他建立的基因庫(kù)讓罪犯無(wú)處藏身

孔子俊 王冉冉 陳方濤

謝小冬蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授

人類對(duì)基因的體外研究已有近50年的歷史。1985年，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，簡(jiǎn)稱PCR）技術(shù)問(wèn)世，它能夠?qū)μ崛〕龅娜梭wDNA片段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件下的擴(kuò)增，從而對(duì)基因進(jìn)行更精確的檢測(cè)。在此之前，人們想要進(jìn)行親緣關(guān)系的測(cè)定只能依賴于ABO血型鑒定（即ABO血型抗原的檢測(cè)），這一方法的準(zhǔn)確率最高僅有75%。而利用PCR技術(shù)進(jìn)行DNA親子鑒定，準(zhǔn)確度能達(dá)99.999999%，這就能夠明確被檢測(cè)者之間的親緣關(guān)系。

90年代，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的王勛陵教授敏銳地意識(shí)到，如果把PCR技術(shù)運(yùn)用到刑偵中，對(duì)犯罪嫌疑人的認(rèn)定將更加高效精確。

當(dāng)時(shí)在王教授指導(dǎo)下讀碩士的謝小冬便轉(zhuǎn)向基因遺傳鑒定和刑偵技術(shù)結(jié)合的研究。

基因鑒定技術(shù)應(yīng)用的前提是必須擁有強(qiáng)大而完整的基因數(shù)據(jù)庫(kù)，“單憑一條沒(méi)有任何參照物的DNA信息去尋找一個(gè)人等同于大海撈針，必須要在一個(gè)基因大數(shù)據(jù)庫(kù)里進(jìn)行比對(duì)，找到其和數(shù)據(jù)庫(kù)中某條基因信息的相同之處，才能順藤摸瓜找到本人?！敝挥薪⑼晟频臄?shù)據(jù)庫(kù)，才能在刑偵工作中進(jìn)行基因的比對(duì)和篩選，以最快的速度確定嫌疑人身份。

但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的基因庫(kù)基本是空白，謝小冬認(rèn)識(shí)到，開展國(guó)內(nèi)遺傳資源整理保存的相關(guān)研究迫在眉睫，“世界上四分之一的人口在中國(guó)，我們擁有豐富的基因資源，但隨著人口的流動(dòng)和交融，一些隔離群體和少數(shù)民族群體所擁有的特殊遺傳性狀將會(huì)逐漸消失。而一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家采取種種手段不斷竊取我國(guó)的寶貴遺傳資源，如果我們不及時(shí)做好遺傳資源的采集保存，今后勢(shì)必陷入被動(dòng)?！?/p>

一個(gè)大膽又讓他熱血沸騰的想法浮現(xiàn)在謝小冬腦海中，“做中國(guó)人自己的基因樣本庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。”還是研究生的謝小冬在導(dǎo)師的幫助下開始著手建庫(kù)工作。

謝小冬在英國(guó)劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究

1998年，謝小冬團(tuán)隊(duì)與甘肅省和蘭州市的公安機(jī)關(guān)密切合作，建立了甘肅省人群DNA數(shù)據(jù)庫(kù)，這在全國(guó)屬于領(lǐng)先水平。近年來(lái)，依托該數(shù)據(jù)庫(kù)，公安部門偵破案件幾千起，其中就包括震驚全國(guó)的甘肅白銀連環(huán)殺人案。

在建庫(kù)的過(guò)程中，謝小冬愈發(fā)感受到，西北這片廣袤大地蘊(yùn)藏著特別豐富的研究資源，開始對(duì)此地區(qū)的主要民族進(jìn)行遺傳研究?！爸袊?guó)西北及青藏高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多變，民族眾多，又有絲綢之路橫貫東西，歷來(lái)就是民族遷徙、融合頻繁之地，可以說(shuō)是進(jìn)行人類遺傳研究的絕好地方?！?/p>

為了給學(xué)術(shù)界懸而未決的裕固族族源問(wèn)題提供遺傳學(xué)證據(jù)，團(tuán)隊(duì)利用平臺(tái)所擁有的裕固族樣本及維吾爾族、藏族和蒙古族樣本，分析他們基因組中的變異情況。結(jié)果表明，西裕固族和東裕固族的遺傳關(guān)系比較遠(yuǎn)，西裕固族的族源與回鶻的維吾爾族比較接近。結(jié)合民族學(xué)、史學(xué)資料，團(tuán)隊(duì)推定維吾爾族的祖先回鶻應(yīng)是西裕固族的族源。而民族學(xué)、史學(xué)認(rèn)定的蒙古族應(yīng)該是東裕固族的族源這一結(jié)論也得到了他們的遺傳學(xué)證據(jù)的支持。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)藏族對(duì)東裕固族的族源貢獻(xiàn)同樣不容忽視。“分子遺傳學(xué)觀察與民族研究、歷史記載和語(yǔ)言學(xué)分類有很好的一致性，體現(xiàn)出分子遺傳標(biāo)記在民族學(xué)研究中具有非常大的應(yīng)用前景?！敝x小冬說(shuō)。

20余年來(lái)，他們行走在甘肅、西藏和新疆等地，在山谷中遇到過(guò)山洪暴發(fā)，在野外被大風(fēng)雪圍困過(guò)，甚至在5.12大地震的余震中還奔波在去采樣的山梁上……他們克服種種困難，將收集到的青藏高原和西北廣大區(qū)域內(nèi)的藏族、回族、維吾爾族、哈薩克族、東鄉(xiāng)族、保安族和裕固族等14個(gè)主要少數(shù)民族及本地區(qū)的常見重大疾病（其中包括若干個(gè)世界罕見的遺傳?。┗驑颖酒呷f(wàn)多份，放入蘭州大學(xué)“西北及青藏高原地區(qū)臨床樣本遺傳資源平臺(tái)”。平臺(tái)上的11000條可公開數(shù)據(jù)已經(jīng)上傳至“國(guó)家人類遺傳資源共享服務(wù)平臺(tái)”。團(tuán)隊(duì)還參與了“國(guó)家人類遺傳資源共享服務(wù)平臺(tái)”《特殊地理環(huán)境人類遺傳資源個(gè)性描述規(guī)范》《隔離人群人類遺傳資源個(gè)性描述規(guī)范》《家系人類遺傳資源個(gè)性描述規(guī)范》的起草、編制工作。

樣本庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)建立起來(lái)并投入使用的那一刻，謝小冬覺得曾經(jīng)吃過(guò)的苦都不是苦，“這些寶貴的遺產(chǎn)資源為我國(guó)西北和青藏高原地區(qū)人類遺傳資源系統(tǒng)性保護(hù)打下了非常好的基礎(chǔ)，這是用錢買不來(lái)的資源，更是無(wú)法從國(guó)外引進(jìn)的戰(zhàn)略資源！”

揪出致病的“罪犯”基因

除了幫助公安部門偵破案件外，利用遺傳資源和基因數(shù)據(jù)庫(kù)，篩查人類基因，揪出致病的“罪犯”基因或致病的基因變異，進(jìn)行有效的基因健康管理，是謝小冬科研生涯的又一個(gè)重要目標(biāo)，“有了精準(zhǔn)的基因數(shù)據(jù)庫(kù)，就有精準(zhǔn)的個(gè)體化醫(yī)療”。目前，謝小冬團(tuán)隊(duì)的科研方向集中在出生缺陷和腫瘤的致病基因上。

在對(duì)腫瘤的研究中，他們側(cè)重于當(dāng)?shù)馗甙l(fā)的胃癌研究。我國(guó)胃癌年死亡率是世界平均水平的2倍多，甘肅省是我國(guó)胃癌高發(fā)區(qū)，全國(guó)73個(gè)胃癌高死亡率縣中甘肅省占10個(gè)。

近20年來(lái)，他們利用臨床遺傳資源實(shí)物資料庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)資源，檢測(cè)了上千份省內(nèi)胃癌樣本，分析它們的基因組結(jié)構(gòu)與功能，尋找與胃癌相關(guān)的易感基因，評(píng)估相關(guān)群體的患病風(fēng)險(xiǎn)。他們最終找到了204個(gè)易感基因變異位點(diǎn)，并將研究成果運(yùn)用到了早癌篩查項(xiàng)目中，“目前國(guó)內(nèi)很多腫瘤發(fā)現(xiàn)時(shí)已是中晚期，患者錯(cuò)過(guò)了最佳治療時(shí)間。其實(shí)腫瘤的發(fā)生除了本身的遺傳問(wèn)題外，還有相當(dāng)一部分原因是不健康的生活習(xí)慣和環(huán)境因素。如果你能提前預(yù)知自己的腫瘤患病風(fēng)險(xiǎn)，改變生活習(xí)慣，遠(yuǎn)離風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境因素，是可以做到推遲發(fā)病或不發(fā)病的?！敝x小冬說(shuō)。

除此之外，他們也通過(guò)對(duì)致病基因的研究幫助相關(guān)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行胃癌藥物的研發(fā)，“藥物是否能發(fā)揮作用與個(gè)體的遺傳特性息息相關(guān)，雖然目前新一代化療藥物單藥或聯(lián)合治療胃癌已顯示出較好的抗瘤活性，但仍有近半數(shù)的患者藥物治療無(wú)效，耽誤了治療時(shí)機(jī)，也造成了人力、物力的大量浪費(fèi)?！敝x小冬認(rèn)為，對(duì)中國(guó)人群中胃癌化療藥物敏感性與基因多態(tài)性進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究是十分有必要的。經(jīng)過(guò)多年不懈研究，團(tuán)隊(duì)獲得了一系列中國(guó)人群中胃癌化療敏感性相關(guān)基因的遺傳多態(tài)信息數(shù)據(jù)，利用相關(guān)基因多態(tài)信息初步揭示了不同個(gè)體對(duì)同一藥物反應(yīng)上存在的差異，為胃癌治療個(gè)體化用藥進(jìn)一步提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

2009年前后，一則來(lái)自甘肅酒泉阿克塞哈薩克族自治縣、蒙古族自治縣人大代表關(guān)于加強(qiáng)當(dāng)?shù)毓_克族出生缺陷防控的呼吁引起了謝小冬團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。為了弄清阿克塞哈薩克族出生缺陷的實(shí)際情況，他們聯(lián)合甘肅省人民醫(yī)院、蘭大一院、蘭大二院相關(guān)專家，對(duì)阿克塞哈薩克族自治縣、蒙古族自治縣進(jìn)行了出生缺陷遺傳和環(huán)境誘因的全面考察，發(fā)現(xiàn)高海拔地區(qū)嬰兒更易患先天性心臟病，團(tuán)隊(duì)隨即開始進(jìn)行先天性心臟病的研究。

通過(guò)查找大量文獻(xiàn)資料和對(duì)患病群體的調(diào)查，他們發(fā)現(xiàn)先天性心臟病是遺傳與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，而從目前的研究結(jié)果看，環(huán)境因素占比重較小，遺傳因素在發(fā)病因素中占有主導(dǎo)地位，“從先天性心臟病的基因遺傳信息理解發(fā)病機(jī)制，是先天性心臟病防治的一個(gè)重要研究方向?！敝x小冬說(shuō)。

在對(duì)省內(nèi)先心病家系和散發(fā)病例進(jìn)行基因組醫(yī)學(xué)研究后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一系列新的致病基因、致病突變及多態(tài)位點(diǎn)，深入分析了環(huán)境與基因交互作用對(duì)先心病的影響機(jī)制，獲得了一批重要的先心病基因檢測(cè)國(guó)際、國(guó)內(nèi)專利，豐富了人們對(duì)先天性心臟病發(fā)病的分子遺傳學(xué)認(rèn)識(shí)。

近年來(lái)，隨著國(guó)家提出“健康中國(guó)”戰(zhàn)略，以基因組為代表的各種組學(xué)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以個(gè)性化治療為目標(biāo)的精準(zhǔn)醫(yī)療開始興起。以預(yù)防為主，關(guān)口前移的全民健康新態(tài)勢(shì)成為未來(lái)醫(yī)學(xué)科研發(fā)展的重要方向，基因健康管理的理念也逐步被運(yùn)用到醫(yī)學(xué)健康實(shí)踐中。這讓謝小冬團(tuán)隊(duì)20余年來(lái)致力的基因遺傳研究終于迎來(lái)了“黃金時(shí)代”。

采訪結(jié)束之際，當(dāng)被問(wèn)到這項(xiàng)工作何時(shí)能夠做完時(shí)，謝小冬沒(méi)有絲毫停頓地回答：“基因數(shù)據(jù)庫(kù)的更新和完善永遠(yuǎn)沒(méi)有盡頭，基因科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用關(guān)系到每一個(gè)個(gè)體的健康，這份工作是永無(wú)止境的！”

責(zé)任編輯：丁莉莎