人类基因组2PPT课件

1、( (六六) )人类基因组计划的外延人类基因组计划的外延 人类基因组计划的延伸人类基因组计划的延伸 后基因组计划（功能基因组学） 功能基因组学的主流： 序列起到的作用是什么？ 具有那一类的功能？ 生命的整体现象是如何形成的？ 功能基因组学功能基因组学 内容内容 人类基因组多样性计划 环境基因组学 比较基因组学 基因组信息学 病理基因组学 肿瘤基因组解剖学计划 药物基因组学 基因检测和基因治疗 人类基因组多样性计划人类基因组多样性计划（HGDPHGDP） 随着HGP的顺利实施，科学家们又面临着一个新的挑战：人 类是一个具有多态性的群体，要真正了解全人群的基因组， 还需研究与比较不同人种、民族、人

2、群的基因组 这就是我们所要探讨的“人类基因组多样性计划”(human genome diversity project，HGDP) 人类基因组多样性计划人类基因组多样性计划（HGDP） 美国斯坦福大学的人类遗传学家Luca Cavalli Sforza于1991年提出。 该计划一提出，就引起激烈争论! 人类基因组多样性计划是一个什么样的科学计划？它 所设计的目标的意义是什么呢？ HGDP的目标和意义 目标: 从世界各地采集人群标本，鉴定人类基因组多样性 建立服务于全世界的遗传基因多样性资源库和遗传统计数据 库和生物样品库。 意义: 对于医学和相关学科有潜在的应用前景。 可以更好地了解人类的起源

3、与进化 HGDP在医学方面的应用: 基因组多样性的研究对阐明不同人群和个体在疾病的易感性和抵 抗性方面表现出的差异具有十分重要的意义。 如载脂蛋白E基因有3种主要变异型(E2、E3和E4)，可以解释老年痴呆症 和心血管疾病的风险性；血管紧张素原转换酶(ACE)与心血管疾病呈一定 相关性。 可以预见，一旦对基因组的编码序列进行系统筛查，就有可能找 出与疾病易感性有关的大量基因变异性。非编码区对评价疾病风 险也有一定意义。 基因组的多样性也在一定程度上决定了不同人体对药物的不同反 应. 通过对影响药物代谢或效应通路有关基因编码序列的测序，有可 能揭示个体对药物反应不同的遗传学基础，这就是近来非常时

4、髦 的药物基因组学(pharmacogenomics)。 因此，基因组多样性的研究在成为疾病基因组学的主要内容之一 的同时，也将成为药学、治疗学研究中的主要研究方向之一。 HGDP在医学方面的应用: 基因组多样性的研究也是预防医学的基础。今后的预防医学，必须建立在充分掌握人类基因组的多 样性的全貌和对每个人的基因组有全面清楚了解的基础上，才有可能识别每一人群和每一个人所具有 的疾病基因或风险基因，进而进行有效的预防。 HGDP在医学方面的应用: HGDP在人类起源与进化研究中的应用: 现代人起源是当前世界上尚未解决的重大科学问题。“非洲起源论” 认为现代人是在十多万年前起源于非洲，而“多地区起

5、源论”则认 为亚洲、非洲、欧洲等洲的现代人是从当地智人演化而来的。 HGD研究将收集到的极为丰富的信息与考古学、人类学、语言学 等研究成果相结合，将提供人群迁移和起源的新证据，有助于阐明 各个人种、民族、人群起源与进化的历史。 HGDP面临的巨大压力: 第一、伦理、法律和社会学问题 实验对象的隐私权如何得到保护? 他们的就业和保险是否会受到影响? 是否会在社会上受到歧视? 社会和法律能够为他们提供何种帮助和保护? 这些都需要医学界、伦理学界和法律界共同商讨、制订对策，并取 得全社会的理解和支持。 HGDP面临的巨大压力: 第二、面临着获取标本的困难。 一个人的DNA序列是特定的，属个人隐私的范

6、畴，应绝对受到保护。收集 DNA样品时，应绝对尊重供者的意愿，在采样前必须让每一位供血者了解采样 目的、他的权利等以及填写采样知情同意书 HGDP在设计之初曾计划对全世界数百个土著人部落采取DNA标本。然而却惹 起轩然大波，许多部落强烈反对，甚至将其称为“吸血鬼计划”。他们认为这 是一种“遗传学种族主义”，是有意灭绝少数人种，因而加以拒绝。 第三、HGDP相关产品的开发及商品化问题。 由于HGDP潜在的巨大的市场价值，不少制药公司对HGDP产 生了浓厚的兴趣，毫无疑问，参与该计划的商业公司将会从中受 益。 但标本提供者希望能免费得到相关药物，这是这些公司所不情愿 的。如果不能就此问题达成协议，

7、HGDP就有可能变成一纸空 文。 HGDP面临的巨大压力: 第四、有人认为HGDP的目标和目的不明确。 他们认为人类的起源和进化问题不该由遗传学家回答，而应该由考 古学家和历史学家回答。倘若研究发现某个部落的祖先实际上并非 他们真正的祖先，那么结果将是非常荒唐和令人尴尬的。 还有人认为，当今社会很难找到遗传上非常单纯的家系，因此该研 究不能解决任何问题。 联合国教科文组织对HGDP反应也极为审慎。 HGDP面临的巨大压力: 积极开展我国HGDP 我国人口占世界的22%，有56个已识别的民族和205种语言，拥有极为丰 富的疾病人群基因资源(包括疾病群体、家系和个体)。显然，中国是从事 HGD研究

8、的极为理想的地区。 首先、迅速成立中国人类基因组多样性研究中心，扩大中华民族永生细胞库。 与此同时，采集中华民族各人群的DNA样品； 建立和完善必要的法律和法规防止国外攫取我国人类遗传资源， 同时促进正常的国际与国内合作，引进国外人类基因组多样性大规模、快速 分析的技术方法 环境基因组计划（EGP，environmental genome project） EGP专门研究与环境相关疾病的遗传基因易感性。 鉴定与环境相关疾病易感基因的等位片段多态性，建立这些 基因多态性的中心数据库，为疾病流行病学中基因与环境相 互作用提供资料。 通过鉴定个体对环境成分反应的相关基因等位片段多态性， 科学家们就能

9、准确地预测出影响人类健康的环境成分的危险 度，帮助政府制定环境保护策略。 表 疾病相关易感性基因的一些例子 多态性多态性分类分类环境暴露环境暴露相关联疾病相关联疾病 CYP1A1激活激活吸烟吸烟肺癌肺癌 NAT2解毒解毒吸烟吸烟膀胱，乳腺癌膀胱，乳腺癌 GSTT1（null）解毒解毒氯化消毒溶剂氯化消毒溶剂癌症，毒性癌症，毒性 对氧磷酶对氧磷酶解毒解毒神经性杀虫剂神经性杀虫剂神经系统损伤神经系统损伤 HLA-H营养因子营养因子饮食中的铁饮食中的铁血色沉着病血色沉着病 TGF-生长因子生长因子母亲吸烟母亲吸烟唇裂，颚裂唇裂，颚裂 小鼠小鼠17号染色号染色 体位点体位点 免疫免疫/炎症炎症 反应反

10、应 新鲜空气新鲜空气肺部感染肺部感染 HLA-DPbetl 标记标记 免疫反应免疫反应铍铍慢性铍的肺病慢性铍的肺病 ALAD生物合成生物合成铅铅铅中毒铅中毒 表 疾病相关易感性基因的一些例子 疾病相关易感性基因的一些例子 目前环境基因组计划要研究的部分环境相关疾 病和缺陷有： 癌症：癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌及前列腺癌； 呼吸系统疾病：呼吸系统疾病：哮喘和纤维囊性肿； 退行性神经系统疾病：退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金森氏综合征； 发育障碍：发育障碍：智力低下和注意力缺陷和多动症； 先天缺陷：先天缺陷：面部和唇裂； 生殖系统疾病：生殖系统疾病：绝育、子宫肌瘤、青春期早熟； 自身免疫疾病：

11、自身免疫疾病：全身性红斑狼疮多发性硬化。 基因检测 到2010年，科学家将开发出可检测10多种疾病的遗传检测手 段。 在糖尿病和心脏病等疾病形成过程中，人体基因起了很大作用， 因此，利用遗传检测，医生们将可以对那些今后有患病危险的 人及时采取措施，如劝告有可能患心脏病的人进行更多的锻炼 和少吃含胆固醇的食物，以防疾病发作等。 基因检测 一种称为“植入前遗传诊断”的技术将广泛使用，以检查在试管中培 育的胚胎植入母体前是否存在遗传缺陷。 目前，这种技术已用来检查胚胎是否患血友病和肌营养失调等病症， 今后还可用来检查更多的疾病。 但使用这一技术会在社会上引起伦理方面的激烈争论。如有一对苏格 兰夫妇，

12、希望用该技术检查胚胎性别，以便生一个女孩。 基因药物已经走进人们的生活。弄清疾病基因水平的病因， 药物就会设计得更好些，治疗方案就能“对因下药”。 如根据对糖尿病、高血压、心脏病和精神分裂症等疾病在 基因水平上的认识，开发出更先进的药物，从根本上治疗 这些疾病。 基因治疗 癌症治疗将产生根本性变革。由于肿瘤通常是DNA受损后，健康细 胞产生缺陷并无限制分裂导致的。 科学家通过解读其遗传机理，将可选择最佳治疗方法。普通医疗也 将大为改观。届时，医生们根据储存的患者遗传数据即可开出处方， 而不必像现在这样先进行检查后，才能确定治疗方案。 基因治疗 利用一种病毒携带新的DNA进入人体细胞，对患有隐性

13、遗传疾病 患者的DNA进行矫正，以防将这种病遗传给子女。 今后20年，如果人们能像实施外科手术般地对染色体上的单个碱 基对进行操作，以清除病因，现代医学将会进入一个全新的天地。 基因治疗 ( (七七) )巨大的商业价值巨大的商业价值 一场新圈地运动一场新圈地运动 人类有限的基因资源正在做着一次性分配，获取基因效率最高和数量最多的企业，有望利用其基因专利来垄 断未来生物和制药工业市场。微软总裁比尔盖茨说，下一个创造出更大财富的人将出现在基因领域。 对基因的占有方式是对基因的占有方式是“基因专利基因专利” 基因的商业价值可从一些经典的基因转让案例中得以体现： 肥胖基因：1994年11月，美国Amg

14、en公司出资2000万美元向Rockefeller大学购买了一条肥胖基因的独 占型开发许可权。此次，Amgen付给Rockefeller大学不少于3000万美元的阶段性付费以及后期产品的销 售提成。 一旦拿到一个能够编码重要功能蛋白的基因后，回报将无比丰厚。 发现者可以获取该基因的专利 科研人员可用其进行相关研究并设计相关的防治药物 医药公司可在专利期满之前获取市场巨额垄断利润。 可见，一个基因完全可以成就一家企业，甚至带动一个产业。 但基因是一种有限的资源但基因是一种有限的资源 人体共有约34万个基因，人类基因组只有一套，世界各国投入巨资寻找基因的研究实为一场“基因抢夺 战”，“基因侦探”们

15、在这34万个基因中逐个探索，一一破译，发现一个少一个，能抢一个是一个。 世纪之战：世纪之战：基因抢夺战基因抢夺战 l企业的争夺 l政府介入 l医药公司纷纷卷入 形成了一场形成了一场“抢基因抢基因”大战大战 Genetic resource and business ( (八八) )可能的负面影响可能的负面影响 当我们展望基因科学带来美好前景的同时，一些科学家也对基因技术可能产生的负面效应表示忧虑。 人越活越长，世界人口会不会太多，地球还能承受 得起吗？ 在人类还没有能够完全克服种族歧视的时候，会不 会又出现基因歧视？ 致病基因，也许还有我们尚不知道的有益之处。比如我们已知，体内携 带镰状细胞贫

16、血症基因的人对疟疾就具有抗病能力，而导致膀胱纤维症 的基因则可以让人不得霍乱。 基因检测可以很容易地推定一个胎儿是否含有某种缺陷基因。如果通过 基因图我们得知一个胎儿长大成人后注定要得胰腺癌，我们是否就有理 由剥夺他生下来的权利？要知道，一些伟大的科学家、艺术家在生理上 都有这样或那样的疾病和缺陷，他们难道就都没有生的权利？ 心悬在头上的这把双刃剑。 有远见的人们已经开始呼唤为基因立法。 与科学研究的迅猛发展相比，我们在心理上、伦理上、法律上、 国际关系上都还没有做好充分的准备。 本专题结束 谢谢大家! HGDP的目标和意义 目标: 从世界各地采集人群标本，鉴定人类基因组多样性 建立服务于全世

17、界的遗传基因多样性资源库和遗传统计数据 库和生物样品库。 意义: 对于医学和相关学科有潜在的应用前景。 可以更好地了解人类的起源与进化 基因组的多样性也在一定程度上决定了不同人体对药物的不同反 应. 通过对影响药物代谢或效应通路有关基因编码序列的测序，有可 能揭示个体对药物反应不同的遗传学基础，这就是近来非常时髦 的药物基因组学(pharmacogenomics)。 因此，基因组多样性的研究在成为疾病基因组学的主要内容之一 的同时，也将成为药学、治疗学研究中的主要研究方向之一。 HGDP在医学方面的应用: 积极开展我国HGDP 我国人口占世界的22%，有56个已识别的民族和205种语言，拥有极

18、为丰 富的疾病人群基因资源(包括疾病群体、家系和个体)。显然，中国是从事 HGD研究的极为理想的地区。 首先、迅速成立中国人类基因组多样性研究中心，扩大中华民族永生细胞库。 与此同时，采集中华民族各人群的DNA样品； 建立和完善必要的法律和法规防止国外攫取我国人类遗传资源， 同时促进正常的国际与国内合作，引进国外人类基因组多样性大规模、快速 分析的技术方法 目前环境基因组计划要研究的部分环境相关疾 病和缺陷有： 癌症：癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌及前列腺癌； 呼吸系统疾病：呼吸系统疾病：哮喘和纤维囊性肿； 退行性神经系统疾病：退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金森氏综合征； 发育障碍：发育障碍：智力低下和注意力缺陷和多动症； 先天缺陷：先天缺陷：面部和唇裂； 生殖系统疾病：生殖系统疾病：绝育、子宫肌瘤、青春期早熟； 自身免