人类基因组计划已经对几乎所有的生物学研究领域产生了巨大影响，它刺激了技术进步，促进了快速、精确和相对廉价的 DNA 测序和操作。但这些研究方法的进步并没有导致对常见的衰弱性疾病治疗的显著改善。 尽管你还不能带着你的基因组卡去看医生，也许你可以对基因和疾病之间的关系有更精准的理解。对疾病病因更准确的理解可能会避免患者沉迷在不切实际的故事和虚假的承诺中。 原文标题为“Why sequencing the human genome failed to produce big breakthroughs in disease”，于 2020 年 2 月 11 日首发于 The Conversation，原文链接：https://theconversation.com/why-sequencing-the-human-genome-failed-to-produce-big-breakthroughs-in-disease-130568，中文内容略有编辑，仅供参考，一切内容以原文为准。 |
