那些可以“扔掉”的人類基因

胡德良

2015年3月25日，研究人員公布了規(guī)模最大的一套完整基因組信息，這些基因組來(lái)自單一的人類群體——冰島人。

這項(xiàng)浩大的工程由冰島一家私營(yíng)公司——基因解碼公司實(shí)施，該公司找到了具有致病風(fēng)險(xiǎn)的新基因，對(duì)人類進(jìn)化提出了深刻的見解，還列出了人類可以“扔掉”的一千多個(gè)基因。

這項(xiàng)研究的主持人、基因解碼公司執(zhí)行總裁卡里·斯特凡松說(shuō)：“對(duì)于那些為研究個(gè)性化醫(yī)療而努力為本國(guó)人進(jìn)行DNA測(cè)序的國(guó)家，該工程也樹立了一個(gè)榜樣。例如，美國(guó)正計(jì)劃在接下來(lái)的幾年對(duì)100萬(wàn)本國(guó)人的基因組進(jìn)行測(cè)序，然后利用這些數(shù)據(jù)來(lái)制訂個(gè)性化治療方案?！?/p>

供職于馬薩諸塞州波士頓市麻省總醫(yī)院和劍橋市布羅德研究所的人類遺傳學(xué)家丹尼爾·麥克阿瑟說(shuō)：“基因解碼公司這項(xiàng)研究是一項(xiàng)了不起的工程，這樣的工程在五年之前是不可能做到的。”

基因解碼公司是冰島首都雷克雅未克一家富有爭(zhēng)議的公司。19年前，該公司著手通過(guò)采集冰島人致病基因的遺傳和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行藥物開發(fā)。雖然當(dāng)時(shí)沒有獲得全國(guó)健康檔案，但所招募的志愿者代表了目前冰島人口的40%以上。該公司最終倒閉，后來(lái)于2012年末被安進(jìn)公司收購(gòu)并改制。

自始至終，基因解碼公司發(fā)表了大量有關(guān)遺傳變異的論文，通常涉及精神分裂癥、糖尿病、癌癥和其他疾病，公司通過(guò)對(duì)比分散在健康人基因組和病人基因組中的標(biāo)記物來(lái)進(jìn)行研究。

多虧現(xiàn)在廉價(jià)的基因組測(cè)序技術(shù)，基因解碼公司得以對(duì)2636位冰島人的全部基因組進(jìn)行測(cè)序，并梳理了測(cè)序結(jié)果，以便尋找更罕見的突變現(xiàn)象。

利用該國(guó)的系譜記錄和已采集的標(biāo)記物數(shù)據(jù)，基因解碼公司還計(jì)算出10多萬(wàn)其他人中哪些人攜帶著這些變異體。不久前，《自然·遺傳學(xué)》雜志在線發(fā)表的一篇綜述論文和三篇相關(guān)論文中，基因解碼公司提供了一份樣本資料，說(shuō)明了這些數(shù)據(jù)所揭示的情況。

該公司發(fā)現(xiàn)了幾種新的致病基因，其中包括基因ABCA7的突變體;這種突變體能使具有歐洲血統(tǒng)的人罹患阿爾茨海默氏癥的風(fēng)險(xiǎn)加倍。以前的遺傳標(biāo)記物研究曾經(jīng)指向這一基因，但當(dāng)時(shí)無(wú)法確定到底是由哪些特定的高風(fēng)險(xiǎn)變體致病的。

另外一篇論文對(duì)Y染色體變異的速度進(jìn)行了評(píng)估分析，結(jié)果表明：通過(guò)父系而追溯到的距離現(xiàn)在最近的人類共同祖先，他們大約生活在23.9萬(wàn)年前，比以前認(rèn)為的時(shí)間幾乎推后了10萬(wàn)年?；蚪獯a公司的安格納·赫爾加松說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)的Y染色體變異速度將有助于精確界定人類進(jìn)化過(guò)程中主要事件發(fā)生的年代。

冰島人的基因組中還有大量所謂的人類淘汰基因。大約有兩萬(wàn)人，他們攜帶著某種基因的無(wú)功能復(fù)制本，意味著他們的細(xì)胞不會(huì)制造出該基因的蛋白質(zhì)。如果說(shuō)這種淘汰基因在某種程度上能對(duì)人們起到抗病保護(hù)的作用，那么攜帶這種基因的人可能有助于揭示許多基因的功能，或許也會(huì)指向新的藥物靶點(diǎn)。

基因解碼公司發(fā)現(xiàn)，8000多名冰島人攜帶著1171個(gè)淘汰基因，其中許多很可能是多余和不必要的，或者說(shuō)是去除后不影響健康的。在這些淘汰基因中有3%參與氣味辨別，它們對(duì)于古人類來(lái)說(shuō)可能很重要，但對(duì)于現(xiàn)代人類來(lái)說(shuō)就不重要了。

然而，有些淘汰基因可能仍有利用價(jià)值，比如一對(duì)可能跟聽覺有關(guān)的基因?，F(xiàn)在，基因解碼公司計(jì)劃對(duì)缺少某種功能性基因的人進(jìn)行臨床試驗(yàn)，以便使研究人員明白那些淘汰基因起什么作用。

斯特凡松說(shuō)：“這只不過(guò)剛剛觸及到問題的表面?！丙溈税⑸Q，他們的研究肯定還有其他發(fā)現(xiàn)，只是目前安進(jìn)公司對(duì)外保密?！昂苊黠@，他們?cè)谶@些論文中沒有透露所有的情況?！?/p>

遺傳學(xué)家們認(rèn)為，要想確定哪一部分人可能攜帶引發(fā)疾病的有害突變基因，以及這些不良影響能否通過(guò)其他基因得到緩解，建立大量人口的基因數(shù)據(jù)庫(kù)必不可少。

這種數(shù)據(jù)庫(kù)也是美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提出的“精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃”中的目標(biāo)之一，而“精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃”的中心環(huán)節(jié)就是針對(duì)100萬(wàn)美國(guó)人的基因組進(jìn)行研究。這項(xiàng)計(jì)劃帶來(lái)的益處將是極大的。（譯據(jù)美國(guó)《科學(xué)》）