基因組學的概念精選(九篇)
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第1篇：基因組學的概念范文
藥物基因組學是伴隨人類基因組學研究的迅猛發展而開辟的藥物遺傳學研究的新領域，主要闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態性及藥物作用包括療效和毒副作用之間關系的學科。
基因多態性是藥物基因組學的研究基礎。藥物效應基因所編碼的酶、受體、離子通道作為藥物作用的靶，是藥物基因組學研究的關鍵所在。基因多態性可通過藥物代謝動力學和藥物效應動力學改變來影響麻醉藥物的作用。
基因多態性對藥代動力學的影響主要是通過相應編碼的藥物代謝酶及藥物轉運蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉運、代謝和生物轉化等方面。與麻醉藥物代謝有關的酶有很多，其中對細胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多。基因多態性對藥效動力學的影響主要是受體蛋白編碼基因的多態性使個體對藥物敏感性發生差異。
苯二氮卓類藥與基因多態性：咪唑安定由CYP3A代謝，不同個體對咪唑安定的清除率可有五倍的差異。地西泮是由CYP2C19和CYP2D6代謝，基因的差異在臨床上可表現為用藥后鎮靜時間的延長。
吸入麻醉藥與基因多態性：RYR1基因變異與MH密切相關，現在已知至少有23種不同的RYR1基因多態性與MH有關。氟烷性肝炎可能源于機體對在CYP2E1作用下產生的氟烷代謝產物的一種免疫反應。
神經肌肉阻滯藥與基因多態性：丁酰膽堿酯酶是水解琥珀酰膽堿和美維庫銨的酶，已發現該酶超過40種的基因多態性，其中最常見的是被稱為非典型的（A）變異體，與用藥后長時間窒息有關。
鎮痛藥物與基因多態性：μ-阿片受體是阿片類藥的主要作用部位，常見的基因多態性是A118G和G2172T?？纱蚝颓R多通過CYP2D6代謝。此外，美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。兒茶酚O-甲基轉移酶(COMT)基因與痛覺的產生有關。
局部麻醉藥與基因多態性：羅哌卡因主要由CYP1A2和CYP3A4代謝。CYP1A2的基因多態性主要是C734T和G2964A，可能影響藥物代謝速度。
一直以來麻醉科醫生較其它專業的醫療人員更能意識到不同個體對藥物的反應存在差異。麻醉藥的藥物基因組學研究將不僅更加合理的解釋藥效與不良反應的個體差異，更重要的是在用藥前就可以根據病人的遺傳特征選擇最有效而副作用最小的藥物種類和劑型，達到真正的個體化用藥。
能夠準確預測病人對麻醉及鎮痛藥物的反應，一直是廣大麻醉科醫生追求的目標之一。若能了解藥物基因組學的基本原理，掌握用藥的個體化原則，就有可能根據病人的不同基因組學特性合理用藥，達到提高藥效，降低毒性，防止不良反應的目的。本文對藥物基因組學的基本概念和常用麻醉藥的藥物基因組學研究進展進行綜述。
一、 概述
二十世紀60年代對臨床麻醉過程中應用琥珀酰膽堿后長時間窒息、硫噴妥鈉誘發卟啉癥及惡性高熱等的研究促進了藥物遺傳學（Pharmacogenetics）的形成和發展，可以說這門學科最早的研究就是從麻醉學開始的。
藥物基因組學(Phamacogenomics)是伴隨人類基因組學研究的迅猛發展而開辟的藥物遺傳學研究的新領域，主要闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態性及藥物作用包括療效和毒副作用之間的關系。它是以提高藥物的療效及安全性為目標，研究影響藥物吸收、轉運、代謝、消除等個體差異的基因特性，以及基因變異所致的不同病人對藥物的不同反應，并由此開發新的藥物和用藥方法的科學。
1959年Vogel提出了“藥物遺傳學”，1997年Marshall提出“藥物基因組學”。藥物基因組學是藥物遺傳學的延伸和發展，兩者的研究方法和范疇有頗多相似之處，都是研究基因的遺傳變異與藥物反應關系的學科。但藥物遺傳學主要集中于研究單基因變異，特別是藥物代謝酶基因變異對藥物作用的影響；而藥物基因組學除覆蓋藥物遺傳學研究范疇外，還包括與藥物反應有關的所有遺傳學標志，藥物代謝靶受體或疾病發生鏈上諸多環節，所以研究領域更為廣泛[1，2，3]。
二、基本概念
1．分子生物學基本概念
基因是一個遺傳密碼單位，由位于一條染色體(即一條長DNA分子和與其相關的蛋白)上特定位置的一段DNA序列組成。等位基因是位于染色體單一基因座位上的、兩種或兩種以上不同形式基因中的一種。人類基因或等位基因變異最常見的類型是單核苷酸多態性(single-nucleotide polymorphism，SNP)。目前為止，已經鑒定出13 000 000多種SNPs。突變和多態性?？苫Q使用，但一般來說，突變是指低于1%的群體發生的變異，而多態性是高于1%的群體發生的變異。
2．基因多態性的命名法：
(1)數字前面的字母代表該基因座上最常見的核苷酸(即野生型)，而數字后的字母則代表突變的核苷酸。例如：μ阿片受體基因A118G指的是在118堿基對上的腺嘌呤核苷酸(A)被鳥嘌呤核苷酸(G)取代，也可寫成118A/G或118A>G。
(2)對于單個基因密碼子導致氨基酸轉換的多態性編碼也可以用相互轉換的氨基酸的來標記。例如：丁酰膽堿酯酶基因多態性Asp70Gly是指此蛋白質中第70個氨基酸－甘氨酸被天冬氨酸取代。
三、藥物基因組學的研究內容
基因多態性是藥物基因組學的研究基礎。藥物效應基因所編碼的酶、受體、離子通道及基因本身作為藥物作用的靶，是藥物基因組學研究的關鍵所在。這些基因編碼蛋白大致可分為三大類:藥物代謝酶、藥物作用靶點、藥物轉運蛋白等。其中研究最為深入的是麻醉藥物與藥物代謝酶CYP45O酶系基因多態性的相關性[1，2，3]。
基因多態性可通過藥物代謝動力學和藥物效應動力學改變來影響藥物作用，對于臨床較常用的、治療劑量范圍較窄的、替代藥物較少的麻醉藥物尤其需引起臨床重視。
（一）基因多態性對藥物代謝動力學的影響
基因多態性對藥物代謝動力學的影響主要是通過相應編碼的藥物代謝酶及藥物轉運蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉運、代謝和生物轉化等方面[3，4，5，6]。
1、藥物代謝酶
與麻醉藥物代謝有關的酶有很多，其中對細胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多。
（1）細胞色素P-450（CYP45O）
麻醉藥物絕大部分在肝臟進行生物轉化，參與反應的主要酶類是由一個龐大基因家族編碼控制的細胞色素P450的氧化酶系統，其主要成分是細胞色素P-450（CYP45O）。CYP45O組成復雜，受基因多態性影響，稱為CYP45O基因超家族。1993年Nelson等制定出能反應CYP45O基因超家族內的進化關系的統一命名法：凡CYP45O基因表達的P450酶系的氨基酸同源性大于40%的視為同一家族（Family），以CYP后標阿拉伯數字表示，如CYP2；氨基酸同源性大于55%為同一亞族（Subfamily），在家族表達后面加一大寫字母，如CYP2D；每一亞族中的單個變化則在表達式后加上一個阿拉伯數字，如CYP2D6。
（2）丁酰膽堿酯酶
麻醉過程中常用短效肌松劑美維庫銨和琥珀酰膽堿，其作用時限依賴于水解速度。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是水解這兩種藥物的酶，它的基因變異會使肌肉麻痹持續時間在個體間出現顯著差異。
2、藥物轉運蛋白的多態性
轉運蛋白控制藥物的攝取、分布和排除。P-糖蛋白參與很多藥物的能量依賴性跨膜轉運，包括一些止吐藥、鎮痛藥和抗心律失常藥等。P-糖蛋白由多藥耐藥基因（MDR1）編碼。不同個體間P-糖蛋白的表達差別明顯，MDR1基因的數種SNPs已經被證實，但其對臨床麻醉的意義還不清楚。
（二）基因多態性對藥物效應動力學的影響
麻醉藥物的受體（藥物靶點）蛋白編碼基因的多態性有可能引起個體對許多藥物敏感性的差異，產生不同的藥物效應和毒性反應[7，8]。
1、藍尼定受體-1（Ryanodine receptor-1，RYR1）
藍尼定受體-1是一種骨骼肌的鈣離子通道蛋白，參與骨骼肌的收縮過程。惡性高熱（malignant hyperthermia，MH）是一種具有家族遺傳性的、由于RYR1 基因異常而導致RYR1存在缺陷的亞臨床肌肉病，在揮發性吸入麻醉藥和琥珀酰膽堿的觸發下可以出現骨骼肌異常高代謝狀態，以至導致患者死亡。
2、阿片受體
μ-阿片受體由OPRM1基因編碼，是臨床使用的大部分阿片類藥物的主要作用位點。OPRM1基因的多態性在啟動子、內含子和編碼區均有發生，可引起受體蛋白的改變。嗎啡和其它阿片類藥物與μ-受體結合而產生鎮痛、鎮靜及呼吸抑制。不同個體之間μ-阿片受體基因的表達水平有差異，對疼痛刺激的反應也有差異，對阿片藥物的反應也不同。
3、GABAA 和 NMDA受體
γ-氨基丁酸A型（GABAA）受體是遞質門控離子通道，能夠調節多種麻醉藥物的效應。GABAA受體的亞單位（α、β、γ、δ、ε和θ）的編碼基因存在多態性（尤其α和β），可能與孤獨癥、酒精依賴、癲癇及精神分裂癥有關，但尚未見與麻醉藥物敏感性有關的報道。N-甲基-D-天門冬氨酸（NMDA）受體的多態性也有報道，但尚未發現與之相關的疾病。
（三）基因多態性對其它調節因子的影響
有些蛋白既不是藥物作用的直接靶點，也不影響藥代和藥效動力學，但其編碼基因的多態性在某些特定情況下會改變個體對藥物的反應。例如，載脂蛋白E基因的遺傳多態性可以影響羥甲基戊二酸單酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶抑制劑（他汀類藥物）的治療反應。鮮紅色頭發的出現幾乎都是黑皮質素-1受體（MC1R）基因突變的結果。MC1R基因敲除的老鼠對麻醉藥的需求量增加。先天紅發婦女對地氟醚的需要量增加，熱痛敏上升而局麻效力減弱。
四、苯二氮卓類藥與基因多態性
大多數苯二氮卓類藥經肝臟CYP45O代謝形成極性代謝物，由膽汁或尿液排出。常用的苯二氮卓類藥物咪唑安定就是由CYP3A代謝，其代謝產物主要是1-羥基咪唑安定，其次是4-羥基咪唑安定。在體實驗顯示不同個體咪唑安定的清除率可有五倍的差異。
地西泮是另一種常用的苯二氮卓類鎮靜藥，由CYP2C19和CYP2D6代謝。細胞色素CYP 2C19的G681A多態性中A等位基因純合子個體與正常等位基因G純合子個體相比，地西泮的半衰期延長4倍，可能是CYP2C19的代謝活性明顯降低的原因。A等位基因雜合子個體對地西泮代謝的半衰期介于兩者之間。這些基因的差異在臨床上表現為地西泮用藥后鎮靜或意識消失的時間延長[9，10]。
五、吸入麻醉藥與基因多態性
到目前為止，吸入麻醉藥的藥物基因組學研究主要集中于尋找引起藥物副反應的遺傳方面的原因，其中研究最多的是MH。藥物基因組學研究發現RYR1基因變異與MH密切相關，現在已知至少有23種不同的RYR1基因多態性與MH有關。
與MH不同，氟烷性肝炎可能源于機體對在CYP2E1作用下產生的氟烷代謝產物的一種免疫反應，但其發生機制還不十分清楚 [7，11]。
六、神經肌肉阻滯藥與基因多態性
神經肌肉阻滯藥如琥珀酰膽堿和美維庫銨的作用與遺傳因素密切相關。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是一種水解這兩種藥物的酶，已發現該酶超過40種的基因多態性，其中最常見的是被稱為非典型的（A）變異體，其第70位發生點突變而導致一個氨基酸的改變，與應用肌松劑后長時間窒息有關。如果丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態性雜合子(單個等位基因)表達，會導致膽堿酯酶活性降低，藥物作用時間通常會延長3～8倍；而丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態性的純合子(2個等位基因)表達則更加延長其恢復時間，比正常人增加60倍。法國的一項研究表明，應用多聚酶鏈反應（PCR）方法，16例發生過窒息延長的病人中13例被檢測為A變異體陽性。預先了解丁酰膽堿酯酶基因型的改變，避免這些藥物的應用可以縮短術后恢復時間和降低醫療費用[6，12]。
七、鎮痛藥物與基因多態性
μ-阿片受體是臨床應用的阿片類藥的主要作用部位。5%～10%的高加索人存在兩種常見μ-阿片受體基因變異，即A118G和G2172T。A118G變異型使阿片藥物的鎮痛效力減弱。另一種阿片相關效應—瞳孔縮小，在118G攜帶者明顯減弱。多態性還可影響阿片類藥物的代謝。
阿片類藥物的重要的代謝酶是CYP2D6。可待因通過CYP2D6轉化為它的活性代謝產物－嗎啡，從而發揮鎮痛作用。對33名曾使用過曲馬多的死者進行尸檢發現，CYP2D6等位基因表達的數量與曲馬多和O－和N－去甲基曲馬多的血漿濃度比值密切相關，說明其代謝速度受CYP2D6多態性的影響。除CYP2D6外，美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。已證實CYP3A4在其它阿片類藥如芬太尼、阿芬太尼和蘇芬太尼的代謝方面也發揮重要作用。
有報道顯示兒茶酚O-甲基轉移酶(COMT)基因與痛覺的產生有關。COMT是兒茶酚胺代謝的重要介質，也是痛覺傳導通路上腎上腺素能和多巴胺能神經的調控因子。研究證實Val158Met COMT基因多態性可以使該酶的活性下降3～4倍。Zubieta等報道，G1947A多態性個體對實驗性疼痛的耐受性較差，μ-阿片受體密度增加，內源性腦啡肽水平降低[13～16]。
八、局部麻醉藥與基因多態性
羅哌卡因是一種新型的酰胺類局麻藥，有特有的S-(-)-S對應體，主要經肝臟代謝消除。羅哌卡因代謝產物3-OH-羅哌卡因由CYP1A2代謝生成，而4-OH-羅哌卡因、2-OH-羅哌卡因和2-6-pipecoloxylidide (PPX)則主要由CYP3A4代謝生成。CYP1A2的基因多態性主要是C734T和G2964A。Mendoza等對159例墨西哥人的DNA進行檢測，發現CYP1A2基因的突變率為43%。Murayama等發現日本人中CYP1A2基因存在6種導致氨基酸替換的SNPs。這些發現可能對藥物代謝動力學的研究、個體化用藥具有重要意義[17，18，19]。
九、總結與展望
第2篇：基因組學的概念范文
藥物基因組學的研究涉及儲多藥物，本文僅以以下兩類藥物的基因組學研究成果來表述基因組學對指導臨床用藥的意義。
1.1氨基糖苷類藥物與耳聾
氨基糖苷類抗生素自1945年問世以來，因其殺菌作用強、抗菌譜較寬且價格低廉而在臨床上廣為應用，但其致耳聾的毒性反應也一直困擾著全世界的醫生。我國有聽力殘疾2000萬人，其中60%～80%為氨基糖苷類藥物中毒所致。
氨基糖苷類抗生素致聾可分為兩類，一類因接受了毒性劑量而致聾；另一類則與遺傳因素相關。國內外學者均證實：線粒體基因第1555位點A-G的均值性點突變和氨基糖苷類誘導的耳聾關系非常密切。[1]即帶有線粒體A1555G點突變基因，哪怕是僅接受常規劑量或僅一次接觸氨基糖苷類即可致不可逆的聽力損失。這類耳聾占全部氨基糖苷類抗生素致聾患者的30%左右。目前，我國已繪制出不同于西方國家的耳聾基因突變譜，也已開發出針對中國人的耳聾基因芯片檢測體系。如能在新生兒出生時或出生后3天內采集臍帶血或足跟血篩查聾病易感基因，[2]使易感基因攜帶者終生避免使用氨基糖苷類藥物，則可避免“一針致聾”的悲劇。
1.2抗高血壓藥物的選擇與劑量
原發性高血壓的發生與環境因素（生活習慣、煙酒嗜好等）和遺傳因素關系密切。目前，臨床常用的抗高血壓藥可分為五類：利尿藥、β-受體阻斷藥、血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素II受體阻斷藥和鈣通道阻滯藥，大多數情況下醫生制定治療方案主要根據病人的年齡、體重、高血壓程度、有無并發癥等，憑經驗、試驗性地選擇藥物和藥物劑量，較少考慮遺傳因素，很多高血壓病人雖已用藥，但并未能取得滿意療效。藥物基因組學的研究發現：抗高血壓藥物的療效與藥物遺傳多態性有密切關系，如能在用藥前測定病人的基因類型，有目的地選擇藥物和藥物劑量，既可使疾病得到及時有效的治療、減少不良反應的發生，也能減少醫療費用的支出。
1.2.1β-受體阻斷藥β-受體阻斷藥通過降低交感神經功能產生降壓作用。影響大部分β-受體阻斷藥代謝的酶是細胞色素P450酶(CYP)系中的CYP2D6，該酶具有遺傳多態性，其基因變異可高度影響CYP2D6的活性。[3]CYP2D6可分為弱代謝型(PM)、中間代謝型(IM)、強代謝型(EM)和超強代謝型(UEM)4種表型。PM的發生是由于CYP2D6基因突變造成酶活性的缺陷，此型患者代謝藥物的能力下降，可導致血藥濃度過高,易誘發嚴重的不良反應如支氣管哮喘、心血管疾病，甚至死亡，對此基因型病人，臨床用藥應減少藥量。IM型者屬于強代謝者中較弱的一部分，因基因突變導致酶活性略微降低，此類病人用藥也應適當減少劑量。EM是正常人群的代謝表型，故臨床上使用常規治療劑量有效。UEM則是由于出現CYP2D6的多基因拷貝，使酶蛋白高度表達，導致酶活性的顯著增高，此基因型代謝藥物能力強，從而使血藥濃度降低而達不到治療效果，故應適當增加藥量，[4]或改用其他藥物。
藥效學機制對β-受體阻斷藥反應的影響較藥動學機制更為重要。體內β-受體的數量和受體對藥物敏感性的變化是造成個體對β-受體阻斷藥反應差異的主要原因之一。[5]目前已知β1-受體存在兩種突變,一種位于受體蛋白N端49位，由甘氨酸取代絲氨酸(Ser49Gly)，另一種位于C端389位，由甘氨酸取代精氨酸(Arg389Gly)。研究表明：突變型純合子(Gly49及Gly389)對β-受體阻斷藥反應都不及野生型。[4]也就是說，由于基因突變，導致患者對β-受體阻斷藥的敏感性下降；另一方面，遺傳背景不同的種族對β-受體阻斷藥或激動藥的敏感性也存在著差異，[5]這些差異都影響到β-受體阻斷藥臨床應用時的劑量選擇。
1.2.2噻嗪類利尿藥噻嗪類利尿藥是最常用
的基礎降壓藥物，其降壓原理是促進鈉水排出，減少有效血容量，并擴張外周血管使血壓下降。與噻嗪類利尿藥降壓作用個體差異相關的基因有：α-內收蛋白（α-adducin）、血管緊張素轉換酶（ACE）的基因、G蛋白基因、編碼WNK酶的基因，此外,NO酶、E298D突變也與噻嗪類利尿藥的降壓效果有關。[4]
目前發現α-Adducin具功能意義的突變為G460T,大量的研究表明,含至少1個460T突變基因的患者使用利尿藥的近期效應是血壓(包括平均動脈壓)下降幅度更大,而遠期效應則表現為相對其他降壓藥物而言更明顯的降低心肌梗死和中風的發生率。[4]國內有學者[6]報道：ACE基因I/D多態性和氫氯噻嗪的降壓作用密切相關，但目前研究結果還不太一致。有報道說：對同時攜帶ACE的I型等位基因及adducin的Trp460等位基因的患者氫氯噻嗪的療效最好，而攜帶ACE的D/D等位基因及adducin的Gly/Trp等位基因的患者用氫氯噻嗪治療后血壓下降最少，[7]所以臨床用藥時如能聯合分析ACE和α-adducin兩方面的基因多態性，則有助于預測利尿劑的療效。
1.2.3血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)ACEI的降壓作用主要通過抑制周圍和組織中的ACE，使血管緊張素II生成減少，同時抑制緩激肽酶使緩激肽降解減少，而達到降壓目的。ACEI與基因多態性關系的研究主要集中在RAAS，多態位點包括ACE基因I/D、AGT基因M235T和血管緊張素II-I型受體（AT1R）基因A1166C。[8]其中研究最廣泛的是ACE基因I/D多態性，用卡托普利、依那普利、賴諾普利和培垛普利研究ACEI抗高血壓的療效，研究結果并不一致，說明：原發性高血壓患者對ACEI類藥物反應的差異部分由遺傳因素決定。有人發現AT1基因多態性(A1166C)與ACEI類藥物的降壓療效相關，且此相關性在老年患者和超體重患者中尤為明顯。[7]
1.2.4血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥沙坦類降壓藥主要通過阻滯血管緊張素Ⅱ受體，降低外周血管阻力，產生降壓作用。沙坦類藥物在體內主要依靠CYP2C9代謝,該基因突變使酶活性明顯下降，毒性增加,療效降低。另外,CYP11B2的多態性被證實與血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥的降壓效果相關，該基因突變引起機體對血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥敏感性增加,表現為收縮壓下降較無突變型明顯。[4]
1.2.5鈣通道阻滯藥(CCI)鈣通道阻滯藥是近30年來廣泛應用于臨床的一類治療心血管疾病的藥物,通過阻滯鈣離子L通道,抑制血管平滑肌及心肌鈣離子內流,從而使血管平滑肌松弛心肌收縮力降低,使血壓下降。鈣通道阻滯藥在體內的代謝主要依靠CYP3A,該基因突變可引起CYP3A酶活性下降，可導致體內血藥濃度增加,藥物的毒性也相應增加,故應適當減少藥物的用量。[4]
2藥物基因組學的概念
藥物基因組學是基因功能學與分子藥理學的有機結合，是研究基因序列變異及其藥物不同反應的科學，以藥物效應及安全性為目標，運用已知的基因理論研究各種基因突變與藥效及安全性的關系，藥物基因組學強調個體化；通過它可為患者或者特定人群尋找合適的藥物及恰當的劑量，改善病人的治療效果。
3展望
藥物基因組學經過十幾年的發展，在藥物代謝、轉運和藥理作用的基因多態性的研究有很大的進展。在有些藥物上有重大突破，如氨基糖苷類的耳聾問題，但更多的藥物研究還都處在起步階段，有待于更加深入的研究。相信隨著病理、藥理機制研究的深入、藥物基因組學研究方法及新技術的不斷的完善，以及個體化用藥基因芯片的研發，不久的將來，很多藥物都可以實現以基因為導向、“量體裁衣”式的個體化用藥治療模式，使臨床用藥更具針對性、高效性和安全性，實現治療學上按基因選藥的個體化用藥的飛躍。
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摘要:目的介紹藥物基因組學對臨床個體化用藥的指導作用。方法閱讀并分析近年國內公開發表的有關藥物基因組學的相關文章，對藥物基因組學在指導臨床個體化用藥方面的作用加以歸納、總結。結果及討論藥物基因組學經過十幾年的發展，在藥物代謝、轉運和藥理作用的基因多態性研究方面有很大的進展，有些藥物有重大突破，如預防氨基糖苷類的耳聾問題，但更多的藥物研究還都處在起步階段，有待于更深入的研究。隨著藥物基因組學研究方法及新技術的不斷完善，以及個體化用藥基因芯片的研發，不久的將來就可以實現治療學上按基因選藥的個體化用藥醫療模式。
第3篇：基因組學的概念范文
[關鍵詞] 藥用親緣學;藥用基因組親緣學;研究范式和方法;進化;藥物發現與開發
中藥資源是我國中醫藥事業發展的基礎，采用創新的理論和方法尋找和發現中藥新資源是中藥資源可持續利用研究的熱點和重點。肖培根提出的藥用植物親緣學從理論上總結藥用植物的生物親緣關系，化學成分和療效（傳統療效和藥理活性）間的相關性[1-4]，該學科的建立對于開發中藥植物資源具有重要指導意義[5-7];系統發育基因組學方法可用于藥物發現和開發的相關問題研究，可在組學水平拓展藥用親緣學的領域，由此衍生出藥用基因組親緣學的新概念。本文作者基于藥用親緣學的長期研究積累，提出這一新概念。本文簡述藥用親緣學的知識譜系，研究方法和范式轉換，展望藥用基因組親緣學的理論和實踐價值。選擇《中國藥典》2010年版收錄最多的毛茛科為例，可以對藥用基因組親緣學進行深入的概念驗證和實證研究。結合傳統藥物學知識積累（包括中藥藥性和功效知識）和藥理研究揭示的生物活性，在基因組，轉錄組和代謝組水平探討毛茛科及其重要族屬的系統發育和進化關系，揭示藥用植物基因型和代謝表型，以及近緣種遺傳多樣性和化學多樣性的內在關聯。通過毛茛科示范研究，豐富藥用親緣學研究的內涵，開放地吸收有關領域的新知識和新技術，促進中藥資源學科的成長。
近年隨著高通量測序技術的迅猛發展，生物系統發育研究中開始采用基因組數據，因此出現一些新術語，如系統發育基因組學（phylogenomics，基因組系統學/基因組親緣學）[8]， pharmacophylogenomics[9]，轉錄組親緣學（phylotranscriptomics）[10]等。系統發育基因組學是進化和基因組學的交叉學科，是將基因組數據用于進化關系重建的綜合分析;藥用親緣學研究藥用生物（特別是藥用植物）的生物親緣關系，化學成分和療效（傳統療效和藥理活性）間的相關性;系統發育基因組學方法可用于藥物發現和開發的相關問題研究，在組學水平拓展了藥用親緣學的領域（圖1）。系統學（親緣學）是生命科學各分支和交叉學科的根基所在，在中藥資源學、中藥鑒定和質量評價、中藥藥性、中藥毒理和民族藥等中藥學相關領域起到提綱挈領的作用。提出藥用基因組親緣學新概念，是因應學科交融的大勢所趨，期望在中醫藥理論指導下，運用多學科新理念、新方法和創新的技術手段進行跨學科綜合研究，推動中藥資源學科理論建構和實踐應用，更好地服務于中醫藥現代化事業。
RAD.限制酶切位點相關的DNA; SNP.單核苷酸多態性; SSR.簡單重復序列; EST.表達序列標簽。
圖1 可用于藥用親緣學親緣關系推斷的組學數據
Fig.1 Omics data that could be used in the pharmacophylogeny inference
1 系統發育基因組學
系統發育基因組學是生物進化和基因組學的交叉學科，是將基因組數據用于進化關系重建的綜合分析，因此需要系統發育研究方法和基因組學技術的緊密配合。系統發育研究是比較分析單個基因或少數幾個基因序列[11-12]，也常結合其他類型數據，例如形態學、細胞學和植物化學[13-14]數據。系統發育基因組學基于全基因組測序時代之前的分子系統學研究，通過比較全基因組序列或至少大部分基因組序列來全面獲取對進化關系重建有用的信息[15]。目前該領域研究包括以下幾方面。
1.1 基因功能預測和進化推演 現存植物已鑒明的307 700種，估測上限45萬種，提示植物多樣性的潛在空間巨大。在進化史上均經歷多次全基因組倍增（WGD），倍增基因拷貝在基因組中通常以保守的同線塊（syntenic block）形式存在。在植物進化過程中，基因組大小變化是一種相對頻繁的事件，這些變化一般并不與基因多少及順序變化相關聯?；驍盗考绊樞虻谋Ｊ匦苑Q為同線性。基因組倍增顯著影響新性狀起源（圖2），近年來植物次生代謝路徑多樣化與WGD有關的例子越來越多。倍增基因拷貝可以解釋萜類和硫代葡糖苷[16]等多基因路徑合成的次生代謝產物的多樣化過程。次生代謝基因的串聯倍增及隨后發生的亞功能化和新基因化過程進一步增加了次生代謝產物的遺傳多樣性和化學多樣性，增強了植物適應生態環境變遷的能力，顯示了植物次生代謝產物化學空間在藥物發現方面的巨大潛力。被子植物（有花植物）中已發現次生代謝產物超過20萬種，可能大部分源自復雜性狀的快速創新。
實線粗箭頭.同源多倍體效應;虛線箭頭.異源多倍體效應;細箭頭.2類多倍體共有效應;符號.效應的方向。
圖2 多倍體化對植物基因組和表型的影響
Fig. 2 Effects of polyploidization on the plant genome and the phenotype
通過比較核苷酸多樣性估計值和dN/dS考查甾體糖生物堿次生代謝基因經受的選擇限制[17]，可解釋次生代謝多樣性。高通量的SNP芯片分型可能發現有信息SNPs，其不同組合可區分次代物含量高中低的不同代謝表型，對道地藥材研究具參考價值。禾本科苯并嗪類（Bx）基因倍增后發生重排，導致Bx1和2的新拷貝在禾本科共同祖先的一個染色體末端成簇[18]。成簇有利于相關基因共分離，末端染色體的定位既便于基因重排，也便于有關合成基因的進一步征募。這些事件對于后續的Bx生合基因簇的進化至關重要。系統發育分析提示雙子葉和單子葉植物的Bx生物合成途徑彼此獨立進化，即趨同進化。氰苷的生物合成途徑也存在類似的進化現象[19]。對次生代謝產物生物合成途徑的深入研究有助于育種方案的理性設計，優化藥用化合物的生產，實現基于生物技術的生產流程優化。
研究多基因家族的進化時， 基因樹比物種樹更有助于了解成員基因的進化歷史和基因倍增過程。通過對基因樹和物種樹沖突進行解釋，可推測進化機制，包括快速輻射分化、雜交/基因漸滲、不完全譜系分選、水平基因轉移、旁系同源基因、基因倍增/丟失以及基因重組等。這些進化機制也可部分地解釋近緣物種的化學表型多樣性，有助于推測藥用化合物的來源和轉化路徑。對于次生代謝產物生物合成基因家族和轉錄調控基因家族均可在系統發育框架內挖掘分析全基因組有關序列。
1.2 構建和厘清物種進化關系 例如基于桔梗科18個種葉綠體基因組的基因排列順序構建系統樹[20]，從全新的角度闡述了桔?？?8個屬間的系統發育關系。采用高通量測序平臺獲得天南星科32屬線粒體基因組序列[21]，發現線粒體系統樹支持率低且與葉綠體系統樹不一致。基于葉綠體全基因組序列的系統樹表明水芋屬Calla和落檐屬Schismatoglottis在一個主枝基部聚在一起，得到形態學和細胞學證據支持。植物線粒體DNA的基因順序可能進化較快，但是核苷酸序列的進化速率僅為動物的1%。葉綠體DNA核苷酸序列的進化速率比線粒體快3～4倍，目前在種間進化關系研究中應用最多，例如對菊分支植物（asterids）[22]、人參[23]、銀杏[24]、金殼果科[25]、金虎尾目[26]的研究。但是葉綠體全基因組數據不足以解決經歷快速分化的類群，例如姜目[27]。結合大量核基因組數據全面分析十分必要。單拷貝基因在被子植物基因組中比較常見，肖培根研究組基于29個已測序基因組的高質量數據實現了單拷貝基因的大規模識別和進化表征[28]。發現基因組倍增區塊（duplicate block）數量和單拷貝基因數量呈顯著負相關。17%單拷貝基因位于細胞器基因組，GO注釋屬于結合（binding）和催化活性類別的較多。真雙子葉植物基因組中，單拷貝基因比非單拷貝基因具有更強的密碼子偏性。RNA-seq數據證實了部分單拷貝基因相對高的表達水平。與其他植物不同，禾本科基因組中單拷貝基因的密碼子有效數量（Nc）與密碼子第三位G+C含量（GC3）呈顯著負相關。Ka和Ks值提示進化上單拷貝基因比非單拷貝基因更保守。對可變剪接的選擇約束（selective constraint），單拷貝基因弱于低拷貝數基因家族（1～10旁系同源基因）成員，但是強于高拷貝數基因家族（>10旁系同源基因）成員。聯用各基因組共有的單拷貝基因序列得到分辨力佳的系統樹。加上內含子序列提高了分支支持率，但是得到的系統樹與未加時不一致。建樹時包括內含子序列可能更適合較低的分類學水平。單拷貝基因和非單拷貝基因經受的進化約束明顯不同，有些表現出物種特異性，尤其在真雙子葉和單子葉植物間。
藥用植物多樣性是藥用植物與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和，有遺傳多樣性、化學多樣性、居群多樣性、藥用物種多樣性、根際微生物多樣性和生態系統多樣性等多個層次。對于物種不均勻分化程度較強的地區， 在解釋氣候生態因子與藥用植物多樣性之間的關聯時， 要充分考慮進化過程的影響。如中國西南地區的“天空之島”[29]，在第四紀形成了豐富的藥用植物資源，許多藥用族屬仍處于激烈分化過程中，例如毛茛科鐵線蓮屬、烏頭屬、翠雀屬等。全葉綠體基因組數據是細胞器尺度的超級條形碼，可用其研究分布于不同地理位置的同一物種（例如道地藥材）的種內變異[30]和地理親緣學。但葉綠體基因組只相當于一個基因座，葉綠體基因組和核基因組在居群水平的應用可為研究道地藥材起源，種內分化時間和分化強度提供線索。種內譜系關系的確立可重現居群的進化歷史，是更細致的系統發育重建。
1.3 預測和追溯側向基因轉移 側向（水平）基因轉移在微生物進化中廣泛存在的事實從根本上動搖了生命之樹的假定形態[31]。已發現很多原核和真核生物間的側向基因轉移，相當多藥用植物和其內生細菌/真菌具有相似的次代物生物合成路徑，其隱含的系統發育基因組學規律有待揭示，這將有助于藥用植物和其內生菌互作的研究，為開發植物藥資源提供參考。
郝大程等：藥用親緣學論綱――知識譜系，認識論和范式轉換
2 轉錄組親緣學及其他
全基因組測序花費高，對于重復序列占比大，雜合度高和非二倍體基因組，序列正確拼接組裝十分困難[32]。顯然大規模比較轉錄組研究更具可行性。轉錄組測序（RNA-seq）數據基于表達的mRNA，不包括內含子信息，沒有重復序列和倍性的干擾。初始的轉錄組親緣學概念指多物種的基因共表達分析[10]，物種間進化距離分析可基于轉錄組信息。顯然轉錄組親緣學也可應用于藥用植物研究，例如從19種植物（包括虎杖、紅豆杉、銀杏、人參等藥用植物）轉錄組數據中提取50個單拷貝直系同源基因[33]，可用于系統樹構建和進化分析。從紫菜屬P. umbilicalis和P. purpurea的454焦磷酸測序獲得482個編碼紅藻植物門頭發菜綱紫菜屬Porphyra膜轉運蛋白的EST序列[34]，發現存在內共生和與原生藻菌有關的水平基因轉移。此研究提供了海洋藻類鈉偶聯的轉運系統的分子特征和共調控機制。重建陸生植物和藻類的起源和進化過程是植物系統發育的基本課題，對于理解關鍵適應性性狀的產生十分重要。由于物種快速多樣化導致一些進化關系分辨不清，少數幾個分子標志明顯不夠，基因組尺度的數據顯著增加了有信息位點數量。中藥資源和中藥鑒定是應用性很強的領域，盡管考慮的是中藥材，但應避免一葉障目不見泰山的尷尬，全面挖掘中藥資源和物種的準確界定都離不開其所在族屬完全物種取樣的分子系統學研究[35]。轉錄組代表能表達的那部分在功能上活躍的基因組，測序費用的大幅降低和生信分析方法的改進使得密集物種取樣的轉錄組親緣學研究成為可能。例如從92種streptophyte綠藻轉錄組數據和11種陸生植物基因組序列中提取共有的直系同源基因[36]，用其中852個核基因（1 701 170個序列聯配位點）構建系統進化樹，發現陸生植物和綠藻Zygnematophyceae為姊妹關系（圖3），地錢（liverwort）和地衣（moss）組成的分支與維管植物分支為姊妹關系，而角苔（hornwort）與所有非角苔陸生植物為姊妹關系，從而證偽了之前關于早期陸生植物進化的假說。轉錄組親緣學加深對基本植物性狀進化的認識，包括藥用植物化學多樣性和相關生合路徑的進化。
圖3 獲支持證據最多的陸生植物系統發育假說
Fig.3 Land plant phylogenetic hypothesis that has most lines of evidence
盡管只被應用了極短的時間尺度，人工選擇已經極大地改變了馴化植物的形態、生理、植化、生活史。比較RNA-seq數據可用于解析種植番茄和5個近緣野生物種間基因序列和基因表達差異[37]?；谛蛄胁町惏l現>50個基因經受正選擇，數千個基因的表達水平有顯著差異，許多是由于選擇壓力所導致。許多快速進化基因與環境應答和應激耐受有關。野生和種植品系間光反應共表達網絡的大規模變化進一步強調了環境輸入量對于基因表達進化的重要性。人工定向雜交和間接有利于非同義替換的馴化和改良過程已經極大地改變了番茄轉錄組。比較轉錄組有助于深入了解人工選擇和自然選擇對野生和種植品系的普遍效應，基于轉錄組的親緣樹構建有助于定量研究各近緣物種的起源時間和進化歷程，這對藥用物種研究的重要性是不言而喻的。
類似地，基于蛋白質組數據進行系統發育分析，有蛋白質組親緣學（phyloproteomics）[38]，但尚未用于植物研究。表觀基因組親緣學（phyloepigenomics）[39]在表觀遺傳修飾層面考查物種親緣關系，用于藥用植物研究將有新穎發現。宏基因組親緣學（phylometagenomics）[40]將可用于研究藥用植物根際微生物和植物內生菌等。系統發育基因組學對計算能力和分析方法提出了新的挑戰，故有計算基因組系統學。
3 藥用植物親緣學與藥用基因組親緣學
直系同源基因是在物種形成過程中由共同祖先基因演變來的分布于不同物種的基因，在藥物發現過程中有助于動物模型的選擇和分析流程的建立。葛蘭素公司的Searls[9]首次使用pharmacophylogenomics一詞，認為充分利用基因組數據挖掘直系同源基因，能更好地預測藥靶基因功能。比較實驗動物和人的基因組，不僅可找到保守功能元件，包括蛋白編碼基因和非編碼序列，而且能發現基因功能的遷移，從而使研究者充分認識物種間遺傳差異，避免選用不適當的動物模型和藥物篩選方案[15]。
Searls提出的pharmacophylogenomics是針對藥靶的研究，而本文作者提出藥用基因組親緣學，是在基因組及其相關的轉錄組和代謝組水平系統研究藥用植物的植物親緣關系-化學成分-療效（傳統療效及藥理活性）間的相關性的新興邊緣學科。藥用基因組親緣學在藥用植物領域可以有多方面的應用：①基于基因組信息構建不同尺度的生命之樹， 明確藥用植物類群間的系統發育和親緣關系;②利用基因組數據估算分化時間并重建地理分布區， 推測現存藥用植物/道地藥材的起源和空間分布格局及其形成機制;③基于時間樹， 結合生態、環境因素及代謝創新性狀， 探討藥用植物的多樣化進程和成因;④揭示藥用植物多樣性的來源和格局， 基于生物多樣性探討藥用化合物（例如次級代謝產物）多樣性，促進生合途徑解析和創新藥物發現;⑤預測藥用植物多樣性動態變化， 提出相應的保護性開發策略，促進人工栽培和分子育種。可見針對藥用植物的基因組親緣研究的內容完全不同于Searls原初的概念，只是暫借用pharmacophylogenomics作為藥用基因組親緣學英譯。
本文作者擬整合形態分類數據、代謝組和化學分類數據、基因組和轉錄組數據、藥理活性數據和傳統藥物學知識，探索以毛茛科藥用植物科屬為重點的藥用親緣學。毛茛科藥用植物在中藥學中的應用源遠流長，我國42屬約720種毛茛科植物中，有30屬約220種可供作藥用（《中國植物志》27卷24頁）。黃連、附子、烏頭、升麻、川木通等的原植物均屬毛茛科。民間廣泛使用的麻布七、水黃連、鐵破鑼、虎掌草、月下參、驢蹄草、星果草、白頭翁等中草藥也屬于毛茛科。據作者統計在《中國藥典》2010年版正文收錄10個法定種，附錄收錄另10種，另外在可見的地方標準中至少收錄了另外的20種[41]，共計40種，高于菊科、豆科等大科的收錄數量，居所有植物科中的第一位。毛茛科大部分族屬在我國均有悠久的藥用歷史，其防治疾病的科學價值經歷了時間的考驗。但目前對毛茛科的組學研究，尤其是基因組和轉錄組研究十分稀缺，對毛茛亞科多物種屬的近緣種間親緣關系了解較為粗淺，對唐松草亞科的一些多物種屬，如唐松草屬[14]、人字果屬[42]，了解更少。這一現狀也為進行藥用基因組親緣學的實證研究提供了很多課題。
人字果屬約16種，分布于亞洲東部和喜馬拉雅山區。我國9種，分布于秦嶺以南的亞熱帶地區，均由肖培根和王文采在1960年代正式命名（1979《中國植物志》27卷472頁）。據不完全調查，本屬至少7種在分布地區的民間用作草藥，具有確切的功效[43]。例如耳狀人字果全草止咳化痰、消炎，蕨葉人字果根狀莖消腫解毒，縱肋人字果全草健脾化濕、清熱明目，人字果根狀莖清熱解毒、消腫。但是此屬在毛茛科中是研究較少的，其藥用價值值得深入挖掘?；?個分子標記和形態特征得到的系統樹提示，人字果屬與扁果草屬和擬扁果草屬聚為一支，而與耬斗菜屬、天葵屬、擬耬斗菜屬進化距離較遠[44]。從預實驗結果看，人字果屬的化學成分獨具特色。擬選擇耳狀人字果、蕨葉人字果、縱肋人字果和人字果4種，進行酶切位點相關DNA測序（RAD-Seq）。只有分別帶有接頭1和接頭2的酶切位點周邊的DN段會得到有意義的擴增，即為RAD標簽（圖4）[45]。將所有RAD標簽序列連起來即代表物種的簡化基因組，可用于同屬物種或同種各居群的基因組親緣關系推斷。在進化史近期發生快速輻射分化的同屬物種，往往由于有限幾個分子標記的系統發育信號不足和/或基因樹沖突，使得其親緣關系難以辨清。人字果屬和鐵線蓮屬以及毛茛目其他多屬均有此問題。以RAD-Seq為代表的簡化基因組測序能提供關于物種基因組進化和雜交的全局觀點，且無需事先知曉物種基因組的完整序列。基于此探索的科學問題：4種人字果的基因組親緣關系是什么;粉背葉人字果（進行轉錄組測序）與這4種人字果的親緣關系;化學分類與分子分類是否一致;如何從起源和進化角度解釋;本屬與唐松草亞科其他屬的藥用親緣關系。
圖4 RAD-Seq技術路線
Fig.4 Schematic representation of RAD-Seq pipeline
在藥用親緣學框架下進行中藥資源研究的一個代表性例證是關于烏頭屬的親緣學研究[46-47]。毛莨科烏頭屬全世界約有300余種，其中超過半數分布在中國。發現牛扁亞屬是以牛扁堿和C18-二萜生物堿為主的類群，由于其毒性中等，因而可從中尋找鎮痛、抗炎等新藥前體[46]。烏頭亞屬下唐古特烏頭系和圓葉烏頭系是以內酯型二萜生物堿為主的類群，毒性較小，是新藥尋找的重點研究類群。褐紫烏頭系則以C20-二萜生物堿如光翠雀堿和宋果靈為主，雜有高度進化的烏頭堿型二萜生物堿如烏頭堿等成分?；瘜W分類上不支持其獨立成為一個分支。顯柱烏頭系是以含大茴香酸酯基的烏頭堿型二萜生物堿以及塔拉薩敏和查斯曼寧胺醇類為主的類群，是塊根較大的“大烏頭”的主要來源，具大毒。烏頭系以含15-羥基的單酯、雙酯或多酯以及胺醇類烏頭堿型二萜生物堿為主，且酯基中無大茴香酸酯基，此系是草烏的主要植物來源，具大毒。顯柱烏頭系，烏頭系，興安烏頭系和蔓烏頭系可能代表烏頭亞屬進化的類群。從二萜生物堿化學成分來看，露蕊烏頭亞屬與烏頭屬另外2個亞屬差別很大，結合分子系統發育研究，形態學和細胞學結果，支持其為一單獨屬，介于翠雀屬和烏頭屬之間[15，48]。基于細胞核和葉綠體DNA序列的分子系統樹將形態極相近的九系分為2個群[47，49]， 一為甘青烏頭系， 圓葉烏頭系， 保山烏頭系和短柄烏頭系，均非單系群而是彼此交織;另一為烏頭系， 興安烏頭系， 顯柱烏頭系， 蔓烏頭系和準噶爾烏頭系，亦均非單系群， 化學分類數據支持此分群。為了烏頭資源的可持續利用和發現高效低毒的新化合物， 有必要將近年涌現的高通量技術用于烏頭研究?；蚪M學和轉錄組學技術將在促進烏頭生物活性化合物研究中發揮關鍵作用。
毛茛科是一個比較原始的真雙子葉植物類群，已知代表性藥用化合物包括芐基異喹啉生物堿、毛茛苷、三萜皂苷、二萜生物堿等。作者結合近年植物化學研究進展，對毛茛科所含主要化學成分類型和分布進行了系統歸納總結。毛茛苷和木蘭花堿在一些屬（例如毛茛屬、鐵線蓮屬、驢蹄草屬等）共存，而非交替出現[2]。結合了療效數據[50]的藥用親緣分析[7， 51]， 支持基于分子標記和形態數據提出的分類系統[44]。毛茛科可分為5個亞科： 毛茛亞科、唐松草亞科、黃連亞科、黃毛茛亞科、白根葵亞科。毛茛亞科可分為10族。鐵線蓮屬與白頭翁屬和銀蓮花屬均屬于銀蓮花族，均含較多五環三萜皂苷;鐵線蓮屬還含有黃酮、花青素、木質素、香豆素、生物堿等[52-53]，其中五環三萜皂苷已用于化學分類研究。升麻族中，類葉升麻屬和升麻屬的療效和化學成分相近， 因此兩屬的親緣關系也近[54]。由于它們果實的形態差異以及細胞學特征不同， 考慮這兩屬為升麻族植物的一個分支， 且類葉升麻屬較升麻屬更為進化。從化學分類學的角度來看， 鐵破鑼屬含有特殊鐵破鑼皂苷可以成為一個獨立的分支?；诩毎薎TS序列的系統發育樹支持以上分析[49，55]。黃三七屬既和鐵破鑼屬一樣含有五環三萜和鐵破鑼型環阿爾廷烷四環三萜類， 又和升麻屬、類葉升麻屬一樣含有吲哚生物堿， 因此認為它是鐵破鑼屬和升麻屬、類葉升麻屬之間的過渡類型[54]?？蓮拿喛聘髯暹x擇10個代表種（貓爪草、小木通、美花草、星果草、驢蹄草、升麻、鐵筷子、黑種草、北烏頭、金蓮花），進行高通量轉錄組測序，從組裝的Unigene中找到單拷貝直系同源基因（>400），聯用這些基因序列構建系統進化樹，結合化學和形態分類，藥理活性和傳統藥物學資料，考察轉錄組數據在藥用親緣關系推斷中的可用性。近年藥用親緣研究還涉及小檗科[56]，百合科貝母屬[57]， 冬青科冬青屬[58]，五味子科[59]和唇形科鼠尾草屬[60]等。這些研究均需要在組學層面繼續深化。
4 結論與展望
中國文明醫藥智慧肇始于原始文化，當時即有博物學知識的積累，包括對人居環境周邊的生態和動植物的基本認識，“神農嘗百草，一日而遇七十毒”，這里便蘊含著中藥資源學和藥用親緣學的萌芽。梳理中藥資源學知識譜系，1980年肖培根提出的藥用植物親緣學是年輕的成員，結合形態分類、化學分類、療效特征研究藥用植物，有可能發現自然界隱藏著的決定論的規律。技術哲學家唐?伊德認為，技術的居間調節作用改變了人類直接經驗到的世界[61]，使得客觀對象的新特征能顯現出來，提供給人類一種新的視野。高精尖的實驗技術仿佛沒有極限，基因組學，代謝組學和相關技術的涌現不斷刷新著對于中藥資源和藥用親緣關系的認識，并正在促成研究范式轉換。新范式的形成將成為藥用基因組親緣學由概念走向成熟理論和實踐應用的標志。
藥用植物親緣學研究藥用植物的植物親緣關系，化學成分和療效（傳統療效和藥理活性）間的相關性[4]，交叉性和涉及多學科是其特點，故這門學科的成長需要開放地吸收有關領域的新知識和新技術。藥用親緣學的研究領域廣泛，其背后更廣闊的背景是中國文明天人合一的古老智慧和中藥傳統文化積淀的博物學資源。藥用親緣學不是封閉的單一學科，而是圍繞藥用植物親緣關系展開多維度透視的交叉學科群，其研究范式開放，知識譜系不斷延伸，呈現快速發展態勢。藥用基因組親緣學（pharmacophylogenomics）擴展了藥用親緣學研究的內涵，可視為藥用親緣學的升級版，將有力推動藥用植物資源的開發和可持續利用[62]，并期待其引領中藥資源實踐導向的交叉學科創新。
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第4篇：基因組學的概念范文
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
生命科學的研究重點，正從基因組學的基礎數據積累轉為系統生物醫學和整合生物技術的轉化研究。 人類基因組計劃雖然已告一段落，但基因組科學并未結束。隨著基因組科學自身的不斷發展，它正帶動生命科學和醫學進入一個新境界。 基因組研究的最終目的是為人類健康服務，而做與醫學相關的基因組研究，中國可能擁有世界上最好的條件。
基因組科學的新機遇
基因組研究，特別是人類基因組研
究和人類基因組計劃，是涉及人類重大
發展關鍵、追求重大科學數據積累和重
大科學發現，同時又具有完整而長遠的
科學目標，學科交叉、多技術綜合，有
組織、有計劃的大科學研究和大科學工
程。第一次將這樣的“大科學”概念引
入中國的生命科學領域，是一場革命。
由于人類基因組計劃的實施，“大科
學”和“小科學”之間的聯系已經并正在日益加強。在今天這樣的基因組時代，沒有一個在從事分子生物學、生物化學和細胞生物學的“小科學”研究的科學工作者可以說，他們未從人類基因組計劃和人類基因組研究所產生的海量數據中受益！而與基因組相關的其他“組學”的興起，又進一步推進了“大科學”與“小科學”的緊密結合。這樣的結合給生命科學和生物技術發展所帶來的深刻而長遠的影響，只能說是“革命”！
人類基因組計劃對中國而言，也是在生命科學領域里的一次“思想解放”。它使中國的生物學家認識了靠什么“引領學科前沿”，什么叫“國家戰略需求”；它激起了中國生物學家敢于挑戰重大科學問題和勇于投入國際競爭的豪情壯志；它也鍛煉了中國生物學家善于組織科技隊伍，精于統籌協調，實施重大科研項目的綜合能力。
中國的生命科學工作者，以十年堅持不懈的奮斗，實現了中國人類基因組計劃的主要目標，實踐了自己的承諾。一方面在前沿領域弄潮，重點放在合成生物學、干細胞等方面，另一方面強調造福社會。
催生醫學新模式
正是由于人類基因組計劃的完成以及整合生物學和系統生物學，使得人類可以對疾病進行更有效的早期預防和早期干預，產生了預測性、預防性和個體化的3P(predictive，preventive，personalized)醫學模式。這個模式，開辟了慢性疾病的早期預防和早期治療的新途徑。生命各系統具有從簡單到復雜，從低級到高級，自組織、復雜化的演變趨勢，認識這一帶有普遍性、全局性的科學研究規律，一旦突破，將有望帶來革命性的變革。 最近，又提出了第四個P，即參與性醫學(participatory)，意指每個個體均應對自身健康盡責，積極參與疾病防控和健康促進。4P醫學模式的表述更能體現以人為本。
為適應這樣一種新的生物醫學格局，各國的衛生界，特別是衛生科技界都在進行新的思考，在這樣一個十字路口，衛生科研應有怎樣的作為？上世紀美國人提出了“健康美國人”計劃，提出了28個關注的焦點。美國國立衛生研究院又在此基礎上，提出了一個通向醫學未來的路線圖，其核心就是通過現在生物學的轉化研究，來打破預防疾病的瓶頸。 走中國特色的發展道路
根據我國國情，我們正在組織專家進行“健康中國2020”戰略研究，已經提出了若干關注目標，其中慢性病和西方社會非常相近，但也有一些特點，如中國人患糖尿病的傾向實際上比西方人更加明顯，高血壓的發生率也很高，從而導致腦血管意外的高死亡率；癌癥已經成了國人的第一殺手；重大傳染病，包括艾滋病、肝炎、結核病、血吸蟲病等治療任務也很艱巨。另外還有心理健康，近年才引起重視，還有職業及環境健康、食品安全和飲用水安全等一些與我國發展階段相關的健康問題。在這樣一些重點領域，我們正在策劃一些重大的行動計劃。例如，我們已經下決心要擴大乙肝計劃免疫的范圍，爭取早日將肝病大國的帽子扔到太平洋里去。國家最近也啟動了重大傳染病防治專項，以期在艾滋病、結核病、血吸蟲病的防治方面取得更大的突破。
以預防為主，結合中醫“治未病”的亞健康干預計劃，還有應對人口老齡化的行動計劃，健康教育和健康促進，煙草控制和酒精控制等，需要多個部門的配合。實現這些計劃，需要體制方面的支撐，需要國際合作的支撐，當然也離不開政府財政投入。但是，歸根到底，還是要依靠科技的力量。在這里，一個非常重要的理念就是既要攀高峰，占領前沿，又必須讓廣大人民群眾分享科技帶來的成果。在一個有13億人口的大國，講基因組、講系統生物醫學，就要既盡可能地提供分子標志、藥品靶標等有未來應用價值的高科技成果，同時也要為疫苗設計、大宗藥品的工藝改進、基于人群流行病學的健康干預等提供適宜技術。
另外要把衛生產業看成是未來重要的服務業。服務業現在我國國民經濟中的比重不到40％，而其中的醫學服務業又只占到10％多一點，實際上衛生產業完全可以成為促進內需、拉動經濟可持續、又好又快發展的抓手?，F在是我國衛生科技創新發展的關鍵時期，我們要依靠科技自主創新，努力推動醫療衛生改革健康快速發展，早日實現健康中國、和諧社會的宏偉目標。
人類基因組學研究的新進展
——訪全國政協委員、九三學社中央副主席馬大龍
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
王菡娟
隨著人類基因組計劃的完成，有關
基因的話題一直備受公眾的關注。為此，
記者日前采訪了全國政協委員、九三學
社中央副主席馬大龍。
人類基因組計劃是人類文明史上偉
大的里程碑
“人類基因組計劃于1990年啟動，
計劃花費30億美元解析人類23對(24條)
染色體30億對核苷酸的全部序列。2000
年完成了人類基因組的工作框架圖；2003年完成精細圖；2006年完成全部染色體的注釋。這是人類文明史上的一個偉大的里程碑。這樣一個偉大的?科學計劃?，將為生命科學帶來巨大的沖擊?！瘪R大龍告訴記者。
隨著人類基因組被破譯，一張生命之圖將被繪就，人們的生活也將發生巨大變化。今后人們對自己的基因有了更詳盡的了解，基因分析、基因藥物、基因治療、個體化治療已經走進人們的生活，將對人類的健康產生重大影響。
人類基因組研究已經進入了新階段
“人類基因組精細圖的公布，標志著現代醫學的發展已逐步進入基因組醫學時代。人類功能基因組學研究就是以全基因組為背景，開展人類基因及其編碼蛋白的功能研究，從而盡可能全面地揭示生命的奧秘。目前，基因組醫學對疾病診斷、惡性腫瘤、器官移植、精神疾病、心血管疾病、傳染病、制藥、醫學倫理以及基因治療等方面的重要影響已初見端倪，人類基因組為藥物開發提供了新源泉。”馬大龍說。
人類基因組計劃完成后，國際上人類基因組的研究已經進入新階段，隨著兩項基因組技術的重大革新及其推廣應用，極大地推動了基因組醫學的發展:一是全基因組關聯分析(genome－wide association study，GWAS)技術已經大規模應用，不斷有重大疾病的新易感基因被揭示，很多復雜性疾病的遺傳因素正在逐步闡明，為常見多發病的易感性分析提供了重要的基礎；二是廉價高效的新一代基因序列分析技術進入實用化，越來越多的個人基因組完成全序列解析，千元基因組(即花1000美金完成個人全部30億對DNA的序列分析)即將進入市場，“百元基因組”時代也有可能到來?？苹眯≌f中描寫的每個人掌握自己全部遺傳信息數據的前景有可能成為現實。此外，在短短的幾年內，完成了一系列基因組學研究的新計劃，例如人類基因變異圖譜、癌癥基因組圖譜、人類功能基因百科全書等已經初見成果。有理由相信，在不遠的將來，人類基因組的新成果將會與每個人息息相關。 完全破解“生命天書”尚需時日
但馬大龍表示，“目前雖然完成了絕大部分基因的序列分析，但一半以上的人類基因的功能還是未知數。要想讀懂?生命天書?，尚需時日?！?/p>
馬大龍同時還認為，人類基因組計劃完成也為社會帶來了一些潛在的問題。首先是倫理問題，比如個人DNA隱私問題，有可能對其就業、保險、生活產生歧視；其次是基因組的所有權問題，如何保障遺傳材料提供者的“知情同意權”；還有就是基因濫用問題，比如基因改造新物種問題，人類生殖細胞的基因改造帶來的危險，基因重組導致新致病微生物出現等
等；針對這些新問題，需要加強立法來規范個人基因組數據的使用和基因研究的限度。 我國仍需加大對人類基因組學研究的支持力度
人類功能基因組學研究涉及眾多的新技術，包括生物信息學技術、生物芯片技術、轉基因和基因敲除技術、酵母雙雜交技術、基因表達譜系分析、蛋白質組學技術、高通量細胞篩選技術等。這一領域的研究關鍵是思路創新和技術創新。我國在基因研究領域的技術創新與世界發達國家相比還有很大的差距，仍需國家加大支持力度?！瘪R大龍說。
基因組研究是一個長期的過程，需要長線投入和戰略布局，而我國目前對于基因組學研究的投入缺乏一貫性和連續性?！笆濉逼陂g，投入較多，“十一五”投入明顯減少，甚至一些計劃內的經費不能兌現，這種做法勢必影響我國在這一領域的整體實力。國家對于基因組研究的支持應著眼長遠，避免急功近利。
據悉，在“十一五”期間，國家重大專項“重大新藥創制”設立了基于功能基因組的生物技術藥物開發關鍵技術平臺的課題。國家“863”計劃生物與醫藥領域共設立4個重大項目，其中有2個是基因組相關的項目，包括“功能基因組與蛋白質組”及“重大疾病的分子分型和個體化診療”。北京大學人類基因研究中心參與了功能基因組與蛋白質組重大項目中“人類重要功能基因的開發研究”課題，在建立規模化的人類重要生理功能基因克隆化、鑒定、重組蛋白表達、細胞水平與動物整體水平的篩選、系統性的基因功能研究，并最終在基因組藥物和藥物靶標的開發上已取得了一定的進展。一些成果為我國創新藥物的開發打下了基礎。 馬大龍表示，隨著技術的進步，在不久的將來，基因組學必將為人類健康服務發揮重大作用。
馬大龍
現任第十一屆全國政協委員，北京市第十一屆政協副主席。九三學社第十二屆中央委員會副主席。北京大學校長助理、北京大學醫學部主任助理。教授，博士生導師。
未來醫學將從防病治病轉向維護和增進健康
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
巴德年
根據現代醫學的發展軌跡和社會發
展趨勢，未來20年或30年，醫學將發
生很大的變化，具體體現在以下幾個方
面:
一、醫學的任務將從以防病治病為
主逐步轉向以維護和增進健康，提高人
的生命質量為主
未來，尋求醫學服務的不僅僅是患
者，也有相當數量的正常人；求醫問藥
的也不僅僅是因為軀體的病患，而相當
多的是期望得到生活指導和心理咨詢。
醫生開出的處方不僅有去藥房取藥的藥
方，還有生活處方。醫學的對象將從以
病人為主逐步面向整個人群，整個社會。
有相當數量的醫生(有些國家有半數左
右)是從事社區服務的全科醫生。更多的
人在社區醫學服務的基礎上，他們將以
要么方便就醫，要么擇優就醫的方式，來選擇他們的就診醫院。因此，特別希望衛生主管部門在規劃衛生資源時，不單單考慮地域分布，還要充分考慮時間、空間、人間互相關系的優化，在交通最便利的地方，花費時間最少的地方，配置急重癥搶救中心；在環境幽雅、陽光空氣俱佳的地方，配置面向未來的醫學中心。
二、信息學、生物信息學將改變醫學工作方式
長期以來，精心保存的厚厚病歷，將被一張小小的卡片所代替，這張卡片也許只有名片大小，最多2~3張，就足足可以記載一個人一生的病情和診斷經過，甚至包括全部的影像診斷資料。所謂病歷，不再只是在某醫院、某時期的病情檔案，而是這個人一生的健康與疾病的記載?？梢灶A料，不會或不甚熟練操作計算機的人，恐怕難以成為一個未來的好醫生。人類基因組工程的完成，預示著要想知道每個人的基因圖譜，都將成為可能。醫生可以根據這張圖譜正確作出某些疾病的基因診斷和預測某些疾病的可能性，進而實施基因治療和生活指導。
三、醫學工作的范圍將從“出生到死亡”擴展為“生前到死后”
過去一直在說，“人從生下來到死亡，總離不開醫生。”如今，在人沒生下來的時候(胎生期)，就可以對某種疾病作出正確的診斷，并可采取外科治療，從而矯正畸形、修復缺損，待手術完畢，把胎兒還納子宮，使胎兒正常發育，待胎兒成熟后，娩出子宮。這就是所謂的胎兒外科。當今的醫院兒科還只是從新生兒開始，不久的將來，在婦產科和兒科之間將會出現一個交叉學科——胎兒醫學科。人死后，現在多數為焚燒火化，少數尸體捐獻或捐獻角膜。但在某些先進國家已有了“腦死亡”的立法，腦死即人死后，由于循環未停，諸多臟器尚可作為臟器移植的供體，是一寶貴的衛生資源，對這樣的“死人”，醫學不僅要利用，還有許多可研究的價值。
四、第二次衛生革命處于攻堅階段，人類平均壽命突破100歲已初見端倪
以各種菌苗、疫苗接種為主要預防手段，以各種抗生素和化學療法為主要治療手段，控
制傳染病的流行，以天花的根絕和脊髓灰質炎的消滅為重要標志，人類第一次衛生革命取得了決定性的勝利。當今，主要威脅人類生命的是癌癥、艾滋病、心腦血管病和其他老年病。令人感到欣慰的是，由于整個科學的進步，當今半數以上的癌癥可以治愈?？梢灶A計，當今的醫學難題——癌癥，再過20年有望被攻克；有人已明確指出到2010年前后，預防艾滋病的有效疫苗即可誕生；用正確的生活方式和有效的防治辦法，心腦血管病的發病可減少一半。人的平均壽命，有些國家已突破80歲，中國已突破70歲，隨著癌癥的攻克，心腦血管疾病的防治成就，在2020年到2030年間，人的平均壽命突破100歲的國家便有可能出現。
五、新理論、新技術推動醫學向前發展
人類基因研究和神經科學的進步，對解開人類自身的諸多秘密，甚至包括感知、思維、記憶等重大問題，將有決定性意義，這對疾病發生及防治，特別是對精神疾患的發生機理及其防治也許會有新的突破。在生物技術當中，除基因工程、轉基因動物之外，細胞工程，特別是干細胞的保存、增殖及應用技術，在相當大的程度上將會引起醫療上的重大變革，使許多過去的所謂絕癥，都可以因干細胞的應用而枯木逢春。組織工程方面捷報頻傳，軟骨培養成功，血管培養成功，可以預知，諸多組織培養成功，對修復外科、畸形矯正，以至美容整形都會產生巨大的推動效應。蛋白質工程學也許是繼人類基因組工程學之后，最熱門的研究領域之一。
六、面對老年社會，及早采取措施
老年人群除了心腦血管疾患、癌癥、糖尿病、帕金森病以外，還有近10％的人可能患有不同程度的老年癡呆癥，而老年婦女幾乎都有不同程度的骨質疏松。因此，老年人群是最需要醫學呵護、最需要衛生資源的人群。如果不及早采取有效措施，未來的社會不堪設想，而當“一個孩子”成為社會主要勞動力時，其社會負擔將難以承受。同時，隨著社會的進步和法制的健全，腦死亡法的及早出臺和安樂死法案的頒布和實施，都將是21世紀初葉的重要課題。實施腦死亡法，不僅是對人間倫理的扶正，而且對衛生資源來說，從消耗、浪費到有效利用，有百利而無一害，建議我國抓緊這一問題的論證。1993年，荷蘭已正式通過了《安樂死法》。實行安樂死，不僅是人道主義的弘揚，而且是一種特殊人權的體現。當然，立法要嚴密，程序要嚴格。無論如何，這確實是一場醫學倫理學的革命，應當提倡。 巴德年
十屆全國政協委員、中國工程院院士。原中國醫學科學院院長，原中國協和醫科大學校長、教授。兼任中華醫學會副會長、《中華醫學雜志》總編、中國免疫學會名譽理事長、中國生物醫學工程學會名譽理事長。首次發現抗胸腺自家抗體，從而揭示了高血壓大鼠免疫功能低下原因；用胸腺移植等免疫重建方法，在國際上首次提出了免疫與高血壓相關的證據；結合我國實際情況，開展癌轉移機理及防治途徑的研究，率先在國內建立5種高轉移動物模型和穩定的高轉移性細胞株。
調整醫學目的 創新健康保障模式
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
陳凱先
2008年，國家中醫藥管理局大力推
進“治未病”健康工程，取得了良好的社
會效益。一年來，“治未病”健康工程社
會影響不斷擴大，廣大群眾對“治未病”
的認知度和認同度有了明顯提高；行業
內對“治未病”重要意義的認識不斷提
高，初步形成了中醫特色明顯、技術適
宜、形式多樣、服務規范的“治未病”預
防保健服務體系框架。
解決全球性醫療危機須對醫學的目的作根本性調整21世紀，醫學正經歷重大變革。早在20世紀90年代，人們就指出:隨著生命科學和醫學工程技術進步，現代醫學已經進入一個以個體化醫療為特征的新時期。但是，醫療費用惡性膨脹引發的全球醫療危機，迫使人們對醫學的目的和醫學的核心價值進行深刻檢討。為此，1992年世界衛生組織(WHO)組織了一個有關醫學目的的國際研究，研究小組4年后，即1996年11月提出的總結報告中明確指出:“目前醫學的發展是在全世界制造供不起的、不公正的醫學?！薄艾F在許多國家已經走到了可供性的邊緣。”
世界衛生組織分析認為，導致這場迫在眉睫的醫療危機的根源是:醫學目的出了問題，而不是手段出了問題?！板e誤的醫學目的，必然導致醫學知識和技術的誤用”?！翱紤]到醫療服務可以獲得巨大利潤，情況尤其如此”。要解決這場全球性的醫療危機，必須對醫學的目的作根本性調整:第一，把醫學發展的戰略優先從“以治愈疾病為目的的高技術追求”，轉向“預防疾病和損傷，維持和促進健康”；第二，只有以“預防疾病，促進健康”為首要目的的醫學才是供得起、可持續的醫學，才有可能是公平和公正的醫學。
有效控制慢性非傳染性疾病要求醫學模式的根本變革20世紀以來，抗生素得以發明和廣泛應用，嚴重威脅人類健康的傳染病得到有效控制，人類的預期壽命至少延長了10年，人類歷史上第一次衛生革命取得了偉大勝利。20世紀60年代，美國政府提出了一個雄心勃勃的攻克癌癥的計劃，但最終并未達到目的。人類以征服諸如心腦血管疾病、癌癥、代謝性障礙疾病、神經退行性疾病等慢性非傳染性疾病為目標的第二次衛生革命受阻，也因此啟發了人們對現在的生物醫學模式，即生物(治療)醫學的反思。
慢性非傳染性疾病的有效控制，要求對醫學模式進行根本變革，即從生物醫學模式轉向以人為核心的生理—心理—社會—環境四者相結合的新醫學模式。人類對醫學核心價值的深刻反思，將導致醫學目的的調整和醫學模式的轉變，這樣的調整與轉變，必然引發健康保障服務模式的創新與革命。
創新健康保障服務模式
按照新的醫學模式所創建的新型健康保障服務模式應當以把握健康為要義，在服務理念、服務準則、服務功能、服務流程、服務內容等方面體現下列基本要求:它應具有先進的服務理念。應當符合醫學目的調整的方向，從注重局部病變轉向注重人的整體功能狀態，從關注疾病治療轉向關注健康維護，彰顯以人為本的價值取向。要具有創新的服務準則，應當在先進的理念指導下，充分利用現有的醫學科學技術，并體現各醫學的優勢。應當針對不同人的不同健康狀態，進行動態、系統、全程、遞進的保障服務。
創新的健康保障服務模式要具有綜合的服務功能。應當包括健康狀態與風險評估功能、
健康狀態管理與服務功能、健康文化傳播與教育功能、健康狀態管理與經濟補償的承諾功能等方面應當按照服務準則，以控制健康風險、改善和提升健康狀態為重點，將實現服務功能的各個要素有機組成前后貫通、系統全程的服務流程。要具有完整的服務內容。應當全面實現服務功能，具有整體性。應當體現對不同健康狀態和不同健康風險的針對性，具有個體性。應當滿足不同人群的不同需求和不同選擇，具有多元性。
以“治未病”為核心理念的中醫特色健康保障服務模式
“治未病”在《黃帝內經》中就提出來了，經過歷代醫家的不斷充實和完善，逐步形成了具有深刻內涵的理論體系，其核心就是一個“防”字，并特別強調要達到“防”的目的，關鍵是要保養身體、培育正氣、提高機體的抗邪能力。包括“治未病”在內的中國傳統醫學的思想理念，更加強調身心統一的生命整體觀，和人與社會、人與自然和諧統一的天人合一論，中醫傳統醫學的指導思想為建設新醫學模式提供了理論基礎，“治未病”和21世紀醫學目的調整的方向是完全一致的。
中醫特色健康保障服務模式(KY3H模式)以“治未病”為核心理念，以個體人健康狀態為中心，融健康文化、健康管理、健康保險為一體，通過結構化設計、規范化模塊的系列服務，全面防范疾病發生、發展、變化，并在經濟上實現可持續的健康保障——服務模式。體現了保障人的健康必須圍繞人的健康狀態而非僅僅針對“疾病”提供保障服務，并通過提供健康文化、健康管理和健康保險“三位一體”的服務來預防或減少健康風險，同時提供經濟上可持續的保障，其目標是未病先防，既病早治，已病防變。
有關專家學者運用系統科學的原理和系統工程的方法，與國內外已有的醫療服務模式、健康管理經驗以及健康保險等，進行了多學科綜合分析和系統的比較研究后認為，中醫特色健康保障服務模式具有顯著的先進性。“治未病”作為中醫學的一個經典理念，在現代科技迅猛發展、日新月異的今天，能得到大力推廣和應用，充分顯示了中醫的巨大魅力，體現了中醫理念的科學性、先進性和前瞻性。
陳凱先
全國政協委員、中國科學院院士。藥物化學家。原中國科學院上海藥物研究所研究員、所長?，F任上海中醫藥大學校長、中國科學院上海生命科學研究院黨委書記、研究員、博士生導師。
有的放矢，促進我國“個體基因組學”發展
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
楊煥明
基因測序技術的突破，極大地推動
了基因組學以至于整個生命科學的發
展。DNA測序和基因組分型技術，正在
打開個體基因組學時代的大門。個體基
因組學首先是測定多個人類個體的全基
因組序列。預計在3年之內，隨著測序
成本的進一步降低，全世界將完成1萬
人以上的全基因組序列，而10年里將有
上百萬人的全基因組序列被測定。人類
多個體基因組的測序，“將大大增強我們研究基因和疾病及人類其它性狀之間的關系的能力”，這是“人類基因組計劃”的必然繼續、拓展和深入，是了解人類基因組的變異、認識基因組和疾病的關系的必經之路，也是“個體化診療”和把健康工作重心前移、實現“上醫治未病”的美好前景的必經之路，將給生命科學和醫學帶來深遠的重大影響。
個體基因組測序時不我待
“國際單體型圖計劃”的重要成果之一，是發現人類不同群體之間的基因組序列差異比原先估計的要大得多。我國的常見疾病的基因鑒定和風險預測亟待中華民族不同群體自己的基因組數據，這是開展我國的“個體基因組”和“遺傳檢測”，以及常見疾病“泛基因組關聯研究”的基礎和前提。作為“國際千人基因組計劃”的一部分，我國的深圳華大也將很快完成45個隨機挑選的無明顯疾病的成年個體的全基因組序列。深圳華大已于2008年11月6日的《自然》雜志上發表了完全以新一代測序技術完成的第一個亞洲人全基因組序列。下一步的工作是測定更多的具有群體代表性的正常個體以及重要疾病患者的基因組序列。希望有關基因組信息的研究工作能夠列入“十一五”后期和“十二五”健康基因組學研究的重點。否則，我國的“個體基因組”和“遺傳檢測”，以及常見疾病“泛基因組關聯研究”都將成為無源之水，無本之木。
加強“遺傳檢測”的
行政管理刻不容緩
我們應該清醒地看到，正像生命科學的所有重要進展帶來的沖擊一樣，“個體基因組測序”將帶來嚴肅的社會、倫理和法律問題:一方面，隨著世界范圍內基因科學的產業化發展，個體基因組信息已經為人類帶來了一定的促進作用，我國一些個人和公司也已經開始把“基因預測”推向市場。但有一些臨時拼湊的小公司也看到了基因科學的潛在價值，開始以科學做幌子拿著非科學和低質量的檢測服務招攬客戶。針對這些情況，需要我們國家在各種管理制度、準入制度等方面給出一些切實可行的政策，使這個行業能夠健康發展；另一方面，廣大民眾會因自己的“最大隱私”——基因組信息不能得到有效的保護，特別是對不具備科研和技術資質的小公司提供的廉價服務的必然反彈，有可能使我國“個體基因組”服務和“遺傳預測”產業的發展受到比較大的阻礙，從而更加滯后于國外的發展。
首先，應該在法律上保護“遺傳檢測”可能帶來的個人遺傳信息泄露而導致的遺傳歧視。我國現有的保護個人隱私的法律條文應涵蓋保護個人的遺傳信息。經過各界的十幾年努力，美國國會于2008年3月6日批準了《遺傳信息反歧視法案》。2008年5月21日，美國前總
統布什簽署了這一法案。至此，至少在美國，個人的遺傳信息已經得到了法律的保護，保險公司和雇主將不允許依照遺傳信息對任何個人有任何方面的歧視性。應該說，這一法案作為繼反對性別歧視、反對種族歧視之后的“反對第三種歧視”即“反對遺傳歧視”，具有全人類的、歷史性的重要意義。
其二，對“遺傳檢測”進行嚴格的行政管理。對提供“遺傳檢測”服務的公司進行嚴格的認證和許可制度，對參與“遺傳檢測”的所有工作人員實現考核和資格鑒定。健康基因組和“遺傳檢測”將成為重要的產業。美國加州去年對“遺傳檢測”先關后開的考慮之一，便是每年達40多億美元的巨大產業規模。同時，“遺傳檢測”應考慮有經專門訓練的臨床醫生參與對遺傳信息的解讀和解釋，并考慮由臨床醫生來掌握具體對象進行“遺傳檢測”的必要性。
其三，嚴格執行公布個體基因組序列的匿名程序。對公布個體基因組序列的生命倫理和具體實施問題尚在討論之中。支持者認為，了解基因組變異和疾病的關系，需要個人的基因組序列和其健康狀況的直接連接，公布自己的序列是對科學的直接貢獻而應該得到社會的鼓勵。從研究的角度來說，為了真正地了解人類基因組信息和疾病的關系，需要至少一萬人的基因組數據，而這些數據只有通過對每個人公開，才能有朝一日被徹底解讀。
而反對者認為，基因組信息是一個人的最重要的個人隱私，如果公布，不僅在法律和倫理上是對他和他的家人的隱私的極度侵犯，而且在實踐中將對他們帶來各方面的、已知和難以預料的傷害，在執行中也有很大的難度。
毫無疑問，“個體基因組”和“遺傳檢測”在我國不是做不做的問題，而是怎么做、怎么做好的問題。
楊煥明
中國科學院院士、基因組學家。中國科學院北京基因組研究所研究員。原中國科學院北京基因組研究所所長。
中科院遺傳所人類基因組中心執行主任汪?。?/p>
不掌握基因技術將失去一大產業機會
人民政協網 rmzxb.com.cn 日期:2009-03-04
王菡娟
中科院遺傳所人類基因組中心執行主任汪健日前呼吁:
盡快盡量多地掌握基因技術，否則中國將在未來失去對這
一大產業的控制權，哪怕是有一點點，也比被美國人的專
利包圍著強。
奧巴馬為什么提綠色革命？
“為什么美國在全力推動基因技術，而奧巴馬上臺第二
天就把克隆技術解禁了，這就意味著它有巨大的產業價
值?！蓖艚≌f，基因技術和互聯網技術，各種專利疊加在一
塊，一個新的綠色革命的基礎就已經在美國形成。
為什么中國現在對基因技術投入這么大的精力？汪健
說，因為一個新的技術革命已經開始。人類基因組項目和
人類的健康、醫藥產業都密切相關。
當20年前美國提出人類基因組計劃的時候，計劃投入30億美元；十年前，汪健等人代表中國參與的時候，卻是自己湊了400萬人民幣參加了人類基因組計劃。六個國家中，中國是唯一的發展中國家。當時的美國總統克林頓在離任前宣布的科研政績，人類基因組計劃排在第一項科研成果。
由于認識上的不一致，在美國總統小布什執政期間的8年中，基因技術并沒有獲得實質性的進步?；虻姆治黾夹g8年前也走入瓶頸。但是技術上也有突破，汪健把它叫做摩爾定律的變異種，基因的分析技術以每年兩到三倍的速度增長，對計算的要求以幾乎是每年十倍的速度增長，超越了摩爾定律的增長速度。
中國為什么要抓緊？
汪健說:在過去九年中，基因組計劃有8次出現在中國的十大科技進展中，而連續出現在每年的十大科技進展中的項目有四個，包括超級計算機、航天科技、考古進展等?；蚪M技術主要的驅動力是成本突破，而中國參與基因組計劃使得在中國開展基因產業發展的成本大大降低。
萬鋼曾經表示，基因產業將給中國在不遠的將來每年帶來上萬億美元的產值。這意味著在技術突破的同時，在大量的科學發現的同時，一個新的產業將必然誕生。
今年是紀念達爾文誕生兩百周年，在人類進化的過程中，基因的形成是人類全力探索的新領域。在有爭議的轉基因領域，汪健認為，目前的研究表明，轉基因在生物能源、農業種植上起的作用，不會帶來太大的問題。而我國需要解決的問題，是如何在原始創新上取得突破和更好的保護知識產權，否則這個產業無法順利發展。
汪健呼吁，基因技術作為一個戰略資源，中國現在不去攻克它，等到這個產業興起，中國想再進入的時候就會被國外的專利所包圍。現在基本上所有市場上有的轉基因和基因育種技術，全部都被美國人申請了專利。
汪健建議，當務之急是在國內形成一個共識，畫出基因產業發展線路圖，按照時間表走出一個新的產業發展路線。他說，“中國在很多科學領域曾經走了很大的彎路，直至現在，在基因技術上，國內科學界的主流認識和快速推進的美國人的意識相比，還很滯后。中國企業界對綠色革命的核心點的認識也不清晰。”
“建設創新型國家，發展基因技術是一個絕好的機會，我們從參加基因計劃，去年我們
單位獨立完成了基因重組計劃，遠遠走在了亞洲其他國家的前面?！蓖艚”硎?，在未來的產業發展中，以基因科學為主導的發展，將在人類的下一輪產業革命中起到最主要的作用。 (王菡娟)
第5篇：基因組學的概念范文
通俗地說，現階段所能看到的個性化醫療的價值是：傳統醫學以病癥為導向，比如兩個人的病癥相同，因此服用藥的劑量和種類也是相同的。但這未必是對個體的最佳治療方案，個性化醫療則會以人們的基因組信息為基礎，為每個人提供針對性的醫療方案，也能夠理解為定制化醫療。至于未來，甚至可以通過基因圖譜的繪制和檢測，對人們潛在的疾病進行診斷，提前做到預防。
打開螺旋密碼
基因測序技術的成熟與成本的降低是制藥流程實現柔性生產的基礎。
靶向療法被看做是個性化醫療在現階段的代表性案例。據301醫院腫瘤綜合治療科室石燕教授介紹，以癌癥領域為例，早期癌癥治療方案可以用以下路徑來描述：發現腫瘤、形態學診斷、單一治療方案（手術、化療或者放射性治療）。在某種意義上，療效和副作用是不可預知的。但現在治療的總體思路已經產生了較大的變化，首先會倡導早預防、發現和治療，其后引入分子學分型（生物標志檢測）、分子靶向及個性化治療，這會使得治療結果是相對可以預估的。其中，生物標志物是指存在于血液、其他體液或者組織中的物質，提供了是否患有癌癥、何種生物學特性的癌癥等信號，當確定了相應靶向療法的合適患者后，再通過干擾參與腫瘤生長和進展的特定分子阻止癌細胞生長和擴散的藥物或者其他方案以治療。
華大基因健康銷售副總監劉永強在今年3月接受《21CBR》采訪時如是描述基因檢測之于癌癥治療：就家族性或者遺傳性的基因來說，某幾個基因在個體身上發生了變化，那么就有比較大的幾率預示著人的身體內部會發生腫瘤。如果能在早期發現這些突變的基因，就可以采取一些干預措施，進行預防性治療。
因此，對于病人的個性化治療和預防，也許在基因組學研究方面尋找突破口，基因藥物將成為可能?；蛩幬锸且粋€誘人的名詞，這似乎意味著未來制藥公司可以為每一個人量身定制合適的藥物。但在考慮制藥流程是否可實現柔性化生產之前，基因測序技術的成熟與成本的降低則是基礎。好消息是，隨著基因測序技術的不斷升級，其成本將逐漸可以為普通患者接受，或許幾千元人民幣就能把你的基因組完全掃描出來。
據著名科學期刊《Nature》官方網站的報道，2011年時，美國的一對雙胞胎為治療因SPR基因突變引起的罕見遺傳病多巴反應性肌張力失常（Dopa-responsive dystonia）進行基因測序，整個研究是由美國德州休斯頓市的貝勒醫學院人類基因測序中心的科學家完成的，耗時兩個月，測序費用為6萬美元，整個過程則花費了10萬美元之多，但當時，已有一些基因公司報價5000-7000美元進行個人的全基因測試。
華大基因研究院生育健康臨床診斷及咨詢主管、浙江大學遺傳與基因組醫學中心主任祁鳴近日接受媒體采訪時表示，華大面向個人進行全基因組外顯子測序的價格為十幾萬元，個人全基因組測序沒有定價（全基因組序列分為外顯子、內含子和基因間序列）。而華大基因創始人之一、董事長汪建曾表示，進行個人全基因組測序的成本有望在2014年降到1萬元人民幣以內。屆時，全基因測序或許可以作為常規項目進行推廣，讓每個人都有機會來做一次基因體檢。
重塑制藥鏈條
個性化治療仍面臨著所有新技術都會面臨的問題：如何嵌入當下醫療體系。
即使解決了基因測序的成本問題，個性化治療仍面臨著所有新技術都會面臨的問題：如何嵌入當下醫療體系。個性化醫療的普及遠不如其前景那么美好：基因檢測的高成本（以及定制化醫療方案的高成本）、現行醫療研發體系、治療體系在某種意義上的沖突（比如醫療保險制度和醫療激勵更鼓勵治療而不是預防）都在一定程度上制約著個性化醫療走進普通人的生活。
此外，基因組學與關聯的醫學分析研究仍無法全面配合基因測序的結果實現全方位的定制化疾病預防和治療。如果說僅僅是出一份簡單的基因報告而沒有相應的醫學分析，那么基因測序的意義與價值就被大大削弱了。羅氏全球藥品臨床研發亞太中心副總負責人董衛告訴《21CBR》記者：“事實上，目前能夠在臨床上證明哪個基因和哪個疾病之間存在緊密聯系的并沒有多少案例，也就是現在只有不多的基因能夠被證明和某些疾病有直接的關系，因此做全部的基因圖譜是否值得，起碼得從社會資源以及科學依據方面考量?！笔嘟淌谝脖硎荆骸皢我坏幕驅е乱环N疾病的情況是不多的，但更多的情況，比如腫瘤，就是一個多基因的病癥，而且和后天的環境有非常大的關系，比如水污染?！?/p>
即便如此，仍有為數眾多的公司將個性化醫療視為下一個巨大的商業機會，醫療產業鏈依然因個性化醫療概念的誕生在發生變化。就醫藥公司羅氏而言，個性化醫療已開始改變公司內部的組織和生產方式。羅氏公司不但包括羅氏制藥部門，還包括羅氏診斷部門。當羅氏制藥在研發藥物的時候，相應的診斷試劑和方法也會同時啟動，進入開發的階段，且需要針對不同國家和地區采取不同的策略。
在中國，羅氏成立了專門的生物標記物的團隊，同時和國家衛計委合作，推動醫院成立聯合的會診團隊，比如以往腫瘤的診斷可能只是通過腫瘤科和腫瘤醫生，而現在很多大醫院通行的做法則是病理科、腫瘤科等一些相關科室專家共同來做診斷方法的決定。
第6篇：基因組學的概念范文
【關鍵詞】 分子診斷;腫瘤;個體化治療
惡性腫瘤嚴重影響人們的健康和生命，其發病率呈增高趨勢，中國目前每年新發病例270萬，死亡約190萬，每4～5個死亡者中就有一個死于癌癥，居死亡原因之首。
盡管以手術、化療、放療為主的綜合治療在腫瘤治療上取得了一定進展，但腫瘤預后仍不理想，不同個體間存在著顯著的治療敏感性和不良反應的差異。由于遺傳學特性存在差異，相同或有著類似病理組織學的腫瘤患者，使用相同的抗腫瘤藥物會產生完全不同的治療效果和毒副反應。遺傳基因多態性是造成個體差異的決定因素。因此，必須對腫瘤患者采取個體化治療才能提高療效，減少不良反應。
1 個體化治療的概念及意義
個體化治療是指根據患者的個體差異采取合適的治療方法，而不是按照病種來決定治療方法。隨著基因組學和遺傳學的發展，基于個體基因多態性的“個體化醫學”模式逐步被醫生所接受，對患者的治療正在進入個體化醫療的全新時代。以抗腫瘤藥物為例，傳統的用藥模式主要依靠客觀因素進行臨床治療。通常是一藥通用或一劑通用。其結果是不同抗癌藥物的總體有效率僅徘徊在25%～50%，抗癌藥物不良反應率較高。腫瘤及絕大多數疾病并不是由某個單獨的基因變異造成的，而是由很多遺傳因素合力造成的。同一種癌癥可能有著截然不同的表達基因，個體的遺傳特征具有唯一性和獨特性。不同的表達基因可導致編碼基因產物的顯著性差異。這些表達的差異對藥物的吸收、代謝、分布和排泄都有影響，可導致同種腫瘤的不同個體之間對同種藥物存在有效性、安全性、耐受性的差異。
腫瘤的個體化治療，做到“因人而異、量體裁衣式”的方式，可以減少醫療資源的浪費，避免過度治療，減輕患者的經濟負擔并且提高療效，提高患者生存期，減少毒副作用[1]。
為了達到個體化治療，分子診斷技術成為共同的關注點。分子診斷技術利用轉錄組學、蛋白質組學及高通量等技術，研究腫瘤基因突變，從個體基因組中分析和鑒別患者之間存在的疾病相關的個體差異，并利用這些差異來合理地指導臨床治療。腫瘤患者在接受抗腫瘤藥物治療前進行基因分子檢測，根據檢測結果選擇合適的個體化治療方案將成為標準治療流程。
2 腫瘤分子檢測方法和意義
2.1 腫瘤分子檢測方法 腫瘤的分子診斷是以DNA、RNA或蛋白質分子為診斷材料，對腫瘤細胞的基因缺陷或表達異常作出特異性診斷方法。通過檢測腫瘤患者體內遺傳物質的結構、表達水平的變化、表觀遺傳學改變，再與抗腫瘤藥物作用靶點、代謝相關基因改變來預測藥物敏感性、有效性、副作用，有助于臨床醫師擬定最有利于患者的個體化治療方案。
主要方法：染色體分析、基因缺失、移位或重排檢測主要有染色體原位雜交、比較基因組雜交（CGH）、熒光原位雜交（FISH）技術。基因及蛋白檢測技術主要有原位雜交、熒光原位雜交、原位聚合酶鏈反應、RNA印跡、反轉錄原位聚合酶鏈反應、免疫組織化學、蛋白印跡、流式細胞術、基因芯片、蛋白芯片等。甲基化檢測主要有限制性酶切結合電泳分析方法、核酸酶切割等方法。分析點突變的檢測技術主要有等位基因特異性寡核苷酸分析、等位基因特異擴增技術、單鏈構象多態性、雜合雙鏈分析法、限制性內切酶片段長度多態性、變性梯度凝膠電泳法、突變體富集PCR、DNA測序、基因芯片等。微衛星不穩定性檢測主要有PCR擴增凝膠電泳分析。端粒酶活性檢測主要有端粒重復片段擴增、ELISA、接近閃爍分析法、原位雜交法。
2.2 血液樣本在分子檢測中的應用 腫瘤組織及血液標本為腫瘤分子檢測常用的兩種途徑。腫瘤組織的檢測比較常見，但一部分腫瘤患者發現時已屬晚期或不適合采取手術等方法取得腫瘤組織標本，在這種情況下，患者外周血作為靶標檢測的理想樣本越來越受重視。研究發現，血液標本與腫瘤組織一樣有效。Farzadnia等[2]檢測發現乳腺癌患者血液中與腫瘤標本中HER-2的表達符合率達75%～90%，可以方便預測患者化療的效果及預后，提示血液標本同樣可以作為潛在的評價療效的指標。隨著研究的不斷深入和檢測技術的進步，血液樣本由于其獲取方便、符合率高、應用廣，將有望成為晚期腫瘤患者分子檢測的理想替代樣本。
3 總結及展望
隨著人們對腫瘤多態性的深入研究，腫瘤診療正向個體化的新時展。美國在2005年就開展了腫瘤基因檢測計劃，建立了樣本資源中心和臨床遺傳信息處理中心。通過基因組分析技術，包括大規模的基因測序技術的應用，建立腫瘤病理學分子診斷標準。而我國直到2011年才啟動了“腫瘤早期診斷、藥物選擇和療效監測體外診斷試劑的研制”的專項課題，存在一定的差距。
在腫瘤個體化治療檢測中存在一些問題：腫瘤相關基因之間的關聯以及在腫瘤發展中如何相互影響;脫離了體內微環境的影響而僅對腫瘤及血液標本檢測是否有缺陷;如何篩選靶基因。分子檢測技術需要進一步規范化、標準化。
雖然實現腫瘤患者個體化治療的目標任重道遠，但是相信隨著腫瘤基因學、藥物作用機制的深入研究，通過不斷的總結和完善，必將實現真正的腫瘤個體化治療。
參考文獻
第7篇：基因組學的概念范文
后基因組時代，網絡提供了豐富的生物信息資源，網絡資源已成為教學內容必要的補充。筆者結合免疫學知識的講授，介紹相關的網絡免疫數據庫page=immunology)。網絡資源的利用，延伸了課堂教學，開闊學生的學習思路，培養學生的參與意識。例如，在介紹免疫分子的同時，介紹國際免疫遺傳信息系統，IMGT，)［12］。這是一個綜合性免疫學數據庫，收集了人和其它脊椎動物的免疫球蛋白(Ig)、T細胞受體(TCR)、主要組織相容性復合體(Majorhistocompatibilitycomplex，MHC)、免疫球蛋白超家族(IgSF)、HMC超家族(MhcSF)、免疫系統相關蛋白。筆者讓學生在課后練習通過搜索IMGT結構數據庫，獲得Ig和MHC的二級與三級結構圖、Ig-抗原肽復合物和MHC-抗原肽復合物的三級結構圖。通過這些練習，幫助學生認識免疫分子如何與抗原相互作用。又如，講抗原表位時，介紹了一些免疫表位數據庫如免疫表位數據庫。IEDB數據庫不僅收集了已發現的所有B細胞表位和T細胞表位，而且提供免疫表位預測與分析服務。表位的準確預測對獲取基于表位的高效抗體至關重要。筆者讓學生在課后用IEDB網站預測蛋白質抗原表位。
免疫學原來很精彩
免疫學具有一定的理論深奧性、抽象性，素來被學生認為比較難學。后基因組學內容的補充，無疑使學生對免疫學的理解更加困難。照本宣科式的講授方式是后基因組時代免疫學教學方法中的大忌。筆者通過采用講故事、形象化講解、探索過程的介紹、將免疫學知識與日常生活中的事物關聯等方式，激發學生對免疫學知識的學習興趣和對免疫學研究的激情，并加深學生對免疫學知識的理解。同時，注重學生科學精神的培養與科學素養的提高。講故事式授課筆者在授課時，采用類似講故事的方式，以環環相扣的問題引出各種涉及到課堂教學的內容。這些問題猶如一個個懸念，使學生聽起來有所期待，并激發他們思考。這種不斷提問、循序深入的方式增加了師生之間的互動和交流，緩解了以往填鴨式教學造成的學生課堂注意力無法持續集中、易疲倦的心理狀態。下面以MHC為例說明。MHC是免疫學中難以理解但非常重要的概念。筆者在授課時將MHC的發現、生理功能、結構的研究等內容以時間為主線，采取講故事的方式講授MHC。早在20世紀初就已經發現組織不相容現象，即同一種屬不同個體間組織移植會產生排斥反應。那么，MHC基因是如何發現的?MHC基因的發現，得益于免疫遺傳學的發展。1936年，P．Gorer在小鼠移植瘤研究中發現了血型抗原Ⅱ，并發現該抗原與移植瘤移植排斥反應有關。Gorer將該抗原稱為H-2抗原。1948年，G．C．Snell發明了人工培育同類系小鼠(Congenicmice)的方法，并用同類系小鼠確定了小鼠MHC基因座在染色體上的位置。不久，Gorer從英國Lister研究所不遠萬里來到Snell所在的美國緬因州Jackson實驗室，利用Jackson實驗室提供的近交系小鼠(Inbredmice)確定了H-2基因座在染色體上的位置。Snell意外地發現，小鼠MHC基因座與H-2抗原的基因座竟然是一樣的，因此稱小鼠主要組織相容性基因座為H-2。1958年，J．Dausset在人白細胞上發現了與小鼠H-2具有同樣功能的人類的白細胞抗原，并命名人MHC為人白細胞抗原(Humanleukocyteantigen，HLA)。介紹MHC的發現后，順理成章地介紹小鼠及人的MHC的分布、結構、定位、遺傳特點。MHC是在組織器官移植的研究中發現的，但是組織器官移植是一種非自然現象，那么，MHC的生理功能究竟是什么呢?MHC基因復合體在適應性免疫應答中起重要作用。MHC遞呈抗原肽激活T細胞的證據，最初來自于B．Benacerraf的研究。1963年，Benacerraf發現了免疫應答的基因(Immuneresponsegenes，Irgenes)。Ir基因與MHC基因座緊密連鎖，并編碼Ⅱ類H-2分子的α和β鏈。進一步研究發現Ir基因參與向輔T細胞遞呈抗原，并在輔T－B細胞相互作用中發揮重要的作用。此外，MHC對細胞毒性T細胞(CytotoxicTlymphocyte，CTL)的抗原識別功能起限制性作用，稱為MHC自身限制性。那么MHC自身限制性是如何發現的呢?1974年，兩位博士后研究員R．M．Zinkernagel和P．C．Doherty在澳大利亞國立大學Curtin醫學院邂逅相遇，因興趣相投，決定合作研究T細胞對病毒的特異性。他們發現病毒感染小鼠后，激活的CTL不能殺傷未感染或被不同病毒感染的小鼠。此外還意外發現CTL只能殺傷帶有相同H-2單體型的病毒感染細胞，而不能殺死感染同一種病毒但帶有不同H-2單體型的靶細胞。這是由于H-2基因型控制了T細胞的抗原特異性。那么，MHC的特異性是如何決定的呢?1987年，P．J．Bjorkman等首先借助X射線晶體衍射技術弄清了人Ⅰ型MHC分子HLA-A2的立體結構。例如，在介紹抗體之前，先介紹抗體研究過程中一系列震撼人心的發現:1890年，E．A．vonBehring成功用含有抗白喉毒素的動物血清治療白喉，開創現代血清療法的先河;1897年，P．Ehrlich提出了抗體與抗原相互作用的側鏈理論假說;20世紀20年代，M．Heidelberger和O．Avery發現抗體是蛋白質及抗原能被抗體沉淀;1937年，A．Tiselius發明了電泳技術，并通過電泳方法證明了抗體活性是存在于丙種球蛋白(γ球蛋白);1948，A．Fagreaus發現抗體是由B細胞產生的;1957年，F．Burnet提出了抗體形成的克隆選擇學說;1959年，G．Edelman和R．Porter解析了抗體的基本結構;1975年，S．Tonegawa從基因水平闡明抗體多樣性的遺傳學基礎;C．Milstein和G．Kohler發明了單克隆抗體技術，證實了Burnet的一個細胞克隆產生一種特異性抗體的假說。這些重大事件，見證了人們對抗體認識的不斷深化、不斷完善的過程。圍繞這些重大發現，我們不光看到了大師們敏銳的觀察力、豐富的想象力、強烈的懷疑和批判精神、震撼的創造力，也看到了大師們的冒險與探索精神。正是通過無數次艱難的探索，才建立了免疫學完整的知識體系，并造就了免疫學研究的輝煌。筆者認為，傳授科學知識固然重要，但介紹人類探索科學奧秘的過程也非常重要。因為通過介紹知識探求過程，可以讓學生感知科學探索歷程的艱辛與漫長，對培養學生探索和創新精神、提高科學素養有積極作用。在講免疫學知識探索過程時，還介紹了獲得諾貝爾獎的免疫學研究成果。自從1901年Behring第一個獲得免疫學諾貝爾獎到2011年B．A．Beutler，J．A．Hoffmann和R．M．Steinman獲得第111界諾貝爾生理學或醫學獎，免疫學研究一共創紀錄地十七次獲得了諾貝爾獎。通過介紹免疫學領域諾貝爾獎獲得者及其主要成果，讓學生了解免疫學的探索是一個充滿巨大挑戰與機會的領域，同時讓學生感受到探索科學奧秘的樂趣和喜悅，從而激勵學生從事免疫學研究的激情。與日常生活關聯對與日常生活相關的知識，學生自然感到比較貼近，學起來也有興趣。因此，授課時，注重將免疫學知識與學生生活實際相關聯。這是比較容易做到的，因為沒有一門基礎課像免疫學那樣與人體的健康密切相關。例如，免疫細胞的介紹比較枯燥無味。為了提高興趣，介紹血常規化驗單，讓學生明白掌握免疫細胞的分類與功能對看懂血常規化驗單有幫助。又如，介紹Ⅱ型超敏反應前，先提出:新生兒黃疸與新生兒溶血癥是怎么回事?并指出，要揭開新生兒溶血癥的秘密需要學習Ⅱ型超敏反應發生機制。又如，如果直接介紹MHC，學生可能會感到陌生，但對器官移植的排斥反應比較熟悉。因此在講MHC前，先提問:器官移植的排斥反應是怎么回事?并指出接下來講授的內容就是為了幫助學生從理論上理解這個現象。這樣，激發了學生學習MHC的興趣。
小結
第8篇：基因組學的概念范文
關鍵詞：中醫；哲學
doi： 10.3969/j.issn.2095-5707.2014.01.011
Philosophical Speculation on Traditional Chinese Medicine Development
Wang Songjun
（Institute of Health Service and Medical Information， Academy of Military Medical Sciences of Chinese PLA， Beijing 100850， China）
Abstract： This paper investigates some relevant problems in the development of Traditional Chinese Medicine（TCM） from the perspective of philosophy， which includes whether the Concept of TCM can be Translated in modern manner， whether Physical Ontology can be replaced by Relation Realism， whether the TCM theory can be reconstructed by systemic science or interpreted by complicated systemic science， whether genomics and proteomics can serve as straws for TCM， whether Molecular TCM and Pharmacology can save it， what is the real Modernization and Internationalizationof TCM and Pharmacology and which is the way for TCM study. It is suggest that the development of TCM is still unclear and merits further exploration.
Key words： TCM； philosophy
中醫科學性爭鳴的目的是為了尋找中醫的科學規律，更是為了遵循科學規律發展中醫。
1 中醫的“觀念”是否能夠被現代“轉譯”
其一是中醫的“整體觀念”能被現代“轉譯”嗎？整體地考察人的生命與疾病，無疑也是一種可取的認識方法。就像以信息論的方法來認識某個事物一樣，同樣可以忽略事物的結構性質，而僅以信息的產生、傳播、存儲、加工、分發、接收、應用、反饋等等環節為主要認識指針，來揭示事物的本質和規律。但是，無論以何種方式去認識事物，都必須以他人能夠理解和接收的方式來加以闡釋，并得到認同，才能成為共識。也就是說，科學的知識特征，可能具有獨特性；但是，科學的認識特征，不應具有孤立和排他性。無論對于現代科學，還是對待中醫而言，現代科學知識的豐富程度都毫無疑問地遠遠超過古代，以現代通用的科學語言將中醫闡釋為可為科學共同體理
和接受的概念、原理，為什么如此困難。到底是中醫自身的問題，還是這個“轉譯”過程的問題，還是根本就不能實現“轉譯”？
其二是中醫的“自然觀念”能被現代“轉譯”嗎？中醫強調宇宙萬物的共性及其相互聯系、相互作用，強調認識人的生命與疾病時需要聯系天文和地文，是非常難能可貴的。盡管相互聯系的哲學思想是正確的，但是，其比附方式和語言，是非常牽強附會的。而現代有些“中醫”，還在為證明這種比附的“正確性”而辯護，則是極為荒唐的。如果我們對經典甚至已經失去考究的態度、懷疑的精神和批判的勇氣，而將經典教條化，成為本本主義者、唯古唯經者，那么中醫也就真的沒有希望了。
其三是中醫的“實用觀念”能被現代“轉譯”嗎？中醫的豐富臨證經驗和大量醫藥實踐，之所以沒有成為集理論、方法、技術于一身，融基礎、應用、標準于一體的學問，與中國古代的科學技術發展水平有關，也與近代中國的科學落后有關，更與中醫接受近代和現代科學的程度有關。中醫確懷“究天人之際”的思想，但“通今之變”嚴重不足。 其四是中醫的“直覺觀念”是中醫學這座“大廈”在地基上的嚴重缺陷。只有當中醫的“陰陽”、“氣血”、“臟腑”、“經絡”、“五行”、“八綱”、“三焦”、“四診”能夠被現代科學所闡明并被證明科學理性，中醫才能真正地科學化，也才能現代化和國際化[1]。
2 “關系實在論”是否能夠替代“實體本體論”
有中醫學者從哲學基礎和物質科學的層次，深入探討了物質的“第一性的質”與“第二性的質”之間的關系，強調了以“關系實在論”代替“實體本體論”的必然性和必要性，并暗示了“關系實在論”是對中醫“關系”理論的哲學理論支持。這個問題既非常重要，又非常復雜，值得認真研究。
其重要性在于，它直接影響我們認識中醫的中心或“焦點”是應該放在“實體”還是“關系”，甚至決定中醫重大基礎理論問題研究的“重心”。其復雜性在于上述論述中有不少問題還沒有理清。一是，“以現代科學、數學和邏輯學的發展為基礎的關系實在論”與中國古代形成的中醫的所謂“關系”理論，是兩個完全不同的東西，既不同質，也不同類，也就是說，從邏輯學上講，既不可比較，也不可類比。現代的所謂“關系實在論”是能夠通過科學哲學的語言使人明白的“關系論”。而中醫理論的“關系論”則是不能夠通過現代科學哲學的語言使人明白的“關系論”。二是，“關系實在論”強調“第一性的質”和“第二性的質”之間的相互關系會發生變化，肯定“關系實在”的同時并不否認所有“關系”都是物質的屬性，也就是說，并非因為重視“關系”而忽視“實體”，相反，從認識論的角度看，能夠認識實體的應該、也必然是首先認識實體，而只有當不能認識實體或者實體模糊時，才通過相互聯系和相互作用去“認識”這種存在的“關系”，從而推論可能潛在存在的物質。三是，作者將“系統中心論是系統論的一個重要觀點”作為“科學研究的重心從實體轉向關系”的一條重要論據，值得商榷。因為科學系統論在強調“系統”的關系觀念的同時，并沒有忽視系統的結構，即所謂“部分”?？茖W系統論強調，必須至少從系統特征、系統結構、系統功能（以及結構與功能的關系）、系統環境、系統演化等方面去認識系統，才能算是“系統”地認識。因此，第四，“以關系為立足點，破實體本體論，貫徹非實體主義，的確是在新的歷史條件下回到了東方”的立論不能成立。“關系實在論”并非出于東方，其“以現代科學、數學和邏輯學的發展為基礎”也完全不同于東方思想，也就根本談不上什么“回歸”。
現代所謂的“關系實在論”對于我們認識中醫，可能是一個很好的可借鑒的思想方法；“關系實在論”可以作為“實體本體論”的認識論層面上的重要補充，但絕不是取代。就像認識西瓜可以直接認識和解剖認識，而沒有必要從種子、土壤、氣候、水分等去推想、猜測，但是目前認識宇宙爆炸卻只能根據有限的科學觀察和“關系”去推測一樣。不可能離開“實體”去表述“關系”。“實體本體論”與“關系實在論”并不矛盾，而且必須共存、互為補充。
那種所謂的“西醫就是將人看成機器”的認識，與將江湖騙子看成中醫代表的一葉障目、不見泰山，是同樣可怕的偏見?，F代醫學從來也沒有將不同的系統、不同的器官、不同的組織、不同的細胞、不同的基因、不同的功能大分子、不同的電解質和元素等，看成是毫不相干的孤立存在，即使在其發展過程中，現代醫學也一直坦然承認認識的局限性，并不否認相互聯系以及潛在聯系的可能，從不認為探索已經到頭，而是一直在進行不懈的探索。
3 能否以系統科學重構中醫理論
不少知名學者提出用系統科學思想重構中醫理論體系的設想。未來構建的所謂中醫系統論體系很可能是，中醫概念意義上的心、肝、脾、肺、腎等“藏象”似乎是系統的模糊結構，相生相克似乎是系統的結構功能關系，風、寒、暑、濕、燥、火等似乎是系統的環境影響因素，衛、氣、營、血等似乎是系統的層次，天時明晦、七情六欲等似乎是系統的狀態，如此等等。
但是，在哲學層次的問題仍然存在，即系統科學所謂的“系統結構”是否也還包括所謂還原論的認識論意義上的“結構”概念呢？如果是，那么“系統結構”仍然難以描述清晰，系統結構與系統功能的關系也就描述不清楚，所謂系統論也仍然無法系統地論，也就不是系統論。看來，要真正從理論上構建起完善的、經得起推敲的中醫學系統論體系，可能還需要相當長時間的研究探索，包括其系統結構、系統功能、結構與功能關系、系統特征、系統環境、系統演化等。
4 能否用復雜系統科學解釋中醫理論
朱清時院士于2006年11月提出“復雜系統科學與中醫學可以交匯”，“可以運用復雜系統科學和耗散結構理論證明中醫不僅是科學，而且其治病的有效性也是必然的”。朱先生對“五行”的比附和解釋都是極為牽強的猜測。
朱先生點準了中醫存廢之爭的穴位，即中醫以其固有的中醫理論體系去證明自身的科學性，其前提就是已經默認了五行學說的正確性。而中醫存廢之爭的關鍵恰恰是作為中醫理論基礎的五行學說自身是否有科學依據的問題。先生提出的耗散結構理論的四個條件或五個要素可以理解，但中醫的五行說為什么是五行，不是六行？有形部分為什么就單是金、木、水、土，沒有石？無形部分為什么偏是火，不是氣？氣在中國傳統文化中的出現頻度和地位恐怕都遠超過火，難道氣不重要？朱先生的這種論證，與他上面所批評的“從中醫的角度來說明其科學性”所犯錯誤相同，即以承認五行學說為前提，而不是論證為什么有五行學說。因此，朱先生所論證的命題仍然是一個假命題。至于稱“五個要素”與“五行說”和“五個器官”（應是“五臟”）的對應“這是科學的必然”，更是值得慎重考慮，似乎太過輕率。人體符合耗散結構的系統特征和復雜性的系統特征，并不等于“五臟”、“五行”和耗散系統“五要素”的類比正確，更不能說明“這是科學的必然”。將或然說成必然，不是科學精神所提倡的。
雖然用耗散結構理論和復雜系統科學來論證中醫理論的思想方法可能可行，也可能有效，既有助于我們用現代科學的思維方式去認識中醫，并有可能因此而清晰并鞏固中醫理論基礎，為中醫的現代化指出了一條值得認真探索的途徑，但是，定論還為時過早。
5 中醫藥的救命稻草是否是基因組學和蛋白質組學
自1999年3月在北京召開中醫藥與基因組學研討會以來，基因組學和蛋白質組學確實對生命科學領域的科學研究產生了重大影響，改變了基因-表達產物-疾病之間的線性相關研究，某種程度上促進了現代生命科學領域的復雜相關性研究的方法論的進步。中醫藥研究與基因組學、蛋白質組學、基因芯片技術等之間的結合也已成為中醫藥現代化研究的重要熱點領域。
值得深入探討的是，這樣的相結合研究所獲得的結果，以及這些結果所能發揮的作用，是否還符合我們對中醫藥科學研究發展方向的初衷，是否有助于中醫藥理論或其科學性的證實，是否有助于中醫藥科學理論的豐富，是否有助于中醫所謂的“以中醫理論為基礎的真正的中藥組方”的確證？還是在此結合中，中醫藥只是配角，僅僅起到提供一個最初的線索、一個初步的可能、一個大致范圍，而后來的研究指針、觀察指標、研究結果、結果闡釋、研究結論、結論應用、應用成果、產品方式、理論豐富等等，均與中醫藥無關，充其量是“受中國傳統中醫藥的某經典驗方的啟示，通過基因組學和蛋白質學等研究，精取其中若干種有效成分，研制成功治療何病的新藥，取得如何的經濟效益，甚至打入國際主流市場等等”。實際上，這樣的新藥已經不是中醫意義的中藥，也不能說明相關中醫臨證理論。至于相關的中醫理論是否正確，相關的辨證施治是否合理，相關的處方組合是否科學等等事關中醫的理論是否科學的若干重要問題，均無人關心，也無人回答，充其量“對中藥復方的作用機理的研究取得突破性進展”也還只是“驗藥”。如果如此，這還叫不叫中醫藥現代化？還能不能稱之為中醫藥研究的方向？
當然，對于從事新藥研發的藥學家和找藥人而言，從中醫藥傳統醫學寶庫中尋求靈感以發現新藥，這種藥學科學研究的思路是完全正確的，也是應該積極鼓勵的。但是對于以發展中醫藥為歷史使命的中醫藥仁人而言，則思考問題的角度并不能如此。既然我們已經找到了“中醫學與基因組學相結合”這樣一個結合點和出發點，我們也還需要以中醫藥自身發展為使命來定好期望目標，以期結果與初衷的一致。
中醫與中藥的確可以分而研之。事實上，中藥學應該也可以具有相對的獨立性，不必遙遙無期地等待中醫得到科學化的實證后再開展中藥現代化研究。但是，不能因此認為，這樣的中藥學研究就代表了中醫藥現代化，更不能說這就代表了中醫的現代化。
當然我們采取“首先實證中醫藥的實踐效果，然后再逐步闡明中醫藥理論的科學性”這樣的策略也是完全可以的。中醫藥的實踐效果對于實證中醫藥理論的科學性而言確是必要條件，問題是中醫藥的實踐效果能否成為反推中醫藥理論科學性的充分的邏輯需求？顯然是不能的，因為效果良好并不是證明方法正確、理論科學的充分邏輯。那么，如何才能“推動中醫藥現代化”呢？到底什么才是“中醫藥現代化”呢？是我們闡明了中醫藥治療某些重大疾病的機制，即為中醫藥現代化，還是證明中醫藥理論的科學性才算是中醫藥現代化呢？也就是說，我們中醫藥所面臨的重大基礎科學問題到底是，在中醫藥的支流上去尋找其與現代生命科學的共同交匯點，以“證明”中醫藥某些實踐效果的科學性；還是要從中醫藥的根本、起源、主流上去證明其科學性呢？
6 “分子中醫藥學”能否救中醫
仔細推敲“中藥作用的分子網絡調節理論”，存在太多疑問。根據已有中藥藥理和現代分子生物學知識，“中藥的藥效物質是有效分子組合”，“疾病和證候是分子網絡紊亂的結果和表現”，“中藥治療疾病和病證的作用機制是分子網絡調節”，即該研究的所謂三大支柱性的理論基礎并不玄乎。問題不在于這三點能否成立，而在于按照此技術路線和方法設想，能否真正揭示出哪些是有效分子組合？哪些則是無效分子？分子網絡到底是如何紊亂？紊亂成什么樣了？應該如何調節？而中藥的所謂有效分子組合又是如何調節的？這樣的調節是不是就是最佳調節？如何證明它就是最佳調節？……這樣一項研究的基礎和前提存在太多的不確定因素。即使我們能夠弄清并證明某復方的有效分子組合，也能夠證明其所謂有效分子組合確實能夠起到所謂的網絡調節作用，我們又如何能夠說明這些有效分子所發揮的調節作用就是并且都是治療所需要和期望的？有什么樣的調節是根本沒有必要的？還有什么樣的調節是必須的而又是有效組合所不具備的？如果我們不能證明這些，那么研究結果除了能夠證明某中藥復方確實存在一組分子，它們有些在體內發揮了作用，其中有一些是有治療作用的有效分子，它們在調節機體紊亂狀態中發揮了作用之外，對于此方是否科學，是否合理，不合理的原因是否是臨證辨證的醫理問題？即研究者所期望的所謂“以藥帶醫”，似乎并無太大幫助。
現代分子生物學已經闡明了多個分子針對一個靶點，以及一個分子針對多個靶點的現象存在，因此，“分子網絡調節的理論體系”其實并沒有什么太多的新內涵。分子網絡調節水平的藥物，主要依賴于分子生物學闡明分子水平的生命科學機制。中醫學作為一門科學的存在和發展，取決于其思想和理論的科學性得以證明，而非“分子中醫學”的建立和發展。中醫理論的科學性是中醫學一切分支、演化和派生學科存在的前提，離開中醫理論科學性的所有分支學科都是無本之末和空中樓閣。
7 到底什么才是中醫藥“現代化”和“國際化”
中醫藥的“國際化”與中醫藥“現代化”，在時間軸上是同步的，只是在空間軸上有不同。中醫藥的現代化更加強調首先解決科學性問題，而中醫藥的國際化則更加看重經濟性問題。當然，中醫藥的國際化必須以科學性為前提。因此，在中醫藥現代化的辯證中，更多的是定性的問題，而在中醫藥國際化的辯證中，更多地需要定量的說明。中醫藥的現代化是基礎、是前提，必須首先解決現代化問題，然后才能真正地走向國際化，否則仍然不是真正的國際化，而是被國際邊緣化、另類化。
中醫藥國際化涉及的問題不僅是產業規模和鄰國挑戰。何謂“國際化”，是國際市場貨架上擁有中藥即視為國際化，還是中藥出口比例達到多少才為國際化？是僅僅中藥能夠國際化，還是中醫科學必須國際化？還是不管你屬于中醫藥的哪個行當，誰能“國際”誰就“國際”？到底是中醫藥文化國際化，中醫藥消費者國際化，還是中藥標準國際化，中藥產品國際市場化？還是不管是啥，走出國門就都是國際化？
對于日本等國的研究而言，“中藥”產品是大事，它關系到市場和經濟效益；但是，對于中國而言，“中藥”產品是大事，“中醫”是更大的事，它關系到傳統、文化、情感，并影響科學、社會、政治。
中藥毒性是中藥現代化和國際化進程中必須高度重視的重大問題。對于中藥毒性，既不應該是因噎廢食的全否定，也不應該是我行我素的無所謂。從普遍意義上講，需要加強中藥的毒理研究，闡明有毒中藥的毒性成分及其應用控制；需要將有關毒性中藥的知識充實到中醫院校教育和中醫師繼續教育中去，以提高中醫臨證處方的安全性；需要將中藥毒性研究的最新成果充實到中國藥典中去，使其成為一種對中醫臨證處方的法律約束；需要加強中成藥的毒副作用的毒理學研究和質量穩定性控制和標準化控制，以提高市場中成藥商品的安全性；需要加強中藥和中成藥的藥品不良反應監測，及時發現問題以中止更大范圍的傷害事件發生；需要提高公眾對中醫藥的認識和相關知識素養，正確規范用藥。
“中藥基因組計劃”是新藥研發的一條現代化的可行途徑。但是，它是不是“中藥”現代化的“轉折點”、“里程碑”、“革命”和“重大戰略措施”，都還很值得商榷。“中藥現代化”的定義還很值得商榷，就連這一提法目前也仍然還存在許多爭議。首先，必須明確，雖然中藥也有單味藥治病，但它有別于植化單體藥。其次，中藥是指基于中醫理論臨證基礎上的方藥，而不是指中國的藥。再次，中藥的現代化，也不僅是幾個經典驗方的現代化。因此，中藥現代化必須建立在中醫理論現代化的基礎之上，如果中醫的臨證理論都不能成立，中藥的現代化也就不是中醫的中藥現代化。也就是說，真正的中藥現代化，必須首先是作為其基礎的中醫理論的現代化。當然，中醫理論的現代化面臨著更多的困難和問題，在此之前，中藥也并非只能坐等，可以、也完全應該、甚至必須嘗試開辟新的道路，但是，那只可以稱之為基于中藥材的新藥研發，而不是中藥現代化。
“本草物質組計劃”可以從現代生物學的組學角度去研究中藥、尤其是中藥復方的有效成分與治病的物質基礎，無疑是以現代方法證明中藥方劑科學性的有效途徑。對此，我是完全贊成的，但也許正是傳統中醫藥者所反對的。如果這一重大科學計劃的研究結果能夠證明某些方劑是符合現代科學的也還罷了，傳統中醫藥堅持者肯定會歡迎并以此證明自己的一套中醫科學如何有理有據。但是，如果證明某些方劑含有大量相反作用的成分，甚至毒性藥物成分，我們又當如何？你可以將其中的有效物質成分做成符合現代科學技術規范的藥物，叫一個新的名字，成為一個新藥，甚至打入國際市場，為國家的所謂新藥研發的原始科技創新和自主知識產權做出貢獻，難道你還能否定中醫藥方劑不成？你是能改造中醫藥經典的“六味地黃”，還是能改造“附桂八味”？那是經典，那是不容染指改造、甚至口頭批評的?！拔抑嗅t藥是按中醫的一套科學理論辨證施治的，你憑什么用你那所謂的科學來驗證或者改造我？”既然如此，那“本草物質組計劃”龐大的工程對于中醫理論的作用就需要認真思考了。雖然“本草物質組計劃”高舉中醫藥理論大旗，但其中并沒有一句真正涉及中醫理論。
從中醫藥傳統經典方劑中去尋找“新藥”的思路，是找藥人的一條可選的正確道路，但并不是中醫藥科學的出路。雖然中藥可以離開中醫而獨立存在，那樣的中藥也仍然是“中藥”，但已不再是“中醫的藥”，而是“中國的藥”。
中藥現代化研究，“本草物質組計劃”是一種選擇。中醫藥現代化何往？“本草物質組計劃”并非答案。中醫藥同仁仍然需要繼續探索。
2008年1月頒布實施的《中藥注冊管理補充規定》，出臺的目的是從政策層面給民族醫藥的藥品研制在現行藥品嚴格監管的法制體系上打開了一扇方便之門，使民族醫藥的藥品研制在國家監管體系內合法化，從而保護和鼓勵民族醫藥發展。該補充規定特別強調了“古代經典名方”、“中藥復方”、“主治為癥候”、“疑難病癥”等，坦然承認了民族醫藥區別于現代科學技術范疇下醫藥研發的自身特殊性，重點鼓勵民族醫藥在疑難雜癥和尚無有效現代醫藥治療手段的疾病防治方面進行探索，提示了所給出的政策“方便”缺口的有限性。該補充規定并沒有、也不能就其政策的科學性做出說明，也無法得到國際醫藥界的認同，也就是說，無助于其科學性和國際化進程。
8 中醫科學研究何去何從
既然中醫不能孤立于現代科學的“道”之外孤芳自賞，那么，中醫和現代醫學如何才能溝通并走向融合？必須尋找到能夠考量其理論、方法、技術、實踐、效果等的共同準則，而這個共同準則的基礎恰恰只能是科學觀。
中醫存廢之爭，實為中醫是不是科學之爭。要回答中醫是不是科學，必須首先回答科學是什么？什么才是科學？要回答清楚這兩個問題，必須重新檢視科學觀。
基于社會建構主義的科學觀，對于中醫而言，還很難以說清是福是禍。中醫是醫藥衛生資源獲取的自由競爭中的弱者，但同時也是行政保護轉化資源的享有者。
中醫藥體系是含有社會科學、自然科學、思維科學的混和體，其中有科學成分，有文化成分，也不必諱言有迷信成分。中醫藥體系的這種多元性，也必然地決定了其走向多向化，即一支走向科學，一支走向文化，而迷信則自生自滅。
與其將中醫藥作為一個大包裹，說文化不全文化，說科學不全科學，說迷信不全迷信，說不清、道不明，倒不如將這個巨大的“混和體”進行分離、萃取，將科學的成分劃歸科學，按照科學發展的規律，將其科學化、現代化，甚至于國際化，不斷發展、發揚、光大；將文化的成分劃歸文化，并且系統化，加以繼承；將迷信的成分，作為一種曾經的對人類文明、尤其是中華文明影響巨大的歷史存在，以文化遺產的形式加以保護，成為記憶。這也許才是中醫藥的最后歸宿，也是我們對于中醫藥的帶有強烈民族感情和現代科學精神的理性選擇。但是，更多的擔心是，這種看似理性的想法會不會因此而解構了中醫特有的所謂整體性和文化特性。
中醫藥現代化應該是讓現代人能夠理解中醫藥，讓現代人能夠認同中醫藥，讓現代人能夠接受中醫藥。那么，如何才能讓現代人能夠理解、認同、接受中醫藥呢？首先，要面向現代人，用現代人能夠聽懂、看懂、理解的語匯來詮釋中醫的思想、理論、方法和技術；其次，要面向而不是回避現代科學技術，證明中醫藥的科學性特征。現代醫學模式已經證明，任何醫藥都不僅具有科學特征，還同時具有文化特征。但是，任何醫學形式，僅有文化特征是不夠的，也是不可能被認同和接受的，必須同時具有科學特征。
目前的中醫藥現代化口號很響，決心很大，熱情很高，行動很亂。中醫藥科學研究的目的、使命、任務、方向、目標、重點、課題、途徑、手段、技術、工具、成果、應用、效益、科學價值、人文精神、哲學貢獻到底應該是什么？什么樣的成果才算得上是對國家科學技術進步發揮重要作用的科學技術研究成果？國家應該鼓勵、支持、獎勵、導向什么樣的科學研究和成果？如此等等，有太多的問題值得我們深刻思考。
9 中醫發展的道路仍需繼續求索
中醫的發展面臨著兩難。一方面是堅持以中醫理論為本體，才不致在發展中迷失自己，才能保證中醫體系不被解構。另一方面是在中醫理論本體的科學性未能達成共識之前，中醫的臨床實踐與臨床研究還得繼續，中藥的發展也不能停步。而這些不同方向的突破，事實上已經證明，它們并沒有、也不可能將中醫現代研究的方向，導向中醫理論體系本體的科學性研究。而中醫學發展最艱巨的任務恰恰就是中醫理論本體的科學性問題。以振興中醫、弘揚中醫為己任的廣大中醫藥仁人志士，是絕對不會僅僅因為從中醫藥“寶庫”中拿來一件寶貝而沾沾自喜的。也就是說，盡管受中醫經典驗方的啟示可以從組方的若干種成分中提取出有限的幾種有效成分研制成治療藥物，甚至“走向世界”，但是，像這樣的“中藥”并非中醫理論意義上的中藥，這樣的研究也無助于中醫理論本體科學性的證明，這樣的發展還不是中醫的發展。
中醫的發展必須開放。中醫的整體性不應該拒絕現代醫學的還原性，中醫的模糊性不應該拒絕現代醫學的清晰性，中醫的主觀經驗不應該拒絕現代醫學的客觀理據。開放就是從不拒絕到接納、吸收，再到融合。中醫的病機、病理、病因、藥理等現代研究，都還有相當艱巨的任務。無論是現代生物化學、生物物理學、免疫學、基因組學、蛋白質組學，還是現代藥理學、藥物化學、藥物基因組學，都可以為中醫、中藥的研究和發展所用。問題在于如何才能處理好“堅持中醫理論的本體性”與“以現代科學和技術為工具”這兩者之間的關系。也就是說，既要充分運用現代科學技術的手段，又要不背棄中醫理論的思想方法。這也恰恰是發展過程中的難題所在。
現代醫學應該、也需要給包括中醫在內的所有傳統醫學以更多的時間和空間，使其本著科學的精神，向著為人民健康服務這一共同目標，循著科學的道路，繼續在探索中發展。
中醫的科學發展，還需要繼續求索。
參考文獻
第9篇：基因組學的概念范文
“無聲的海嘯”
其實，這場糧食危機幾年前就已初露端倪。統計顯示，全球主要糧食價格自2005年來已上漲了80％多，特別是從2007年以來，全球食品價格指數上漲近1/3，創1845年以來最高值。糧食價格指數的上漲速度遠高于整體物價的漲幅，人人都感受到了糧價上漲帶來的壓力。
有關人士擔心，糧價上漲將引發新一輪通脹，從而引爆經濟危機，導致全球的社會危機，乃至全球性的動蕩。因為全球已有30多個國家面臨糧荒，有8.54億的人口，也即每8個人中至少有1個人，陷于饑饉。這其中，受到最大影響的國家是津巴布韋、厄立特里亞、海地、塔吉克斯坦、緬甸、尼日爾、塞內加爾等。這些國家的糧食主要依賴進口，糧價上漲后，國家沒有足夠的外匯購買糧食，所以政府不得不提高國內糧價，從而引發了中低收入者的強烈抗議和不滿，有些地區甚至因食品價格爆發了騷亂。
事實上，不僅窮國的糧食安全正受到致命威脅，一些發達國家甚至是像美國這樣的糧食生產大國，食品價格也在上漲。根據美國農業部的統計，2007年，美國雞肉批發價比上一年提高10％，雞蛋價格上漲21％，牛奶的價格也上漲了14％。美國有些城市甚至出現了搶購大米的熱潮。在此輪食品價格上漲中，歐洲地區食品價格上漲的勢頭同樣明顯。過去一年里，歐洲衡量小麥、食糖和玉米等8種主要農產品價格變動的指數上漲了10％。
據諾貝爾經濟學獎獲得者加里?貝克估計，如果食品價格上漲30％，發達國家民眾的生活水平會降低3個百分點；而貧困國家民眾的生活水平則會降低20個百分點。與糧價飆升相伴的是全球糧食儲備已降至歷史最低點。以大米為例，全球大米庫存量已跌至7520萬噸，創下上世紀80年代以來的最低點，僅為本世紀初的一半。
都是石油惹的禍?
按照聯合國糧農組織的統計，2007年，被直接作為人類食物的糧食僅占當年世界糧食產量的一半不到(10.1億噸)。全球消除饑餓所需填補的糧食缺口僅0.5億噸。剩下的糧食到哪去了?答案在行駛的汽車中。因為大量糧食轉化為了燃料。
僅僅兩年前，國際石油價格還處在每桶40美元的水平，如今已突破了120美元大關。為確保能源安全，糧食作為可替代能源進入人們的視野，特別是2007年12月，美國通過了新能源法案，將發展生物燃料等替代能源作為國策。其他國家亦紛紛效仿美國的做法，把用糧食制造乙醇作為重要政策加以推廣。2007年，全球用于生產燃料的糧食超過1億噸。恰恰是這1億噸，打破了世界糧食市場維持多年的供需平衡關系。2007年，全球糧食儲備總量已經下跌到3.09億噸，僅僅相當于54天的全球消費量，而1999年的全球糧食儲備水平相當于115天的全球消費量。
能源漲，糧食也跟著漲。更糟糕的是，用于生產乙醇的玉米漲價，帶動了農民將用于種植其他作物的耕地轉種玉米。因為玉米可以帶來更好的效益。其他作物的供應減少后，糧價自然上升。
另一方面，較高的石油價格使得機械化農業的生產和運輸成本上升。同時，化肥等石油下游產品也跟著漲價，進一步推高了農產品價格。有人曾計算過，用玉米生產乙醇能節省全球2％的石油消耗，但也同時造成糧價上漲30％左右。可以說，石油和能源價格的高企，影響了食品生產的整個價值鏈，帶動了其他領域的價格增長。
還有些專家認為，造成糧食價格上漲的根本原因是多方面的。除了前面提到的原因外，還包括：由于經濟發展與人口的增長，一些發展中國家對食品的需求更多，一個十分明顯的變化就是糧食的飼料化，從而造成糧食生產增速低于需求的增速。另有一些糧食出口國，比如澳大利亞和一些中歐國家，遭受到各種自然災害，導致糧食減產。再就是受國際投機資本的影響。美國次級債危機爆發后，美元貶值，一些投機性資本轉向商品期貨市場，在一定程度上放大了糧食市場的波動。同時，不斷上漲的糧食價格也使得很多國家對糧食出口采取限制性措施，這些都進一步導致國際糧食貿易量迅速下降，加劇了糧食供應的緊張局勢。
所以說，這種全球糧食安全問題在很大程度上是“人為的”。事實上，“我們的星球有足夠的糧食為所有人類提供充足食物”，但在分配上存在巨大的鴻溝。
突然發生的糧食危機，還和世界多年忽視農業有關。據說一個優質作物新品種從研究到實驗成功要花費10～15年時間，但在過去60年，全球糧食充足，沒有人想到要預防糧食危機。
誰來養活中國
上世紀90年代，美國世界觀察研究所所長萊斯特?布朗曾經提出，糧食安全是人類面臨的最嚴峻挑戰。到了2030年，由于人多地少、人口增長以及耕地消耗等原因，屆時，即使中國有足夠的外匯能夠進口所短缺的2億多噸糧食，世界范圍內卻沒有任何國家能夠提供這么多糧食?！?030年，誰來養活中國?”我國專家最后給出的答案是中國可以做到自己養活自己。
“糧食安全”的評價指標通常有糧食產量水平、庫存水平、進出口貿易依存水平、貧困人口溫飽水平等。聯合國糧農組織給出的糧食安全衡量標準有3點：一是國家糧食的自給率必須達到95％以上；二是年人均糧食達400千克以上；三是糧食儲備應該達到本年度糧食消費的18％，而14％是警戒線。
按照這一標準，2007年我國糧食總產量為5，015億噸，谷物凈出口為796萬噸，大豆凈進口3082萬噸，糧食(含大豆)的自給率超過95％：按13億人口計算，人均占有糧食在300～400千克之間波動；2006年期末庫存消費比約為35％，2007年期末估計約為40％～45％。
因此，目前我國不存在糧食安全問題。
具體來看，上表是我國去年幾大作物的一些基本情況。
另據國家信息中心最新預測，2008年我國稻谷產量將達到1.857億噸，較上年增長0.11％。從2005年至今，國內連續3年稻谷產量大于當年稻谷消費總量。
從目前的統計數據看，我國還不是缺糧國。
致命的局限
根據聯合國推算，2050年世界人口將達到i00億，滿足其糧食需求至少需要1999年的1.5
倍谷物數量。1991年谷物的種植面積為7.04億公頃，而2050年的谷物種植面積預計會減少至6.2億公頃。雖然谷物產量提高了1.7倍，達到28億噸，但人均年擁有的谷物不足280千克，低于我國目前人均糧食擁有量。雖然全球現今有10億人靠魚類獲取蛋白質，可減輕對糧食的依賴，但過度捕撈已使魚類資源減少了1/4以上，對環境的影響也不容忽視。
糧食繼續增產的壓力在不斷加大，難度也在增加。聯合國開發署等機構的報告說，2020年二氧化碳等溫室氣體的排放會增加45％～90％，使得2050年的氣溫將比現在升高1.5℃，2100年約升高3℃。農作物的適應性將面臨巨大的挑戰。最新研究顯示，當溫度上升到30℃以上時，稻米產量就會下降。英國前不久的一項實驗也證實，農作物在某些特定的生長階段，對于溫度的變化遠比人們想象的敏感。比如在授粉階段，即使承受高溫的時間只持續15分鐘，也會對授粉產生不利影響，從而降低產量。同時在此種條件下結出的種子，繁殖能力也會大打折扣。根據我國政府的氣候變遷報告評估，如果不采取任何行動，本世紀后半期，小麥、稻米和玉米產量將減少達37％。同時，全球淡水儲量將普遍降低，水質下降，會嚴重影響作物的灌溉。特別是受氣候變暖影響較大的亞洲和非洲。
為抵消氣候變暖給我國農業帶來的減產，有關專家認為，我國在2030年時可能需要增加1.5億畝耕地。因為我國在2030年的糧食產量會比現在少5％～10％，這相當于一年減少3000萬～5000萬噸。而我國的人口在2030年將達到15億的高峰。為了養活這新增的2億人，一年需要多消耗1億噸的糧食。
人們常說，中國以占世界7％的耕地養活了世界上22％的人口。我國耕地面積自1982年之后快速減少，到2007年國家不得不提出要保住18億畝耕地的“紅線”。同時，農村精壯勞動力大量向城鎮轉移，留在農村務農的基本為婦女和老人；另一方面，人民收入連年提高，飲食結構大幅變化，尤其是城市居民，對肉蛋奶等高蛋白食物的需求不斷增加。每個城市居民多吃一塊肉，就意味著生產上比原先多一份飼料需求。要知道，生產1千克雞肉需要2千克糧食，1千克豬肉要3千克糧食，1千克牛肉則需要8千克糧食。
從糧食作物種類和區域結構看，我國面臨的問題仍比較突出，小麥由前幾年產不足需轉變為產略大于需；稻谷由前幾年的產不足需轉變為產需基本平衡；玉米工業消費增長較快，將由以往供需平衡有余逐步向基本平衡轉變；大豆產需缺口擴大，需要通過進口來解決。糧食庫存品種結構與消費需求結構不完全適應，需要進一步改善。在區域布局上，我國糧食生產繼續向優勢區域集中，13個主產區糧食產大于需，余糧較多；7個主銷區糧食產不足需，糧食自給率下降，缺口較大；11個產銷平衡區糧食缺口亦有所擴大。
藏糧于科技
據聯合國糧農組織預測，未來世界糧食增產總量的20％來自播種面積的增加，約80％來自單產的提高，所以，我們必須大力推進農業科技進步，提高單產，提高復種，提高品質。
國家糧食局局長聶振邦年初表示，從長遠看，在耕地增長有限的前提下，我國糧食單產水平穩步提高的難度較大。果真如此，我們有沒有好的科技手段可以持續提高作物的產量?
辦法還是有的。那就是采用現代生物技術與常規育種技術相結合，培育有突破性的新品種，進而達到增產的目的。此外，化肥的普遍使用、薄膜技術的運用，以及一些現代農業技術的應用，也為糧食增產提供了潛力。其中，育種是根本。
2005年8月和今年2月，科研人員公布了水稻和玉米兩種最重要作物的基因組圖譜，幾乎定位了水稻和玉米中的全部基因組成?？茖W家認為，水稻和玉米基因測序工作的完成將使農業育種獲得重大突破，因為基因圖譜也許可以協助人們尋找新方法，幫助人類解決糧食生產問題。
進入上世紀80年代以來，作物育種的水平一直徘徊不前。人們分析后發現，這主要是由于育種親本遺傳基礎狹窄所致。因此如何高效持續地發掘利用種質資源中的優良基因，是迫切需要解決的重點和難點。
我們知道，每種植物都有各自不同的基因，而植物的每一種形狀特征和每種疾病都與處在不同位置的基因有關。植物的基因圖譜可以表明每條染色體中基因的具置，相當于為每種植物登記造冊一個帶有基因照片的“身份證”。
其實，自20世紀60年代以后，科學家就開始著手破譯生物遺傳基因的遺傳密碼。簡單地說，就是將控制生物遺傳特征的每一種基因的核苷酸的排列順序弄清楚。在搞清楚單個基因核苷酸排列順序的基礎上，進而有計劃、大規模地對重要生物體的全部基因圖譜進行測序和詮釋，并進行有目標的利用。
因為任何生物的全部遺傳構成都被稱為它的基因組，基因組研究因此也被稱作基因組學。在基因組學的促進與推動下，一種新的育種方法――分子育種誕生。分子育種基本上包括有兩類，一類是分子標記輔助育種，又稱分子標記輔助選擇；另一類是轉基因育種，也稱為基因工程育種。
分子育種的關鍵是從作物種質資源中鑒定、分離克隆出有重要價值的目的基因。因此目前世界各國都將研究重點放在種質資源的基因鑒定與分離方面，并展開了激烈的競爭，基因組圖譜可以為人們的這種研究工作提供幫助。它除了用于基因組序列測定外，還用于以下幾個方面。
基因定位，即借助基因組圖譜，找出各農作物上具有重要農藝性狀和經濟性狀的基因，如抗病基因、抗蟲基因、耐逆性基因、高含油量基因、早熟基因、光周期敏感基因、矮稈基因等。
基因組比較分析。即從分子水平了解物種間的同源性，研究基因組的進化和染色體的演變。
至于為何首先選擇研究水稻和玉米這兩種作物，研究人員也有自己的考慮。水稻在全球半數以上人的飲食結構中占80％。但隨著人口的增長，其產量必須在未來20年內增長1/3，才能滿足需要。利用功能基因組學的理論和手段，可為揭示水稻重要性狀的遺傳控制的分子機理，并為從基因組水平上對水稻實現遺傳改良鋪平道路。另一方面，與其他農作物相比，生產水稻需要耗費大量的水資源，生產效率低，受干旱的影響較大。根據測序得到的精確序列，科學家可以加速對傳統水稻的育種改良，培育出耐干旱、耐疾病以及能在寒冷氣候和高緯度地區生長的新型水稻品種，從而滿足日益擴大的糧食需求。而且，作為公認的模式植物，我們研究水稻的基因組，還有助于了解小麥、玉米等其他禾本科農作物的基因組，從而能夠舉一反三，帶動所有糧食
作物的基礎與應用研究。比如，利用水稻基因圖譜尋找控制白粉病和銹病這兩種農作物主要病害的基因。玉米基因圖譜的應用也與水稻類似。
可以預見，基因圖譜的研究和應用對農業生產的影響不僅是產量和品質，甚至是生產方式。科學家可根據水稻、小麥、玉米、高粱等作物的遺傳信息，從基因圖譜上獲得所需的基因，從而培育出新的良種，在產量、抗性、雄性不育等問題上獲得突破。
不過，從目前來看，常規育種仍是農作物應用最廣泛和最有效的育種途徑。但在常規育種最重要的一個環節選擇上，包括在親本選育和雜交后代的自交系選擇，將分子標記技術與常規育種相結合，將使選擇變得更準確、更快速、更廉價有效。
“東方魔稻”
盡管基因圖譜為我們提供了美好的前景，但也有學者認為，利用基因圖譜開展相關生產實踐，需要一個漫長的過程。如果基因圖譜不能馬上為我所用，在目前的生產中，超級雜交水稻或許是一個很值得期待的技術手段。因為“從播種到收割，只要4個月的時間，就能立馬看到效果”。
所謂超級水稻，是指比現有水稻品種在產量上有大幅度提高，并且兼顧品質優與抗性強的新型水稻品種。
上世紀60年代，世界主要產稻國通過廣泛推廣應用矮稈，高產品種，水稻大面積產量得到了大幅度提高，史稱“綠色革命”。我國繼通過矮化育種實現了水稻單產的第一次飛躍后，又于20世紀70年代應用三系法雜交水稻育種，實現了水稻單產的第二次飛躍。然而，此后出現的水稻品種產量潛力徘徊局面，一直到20世紀90年代中葉都未得到明顯改善，糧食安全問題再次受到了廣泛的關注。
為早日實現水稻單產的第三次飛躍，我國科學家于1996年提出實施水稻超高產育種(超級稻育種)設想，即采用理想株型塑造與秈粳雜種優勢利用相結合的技術路線，大幅度提高水稻單產。經多年努力，中國超級稻育種，尤其是超級雜交稻育種取得了重大突破，一些新組合在百畝、千畝連片規模上畝產700千克，小面積達800千克。
不過，近年育成的新品種(組合)的綜合性狀尚不盡如人意，其米質和抗性尚有待于進一步提高。換句話說，目前的超級稻在原有品質和抗性的基礎上，實現了產量潛力的突破，這僅僅體現了狹義的超級稻概念。要實現產量潛力、抗性和米質的全面提高，也即廣義的超級稻概念，現有常規技術已顯得不足，超級稻育種技術亟需分子技術來提升。
可喜的是，不久前，有報道稱，我國科學家破譯了超級雜交稻的遺傳密碼，并發現一些與稻米品質、光合作用等超高產因素相關的基因位點。這些關系到水稻高產、優質、抗性的重要基因位點和特殊基因位點的破譯，將會為超級雜交水稻的培育工作起到重要的作用。
告別廉價時代
近期，隨著各地谷物收獲并陸續流入市場，全球的糧食危機開始緩和，但聯合國糧農組織警告說，鑒于需求增加及出口限令，全球糧食大豐收依然無法讓糧價出現較大下跌，貧窮國家在糧食進口方面的預算費用仍難以下降。糧價短期內不可能跌回到以前的低水平，“廉價食品的時代結束了”。
