后基因组时代的健康法则

后基因组时代的健康法则 1什么是后基因组时代 前 言 一、什么是后基因组时代？ 人类基因组计划的由来 谈到人类基因组计划不得不提到另一个已经失败了的计划肿瘤十年计划。 这个计划是由美国年轻的总统肯尼迪在 1961 年提出的。但是，在不惜血本地 投入了一百多亿美元，由诺贝尔奖获得者、肿瘤病理学家雷纳托杜尔贝科带 领数百位科学家经过多年研究以后，科学家们发现包括癌症在内的各种人类疾 病都与基因直接或间接相关，而当时的科学手段无法对这一结果进行更深一步 的研究。就这样，耗资巨大的肿瘤计划失败了。 虽然肿瘤计划失败了，但是让人们认识到基因研究是攻克多种疾病的基础， 而测出基因的碱基序列又是基因研究的基础。当时，世界各国有许多的实验室 在对自己感兴趣的基因做测序研究。 1986 年 3 月，杜伯克在美国科学杂志上发表了一篇题为癌症研究的 转折点：测序人类基因组的文章。杜伯克说，科学家们面临两种选择：要么 “零敲碎打”地从人类基因组中分离和研究出几个肿瘤基因，要么对人类基因 组进行全测序。正确的选择是对人类基因组进行全测序，这样大的项目也应当 由世界各国的科学家携手完成。 这篇短文后来被称为人类基因组计划的“标书”，引起了美国政府及世界 科学界的极大重视。由于这一计划要耗用大量的纳税人的钱，所以经历了长达 四年的反复论证的过程。这期间，美国政府还向国民作了许多解释工作，以求 获得大众的支持。这项全民普及教育工作居然做到了让纽约的出租车司机都能 够就该计划侃侃而谈。 1990 年 10 月 1 日，经美国国会批准美国 HGP 正式启动，总体计划在 15 年 内投入至少 30 亿美元进行人类全基因组的分析。 人类基因组计划的主要内容 所谓人类基因组是指人体所有基因的总和，DNA 是人类基因的物质基础，而 DNA 又是由 4 种碱基构成的，这四种碱基被称作 A、T、C、G。整个人类基因组 当中有多少个这样的碱基呢？总共有 30 亿个。 如果我们把这四种碱基比喻成四个字母。那么 DNA 就是有着四个字母构成 的单词。一系列的 DNA 单词组成一个故事，这就是我们通常所说的“基因”。 数千个基因故事组成个章节一对染色体，23 对染色体组成了完整的人类基 因组。人类基因组计划就是要按顺序读出这 30 亿个碱基“字母”。 基因组计划的划时代意义 整个人类基因组计划地完成过程就像一个由粗到细的画图过程，先画好框架， 再画草图，再对草图进行加工，越画越细致。2000 年 6 月 26 日，参与“国际 人类基因组计划”的美、英、日、法、德、中 6 个国家 16 个研究中心联合宣布 人类基因组“工作框架图”画好了。人类基因组“工作框架图”是覆盖人的大 部分基因组、准确率超过 90%的 DNA 序列图。从这一时刻开始，人类真正认识 了自己，从此人类历史进入了一个崭新的时代后基因组时代。 二、新法则的特点 关爱健康从基因开始 在后基因组时代，科技给了我们真正认识自己的机会。我们可以知道影响 自己生命进程程序是怎样编写的，我们可以从一定程度上预测自己会患什么样 的疾病，我们甚至可以预测未来的自己是胖是瘦。我们可以对未来可能发生的 疾病进行针对性的预防，我们可以从根本上治疗现在还难以治疗的疾病。人类 的寿命将提高到 120 岁甚至 150 岁。 这一切，都是从基因开始的。在后基因组时代，我们要少于利用科技给我们带 来的便利，了解自己的基因， 保护自己的基因关爱健康，从关爱基因开始。 衰老是包括人在内的各种生物的自然规律， 但人总是祈望活的更长久一些！。 基因和人体的关系 第一章 基因和人体的关系 一、 基因是什么？ 其实基因这个词是一个抽象的概念，是指遗传功能单位。最早提出基因这 个概念的是丹麦科学家约翰逊，这是 1909 年的事。当时他是这样定义的：基因 是用来表示任何一种生物中控制任何性状及其遗传规律的遗传因子。说得通俗 些，生物的高矮、花色、籽粒大小、动物的颜色、毛色等等都有是由基因控制 的。 到了 1910 年，美国杰出的遗传学家摩尔根在研究果蝇的遗传现象时，发现基因 会发生突变。本来是白色复眼的果蝇，在它的后代中突然出现红色复眼果蝇。 究其原因，是控制白色复眼这一性状的基因发生变化，变成控制红色复眼性状 了。摩尔根认定，基因还是突变单位。同时这告诉人们，改变基因，就有可能 得到新的性状，培育出新的生物种。这就进一步说明了基因的确是遗传功能的 基本单位。 在很长一段时间内，虽然知道基因是怎么回事，但它是什么具体的物质，却并 不清楚。直到 1944 年，才明确 DNA 是遗传即基因的物质基础。DNA 有 4 种核苷 酸构成，4 种核苷酸固定配对形成密码。它们就是一切生物所以会遗传的密码。 二、我们的基因从哪里来？ 我们的基因来自父母 刚才我们说到 DNA 是基因的物质基础，DNA 是长长的链，在一个小小的细 胞里 DNA 链就有两米长，所以 DNA 必须紧密地叠加缠绕在一起才能放得下。DNA 紧密缠绕在一起就形成了染色体。人体细胞里有 23 对这样的染色体。其中 22 对叫常染色体，男的女的都没什么区别。另一对叫性染色体，男的由 XY 组成， 女的由 XX 组成。 我们都知道，人是从受精卵发育成的，受精卵是父亲的精子和母亲的卵子 组成的。父亲的精子里带有 23 条染色体，请大家注意，是 23 条，不是 23 对。 也就是说，精子里只有父亲一般的遗传基因。这时由于父亲的精子在形成前经 过了一个叫做减数分裂的过程，一个细胞分列成了两个精子，分裂过程中，染 色体数目减少了一半。母亲的卵子里也是 23 条染色体。这样，受精卵里面就有 46 条，23 对染色体了。所以，我们的基因是从父亲母亲那里来的，他们各提供 了一半的基因。 人类的基因来自自然 大家都知道，人是从类人猿进化来的，那么类人猿又是如何进化来的呢？追根 溯源，人类象地球上其他物种一样，从低等生物经过一万年的进化演变而来， 所以，我们的基因是大自然赐予的。从这个层面上来说，其实我们和大猩猩还 真算得上是表亲，就连老鼠基因组和人类基因组的区别也不到 1%。不过别紧张， 你床底下的老鼠不会在明天早上和你认亲，你这 1%的优势可是经过上亿年的进 化来的呢。 达尔文的进化论认为物种在进化过程中会遵循优胜劣汰的法则，的确如此， 我们的基因在进化过程中得到了优化，许多不利的基因被淘汰了。那么为什么 我们仍然还带着一些“坏基因”呢？ 其实，这个优胜劣汰的过程是我们的基因对外界环境逐渐适应的过程，实 在无法适应环境的基因会被淘汰掉。所谓的淘汰也是要经过许多世代的繁衍才 能完成的。我们人类繁衍一代少说也要 20 年的时间，一个世纪的时间才 5 代人。 可是，上个世纪以来随着科技、工业、经济的发展，人类，尤其是生活在城市 里的人们的生活环境有了极大的变化，而这种变化还在以更快的速度发展。基 因的优化过程怎么能赶得上环境这么大这么快的变化呢？ 三、基因是怎么控制人体的？ 1、 从一个细胞长成的人 前面我们提到过一种细胞分裂的形式减数分裂，这是人体产生生殖细胞的 过程，所谓减数，就是分裂后的细胞中染色体的数量减少到了一半。我们的细 胞进行得更多的是一种叫做“有丝分裂”的分裂方式，这种分裂方式能保证分 裂后的细胞中的染色体数量和分裂前完全一致，有丝分裂的过程是从我们还是 受精卵的时候就开始了。 受精卵经过有丝分裂一分为二，二分为四这样持续不断的分裂，一个 细胞变成了许许多多的细胞。在细胞数量增加的同时，另一个叫做“细胞分化” 的过程也同步进行着。我们假设人体是一个军队，细胞数量增加就像是通过招 兵买马让军队迅速壮大起来。但是，一支军队必须有不同的分工才能作战呀， 因此，这队人马被分成侦察兵、工兵、炊事兵等等，这个过程就是“细胞分化” 。我们每个人身上有着数十亿个细胞，虽然都来自同一个受精卵细胞，但各自 的形态、功能都有所不同。有的细胞圆圆的像个盘子，随着血液流动，把氧气 送到身体的各个部位，并将二氧化碳从那里带走，这就是红细胞；有的细胞长 得像梭子，一收缩就能引起骨骼的运动，这是肌肉细胞；有一类细胞样子很不 规则，有的长有的短，表面有像触角一样的东西，甚至还有许多的分支，别看 它们丑陋，我们的身体要依靠它们进行协调，因为它们是神经细胞。 人体虽然有数十亿个细胞，但是这些具有不同功能的细胞不是混乱的堆在身 体里的。就像军队里有营、连、排的结构一样，身体也有很明确的结构划分。 功能近似的细胞在一起组成“组织”，几个组织在一起组成一个“器官”，多 个器官在一起又组成了“系统”。整个人体就是由十一大系统组成的。正常情 况下所有的这些组织、器官、系统，都有着各自的功能和分工，谁也不会做不 该做的事情，谁也不会抢占别人的地盘。 刚才我们说过，细胞进行有丝分裂以后，新细胞和老细胞的染色体没有改 变，也就是说，不管一个受精卵发育成一个成人需要进行多少次的有丝分裂， 这个成人的每一个细胞中的染色体和当初的受精卵是一样的。换句话说，受精 卵当中从父母亲那里来的基因，被完完全全地复制到我们身体的每一个细胞当 中了。 大家是否想过，细胞经过有丝分裂过程，一个细胞变成两个细胞，新细胞中的 染色体数量应该是老细胞的一半才对呀，为什么会保持不变呢？其实，在老细 胞进行分裂之前，组成染色体的 DNA 进行了一次自我复制的过程，使老细胞中 的染色体数量变成了原来的两倍，分裂过程中染色体被平均分配到新细胞当中， 这样，新细胞的染色体数量就和老的一样了。 2、 基因蛋白质功能 现在我们要解释基因是如何控制人体的了，这是大家都非常感兴趣的问题。事 实上，基因只是一个“幕后策划者”，在人体的构成和生长发育中真正起作用 的是蛋白质。 蛋白质有很多种，在人体中的作用主要可以分成两大类。一类是我们身体 的建筑材料，一个体重 100 斤的人身体里面起码有 45 斤是蛋白质。它组成了我 们的肌肉、皮肤、内脏，甚至毛发。这些蛋白质有的柔软、有的坚韧、有的还 可以运动，可以说是变化多端。还有一类蛋白质叫作酶，以前也有人叫它“酵 素”。酶的作用可大了，我们身体正常的生长发育必须依赖各种酶的正常工作， 酶又是很脆弱的，当人体发高烧到 42 度以上时很多酶就会失去作用，这样，就 有生命危险了。另外，参与生长调节的激素，参与免疫反应的一些大分子主要 也都是蛋白质。可以说，没有蛋白质就没有生命。 那么为什么说基因是“幕后策划者”呢？ 蛋白质是由氨基酸构成的，氨基酸中共有 20 种，无论哪一种蛋白质分子，都是 由 20 种氨基酸排列组成，只是不同的蛋白质分子氨基酸的排列顺序不同。氨基 酸的排列顺序是由组成基因的碱基顺序决定的。还记得碱基有哪几种吗？对了， 一共有四种：A、T、G、C。 科学家们经过研究还发现，氨基酸本身也是由碱基决定的。3 个碱基可以 组成一个密码来决定一种氨基酸。 在小小的细胞里面有一个细胞核，带有遗传信息的 DNA 就住在细胞核里。而核 的外面是细胞质，蛋白质是在细胞质里生产的。DNA 个头太大了，不能跑到细 胞质里去的，那么，是谁把 DNA 上面的遗传信息带到细胞质里了呢？原来，还 有一类叫做 RNA 的核酸分子在起这样的作用。 RNA 也是由四种碱基组成的，和 DNA 不同的是，RNA 的碱基中没有 T，而是 用 U 代替了。RNA 又可以分成三种，一种叫信使 RNA，负责把 DNA 上面的遗传信 息“复制”下来，并带出细胞核；一种叫做转运 RNA，负责把组成蛋白质的原 料“转运”过来；还有一种叫核糖体 RNA，提供了组成蛋白质的工作场地。整 个过程当有一个非常非常重要的原则叫做“碱基配对原则”，DNA 和 RNA 上的 碱基必须是 G 和 C 配对，U 和 A 配对，这样才能保证遗传信息精确无误地传递。 现在我们看看自己的细胞里，这些小家伙们是怎样繁忙地工作的：首先， 细胞核里像油条一样的双螺旋 DNA 解开，成为两条单独的油条DNA 单链， 以其中一条链作为模板，按照碱基配对原则合成信使 RNA。这样，DNA 上的碱基 顺序被记录在信使 RNA 的碱基顺序当中，使遗传信息得以传递。信使 RNA 被派 到细胞质里面，与核糖体 RNA 结合，自己成了蛋白质合成的直接模板。转运 RNA 认识信使 RNA 上面的碱基顺序遗传信息，同时也认识不同的氨基酸， 它就充当了“翻译”的角色，在细胞里到处穿梭，把相应的氨基酸带到核糖体 里面，使不同的氨基酸在信使 RNA 上面“对号入座”。众多的氨基酸手拉手连 在一起，就组成了一个蛋白质分子。这样，DNA 上面所带的遗传信息就准确地 反映在蛋白质的氨基酸顺序中了。换句话说，特定的遗传信息，合成了特定的 蛋白质。 基因通过参与合成蛋白质而参与了几乎所有的生命活动。 衰老是包括人在内的各种生物的自然规律， 但人总是祈望活的更长久一些！。 基因和疾病 第二章 基因和疾病 一、 为什么所有的疾病都和基因有关？ 医学对疾病的认识有一个由外及内的过程。 较早期的医学认为疾病几乎都是由物质引起的，引起疾病的物质主要来自外界， 包括细菌、病毒、有害的环境污染物等等。因为在那个时期，人类社会的卫生 水平比较低，细菌、病毒、寄生虫到处滋生，人们也没有有效的预防方法，所 以当时人类的健康大敌主要是天花、麻疹、霍乱、鼠疫、血吸虫病等由于外来 致病源导致的疾病。 后来，公共卫生制度建立起来了，人们开始对生活废弃物进行科学的处理， 有效地隔绝了细菌、病毒等致病源的扩散，这里疾病也得到有效控制。接下来， 由于营养缺乏导致的疾病开始多起来。这是由于战争、饥荒、经济危机等原因 造成人们不能摄入足够的蛋白质、维生素等营养物。这一时期的医学家开始认 识到导致疾病的原因除了外来病源体外，还有别的。 到了二次世界大战以后，由于世界经济的复苏和营养补充剂的开发，营养缺乏 症也得到了有效的控制。但是，人类的疾病好像没有因此而减少多少，肿瘤、 心血管病等慢性疾病开始成为人类疾病谱的主导。这时，医学界认为，不良的 生活方式和精神因素是引起这些疾病的主要原因。 因此，到 20 世纪 60 年代前 后的医学认为疾病主要是由于病原体、营养缺乏、不良生活方式以及精神因素 引起的。但是，这样的思维方式仍然解释不了许多疑问。 众所周知，艾滋病是因为感染了艾滋病病毒引起的，根据当时的医学理论， 只要被这种病原体感染了，就会得病。在人们还没有充分注意到艾滋病的可怕 性之前还没有将艾滋病病毒的检测作为输血前的必检项目，有些受血者就被输 入了带有艾滋病病毒的血液。美国曾经做过这样一个回顾性的调查，科学家们 找到了过去几十年里被输了带有艾滋病病毒血液的将近一万个人，对这些人的 病例进行研究后发现有将近 12%的人在输了污染的血液以后并没有患上艾滋病， 甚至没有携带艾滋病病毒。这一结论让科学家们认识到即使是由病原体导致的 传染性疾病，人体的先天体质也是决定人体是否患病的重要因素。后来，随着 基因研究的深入，以及基因研究结果和临床医学结合，医生们也逐渐接受了这 样的观点。 因此，目前对疾病比较科学的解释是： 疾病是由于先天的基因体质和后天的外 来因素共同作用的结果。 二、单基因病 单基因病全称单基因遗传病，是指单基因性状异常的疾病。单基因性状是 受一对等位基因控制的。等位基因是指一对染色体某一座位上所具有的 不同形 式的基因。遗传学用大写英文字母表示显性基因，如基因 A；用小写英文字母 代表 隐性基因，如基因 a。前者决定显性性状，后者决定隐性性状。对于人群 中的不同个体，可能存在着 AA、Aa、aa 三种不同类型的基因型。单基因性状遗 传遵循孟德尔定律，所以称孟德尔遗传。单基因病是由单个基因发生突变所引 起的遗传病。它可能是等位基因中的一个发生突 变，也可能是成对的等位基因 都改变。单基因病本质上属于单基因性状的遗传，故称之为孟德尔氏疾病。单 基因遗传病根据致病基因的性质（显性或隐性）以及所在的染色体（常染色体 或性染色体），可分为：1）常染色体显性遗传病（英文简写 AD）、2）常染色 体隐性遗传病（AR）、3）X 连锁显性遗传病（XD）、4）X 连锁隐性遗传病 （XR）、5）Y 连锁遗传。临床上要判断某种单基因遗传病究竟属于上述哪种遗 传方式，常用系谱分析法。单基因病五花八门、种类繁多，现已发现的单基因 病有 5000 多种。由于自然条件下基因突变的频率很低，所以，绝大多数单基因 病的发病率是很低的。 三、 多基因病 多基因病的发生是由多个基因控制的，困扰我们的大部分疾病属于多基因病。 1、肿瘤 所有的肿瘤都与基因有关。但这并不是说所有的肿瘤都会遗传，相反只有大约 10%的肿瘤是遗传的。 前面我们讲过，人体是由数十亿个细胞组成的，这些细胞都有一个受精卵 经过很多次有丝分裂形成，正常情况下细胞分裂到一定程度就不再分裂了，这 些最后分裂形成的细胞都具有特定的功能叫成熟细胞，成熟细胞会安分守己地 呆在各自的岗位上。成熟的细胞组成“组织”，组织组成“器官”，器官组成 “系统”，系统组成了人体。 但是，在某些情况下，有的细胞会变坏，它们又开始疯狂地分裂分裂再分裂， 就像当初受精卵的分裂一样，一个变两个，两个变四个这些细胞在一起形 成一个会长大的团，这个细胞团就是肿瘤。这下天下大乱了。因为人体体内各 个器官都有自己的位置和空间的，这凭空长出来的肿瘤能呆在哪里呢？比如原 来在肝脏上的一个细胞，有一天突然自己开始分裂，变成肿瘤。这样，肝脏原 来的空间肯定容不下它了。它开始向周围扩张，侵犯邻近的器官，比如血管、 肾脏等等。更糟糕的是，有些肿瘤细胞还会跑到血管和淋巴管里，走“水路” 跑到全身的其他部分。这种拼命疯长，回到处转移的肿瘤就是我们平时说的恶 性肿瘤，也可以叫“癌”。恶性肿瘤会侵犯人体的主要器官，疯长的肿瘤细胞 会消耗掉人体的营养，所以恶性肿瘤是生命的大敌。肿瘤里面还有一类不像这 样疯长，也不到处乱跑的，我们叫它良性肿瘤。良性肿瘤一般不会危及生命， 所以，我们在这里主要讨论恶性肿瘤。 那么好端端的细胞怎么会突然变坏了呢？ 这就和基因有关系了。 正常的细胞里有两种很重要的基因，一种叫“前癌基因”，一种叫“抑癌基因” ，这两种基因就像双保险，保证着细胞的正常生长。“前癌基因”的作用是指 挥细胞进行正常的分裂和分化，“前癌基因”一旦突变，好细胞就可能企图变 成坏细胞，而“抑癌基因”基因的作用就是制止好细胞变坏，就像是在“前癌 基因”的后面设的第二条防线。但是，如果抑癌基因也不突变了，正常细胞就 会变成肿瘤细胞了。 好端端的基因又为什么会突变呢？ 10%是由于遗传，90%由于环境因素。下面环境因素会导致基因突变并进一步引 起肿瘤 表一、常见的致癌因素 致癌因素-所致肿瘤 个人生活习惯 吸烟-肺癌、口腔癌、舌癌、喉癌、食道癌、胰腺癌、膀胱 癌、肾癌。 饮酒-肝癌、食道癌、口腔癌、鼻咽癌、喉癌 放射线 日光（紫外线）-皮肤癌 X 线-大多数器官肿瘤 手机、电脑、 微波炉等 造成的电离辐射-多数器官肿瘤 病毒感染 HIV（艾滋病病毒）-淋巴系统肿瘤 乙型肝炎病毒-肝癌 乳头状瘤病毒-宫颈癌 化学物质 合成雌激素-子宫内膜癌 男性激素-肝癌 抗癌用化疗药-白血病、膀胱癌、骨肿瘤、淋巴肿瘤 2、冠心病 心血管疾病目前是发达国家所有疾病中的头号杀手。冠心病及其主要临床 并发症急性心肌梗塞是最重要的心血管疾病。据统计，仅在美国就有约 1260 万人受冠心病影响，约 750 万人曾发生过心肌梗塞。 2003 年 12 月，旅美中国科学家王擎博士领导的一个小组 27 日报告说，他们发 现了第一个与冠心病和心肌梗塞发病直接相关的基因，为研究冠心病发病机理、 开发诊断和防治的手段提供了全新线索。 王擎等人对一个拥有 21 名成员的家族进行分析后证实，这个名为 “2”的基因产生的一种突变会导致冠心病和心肌梗塞。该家族拥有 13 名冠心病患者，其中 9 人曾发生过心肌梗塞。这些患者体内2基因 都存在突变，而家族中健康成员携带的是该基因的正常版本。这项成果发表在 2003 年 12 月 28 日正式出版的美国科学杂志上。 王擎目前担任美国克利夫兰临床医院心血管遗传中心主任，并任凯斯西保留 地大学副教授。他同时还兼任中国华中科技大学特聘教授和该校人类基因组研 究中心主任。 在接受新华社记者采访时，王擎把他们的发现比喻为打开了一扇认识冠心病的 新“窗户”。他说：“原先人们不清楚什么样的基因可以控制冠心病发病。现 在发现了第一个基因，通过这个途径也许可以知道冠心病整个发病机理到底是 怎么一回事。” 新发现的2基因编码的调控蛋白，对血管内皮细胞中成百上千基因的表 达起到控制作用。该基因编码的蛋白在正常情况下有 490 多个氨基酸，但王擎 等在研究中发现，2基因的一种缺失突变会使调控蛋白损失 7 个氨基酸。 这一突变有可能破坏其他基因表达程序，使冠状动脉血管发育形成缺陷，导致 巨噬细胞等更容易侵入血管，产生动脉粥样硬化斑块堵塞血管，阻碍血液流入 心脏，最终造成心脏组织缺氧甚至坏死，病人可能因此而发生心肌梗塞。 王擎说，他们新发现的2基因致病突变比较罕见，但不能排除该基因的 其他突变形式也会导致冠心病。另外，受其调控的大量基因中可能也有一些与 冠心病发病有关。因此，“发现第一个冠心病致病基因，将有助于寻找其他致 病基因。” 王擎认为，受2基因调控的基因有可能成为设计冠心病新药的靶标。如 果将来还能再找到其他致病基因，那么也许可以开发出针对冠心病的遗传诊断 手段，帮助高危人群通过改变生活方式等延缓冠心病发病，甚至避免发生心肌 梗塞。 3、 糖尿病 糖尿病是一种非常古老的疾病，中医称之为“消渴”。糖尿病是由于人体 内胰岛素绝对或相对缺乏而引起血中葡萄糖浓度升高，进而糖大量从尿中排出， 并出现多饮、多尿、多食、消瘦、头晕、乏力等症状。进一步发展则引起全身 各种严重的急、慢性并发症，威胁身体健康。糖尿病通常分为 1 型糖尿病和 2 型糖尿病两种。 美国科学家的发现 美国 Wake Forest 大学的研究人员报 道说，他们发现一个影响胰岛素作用 的基因与型糖尿病以及身体对胰岛素的反应有关。Donald W. Bowden 博士和 同事将这个发现公布在 2004 年 11 月的 Diabetes（美国糖尿病学会期刊）上。 研究人员新发现的这个基因叫做 PTPN1（Protein Tyrosine Phosphatese N1），它定位在人类 20 号染色体上。这种基因编码的蛋白能够抑制胰岛素反应， 如果制造大量的这种蛋白，人体对胰岛素作出反应的能力将会被钝化并导致血 糖升高。当血糖上升到一定程度时就引发糖尿病。 研究人员发现个几种 PTPN1 基因，其中一个常见形式与糖尿病有关，而另 一个常见类型则有保护性作用。调查表明，高加索人携带 PTPN1 基因的危险类 型的百分率约为 35，而携带保护性形式 PTPN1 的比率是 45。其它类型的 PTPN1 基因则保持中立的态度。研究人员发现西班牙裔美国人也存在类似的模 式。但是对其它种族的调查结果则相当复杂。 中国科学家的发现 北京大学人民医院内分泌科博士研究生罗宾在纪立农和毛腾淑教授的指导 下，通过对 217 个 2 型糖尿病家系中的 713 名成员及 173 位散发 2 型糖尿病病 例和 118 名正常对照人群的研究，发现 UrotensinII（尾加压素）基因中一个 单核苷酸多态性位点（SNP）rs228648（代码）与 2 型糖尿病相关。 尾加压素是人体内一种强烈的收缩血管多肽，体外的动物实验表明，它 可以强烈抑制胰腺 细胞分泌胰岛素。因此，尾加压素基因是 2 型糖尿病致 病基因非常有希望的候选基因，该基因是否是导致糖尿病遗传易感性的基因， 还需进行进一步的基因功能学研究和筛查该基因所在的染色体区域内的其他基 因后才能确定。随着遗传背景的增强，即由散发 2 型糖尿病组到 2 型糖尿病家 系先证者组（指家系中发现的第一个糖尿病患者），等位基因 G 的频率逐渐升 高。研究还发现携带 G/G 基因型者发生 2 型糖尿病的危险性是非 G/G 型者的约 23 倍。 据悉，中国医学科学院方福德教授所领导的研究小组去年在人类第三号染色体 短臂上首次定位了一个与中国人 2 型糖尿病遗传易感性相连锁的基因区并发现 该区内 UrotensinII 基因一个遗传变异与 2 型糖尿病相关（获 2001 年首届中华 医学科技奖一等奖）。北大人民医院的研究结果则通过更大量样本，再次验证 了方福德教授等的研究结果。 我们幸运地生活在这个时代 第三章 我们幸运地生活在这个时代 一、人类第一次真正认识了自己 在后基因组时代，人们真正了解了自己为什么会出生、为什么会成长、为什么 与众不同。更重要的是，人们真正从分子水平认识了自己，知道是什么在控制 着自己的健康和疾病。那么，这些高科技的研究结果，还离我们有多远？我们 还要过多少年才能享受这些成果给我们带来的好处呢？ 二、高科技离我们零距离 全民基因健康工程 过去的任何一次科技革命都是从发达国家开始的，中国人常常要在美国人 已经享受了高科技成果后很多年才能享受。在后基因组时代，这种情况将被改 变，这是因为： 第一，在人类基因组计划实施过程中，中国就是六个参与国之一，中国掌握了 基因科技的前沿技术。 第二，华人在生物技术领域表现出了非凡的智慧，在世界各国的顶尖生物实验 室里华人常常是技术骨干。如果说犹太人掌握着世界的财富，那么华人则掌握 着世界生物科技领域的最高技术。 第三，中国最早开展基因组研究的上海复旦生物科技有限公司在努力推动一项 “全民基因健康工程”。该公司通过将自己近十年来的研究成果付诸实践，让 中国百姓能尽早享受到基因组研究带来的好处。同时该项工程还能促使中国实 现跳跃式发展，赶上世界现代化的第五次浪潮。 基因芯片21 世纪的水晶球 传说中的水晶球是窥探未来的工具，女巫可以透过水晶球了解你想知道的关于 未来的一切。如果有个女巫能帮你看看水晶球，了解你的未来，你最想知道什 么？ 财富？事业成功？佳人相伴？我想，大多数人都会回答：我最关心将来我是否 健康的活着。 前面我们介绍了许多关于基因的知识，大家也知道了我们健康和疾病的秘 密都藏在基因里。那么，我们怎么才能了解自己的基因呢？了解基因的过程叫 做“基因诊断”，这需要一个必不可少的工具基因芯片。基因芯片是 21 世 纪的水晶球，它能帮你窥探未来。 基因芯片是通过特殊方法将大量特定序列的基因探针有序地固化在 1 平方 厘米的玻璃或硅衬底上，而构成有大量生命信息储存的芯片，与计算机的电子 芯片十分相似。科学家让芯片上这些成千上万的探针分子，与想要检测的带有 标记的基因样品进行杂交，通过杂交信号的强弱判断样品上某些生物分子的数 量、活性(表达力)。因为它一次可对大量核酸分子进行检测分析，所以它能在 同一时间内分析大量的基因，使人们准确高效的破译遗传密码。它是继大规模 集成电路后又一次深远的科技革命。 通俗地说，基因芯片的检测过程就如同在一个大大的厅里的每个小房间放 上科学家已知种属的动物，然后将许多不知种类、性质的被测动物放进厅里， 那些凭天性能够交合在一起的动物则可以认定与房间里的动物是同一个种属， 同时被测动物的活性也被明确了。厅里容量越大，装有已知动物的房间越多， 检测越快。 这些基因芯片除对基因研究有巨大帮助外，对医疗诊断、治疗、保健、制药都 有着革命性的作用。如医疗保健业，在婴儿出生前，可用生物芯片进行有效的 产前筛查和诊断，防止患有先天性疾病的婴儿出生。而在婴儿出生后，即可采 用基因芯片来分析其基因图谱，不仅可预测出他日后可以长多高，还可预测其 患心脏病或糖尿病等疾病的潜在可能性有多大，以便采取预防措施。 联合基因科技集团研制是全国最早开发基因芯片的企业，现在已经开发出 了多种疾病易感性芯片，只要一滴血就能对您的基因作全面扫描，并且告诉您 您容易感染哪些疾病，让您做到有病早知道，没病早预防。 基因治疗即将和我们亲密接触 既然许多疾病是基因造成的，我们能不能对基因进行治疗呢？能，在不久的将 来，我们就能进行基因治疗了。 在上世纪 80 年代，有一个出生在美国马里兰州的女孩得了一种叫做重症联 合免疫缺陷症的遗传病，由于携带了“坏基因”，小女孩从一生下来就不能分 泌一种叫 ADA 酶的蛋白质，这种酶是人体免疫活动必需的。小女孩由于没有免 疫能力，就象艾滋病晚期的患者一样，任何一点点感染都会要了她的命。为了 保住她的生命，小女孩一生下来医生就对她的全身皮肤粘膜进行了消毒，把她 送进无菌室里。所有送进无菌室的东西，包括衣服、食物、空气都要经过严格 的消毒。这和可怜的小孩那怕走出