三問中國人類蛋白質組計劃

　　前不久，歷經多年論證、被譽為我國生命科學研究領域里程碑事件的中國人類蛋白質組計劃（簡稱CNHPP）正式在京啟動，來自清華大學、北京大學、中國科學院、軍事醫學科學院、解放軍總醫院、復旦大學等40多所高校、科研機構的近百名專家，共同見證了這一歷史性時刻。

　　蛋白質組計劃和基因組計劃有何不同？中國的蛋白質組研究在國際上處于什么位置？中國人類蛋白質組計劃將如何進行？

　　圍繞上述問題，本報記者獨家采訪了有關專家。

　　一問 為什么要搞中國人類蛋白質組計劃？

　　生，源于基因組；命，卻一定由蛋白質組決定。只有蛋白質組才能從根本上闡釋生命

　　相比“蛋白質組”，“蛋白質”一詞更為人們所熟知。它是生物體內一種極為重要的高分子有機物，占人體干重的54%，1838年由荷蘭科學家格里特首先發現。

　　基于此，1994年，澳大利亞科學家率先提出“蛋白質組”，意指某個時刻，某個組織、器官或個體中所有蛋白質的集合，是一個整體的概念。

　　科學家們之所以對蛋白質組產生濃厚興趣，還得從人類基因組計劃說起。2003年4月，經由6國科學家歷時13年奮戰的人類基因組計劃畫上了句號。

　　“科學界曾經認為，只要繪制出人類基因組序列圖，就能了解疾病的根源。但我們錯了。“國際蛋白質組組織首任主席薩姆?哈納什說，事實上，我們只了解10%基因的功能，剩下的90%仍是未知的。

　　“人們總以為蛋白質組計劃是基因組計劃的附庸或者說是子產品，這也是一個誤區。人類基因組計劃并不像事前所預期的那樣，能夠逾越蛋白質這一生物功能去揭示人類生、老、病、死的全部秘密，基因組序列只是提供了一維遺傳信息，而更復雜的多維信息則發生在蛋白質組層面。”國際人類蛋白質組計劃執委、亞太蛋白質組組織主席、中國科學院院士賀福初說，基因組和蛋白質組的關系，好比詞典與文章、元素表與化工廠。

　　“基因組學中微小的差異，在蛋白質組學中可以被千倍甚至近萬倍地放大，想要解密基因組，必須先系統認識蛋白質組。”賀福初認為。

　　他舉例說，人體各個器官如耳、鼻、喉、心、肝、肺，其基因組完全相同，不同的是蛋白質組。因此，不同器官形態、功能各異，是蛋白質組在背后“操盤”。

　　“就像蛹化蝶，無論形態如何變化，基因組是不變的。”軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所研究員錢小紅這樣比喻。在她看來，人的每一種生命形態，都是特定蛋白質組在不同時間、空間出現并發揮功能的結果。比如，某些蛋白質表達量偏離常態的高或低，就能夠表征人體可能處于某種疾病狀態。

　　“生，源于基因組；命，卻一定由蛋白質組決定。只有蛋白質組才能從根本上闡釋生命。”賀福初進一步解釋道，“蛋白質組，可以揭示疾病的發病機制和病理過程，發現新型診斷標志物、治療和創新藥物，可以全面提高疾病防診治水平。這個項目如完成，將揭示人體器官蛋白質組的構成，一旦哪一部位出現異常即可實現‘GPS定位’，進而找到針對性的診斷措施、干預措施和預防措施。”

　　二問 中國能搞人類蛋白質組計劃嗎？

　　以賀福初院士為代表的中國蛋白質組研究團隊，在該領域向世界交上了一份漂亮的答卷，在某些方面已走在全球前列

　　近代以來，中國先后錯過了多次世界科技革命的機遇。蛋白質組學研究，恰恰是我國生命科學中少數幾個能夠始終躋身世界前沿的科學領域。

　　據專家介紹，中國人類蛋白質組事業的發展，也催生了一系列大型研究基地和覆蓋全國的協作網絡。據不完全統計，目前包括中科院、教育部、衛生計生委、軍隊以及湖南、廣東、重慶、浙江等在內的省部級重點實驗室已超過10個。由賀福初院士發起，以軍事醫學科學院、清華、北大為代表的7家單位共同籌建的北京蛋白質組研究中心，于2005年被確立為“人類肝臟蛋白質組計劃”國際執行總部，成為一座世界級的“生命之都”。

　　此外，自2000年至2010年，中國累計發表論文2800多篇，位列全球該領域第四。值得一提的是，最近4年，中國在該領域發文量直線上升，歷史性地達到1000多篇，年度論文發表數已躍居世界第二（第一為美國），位居全國其他學科前列。

　　歷經十余年的努力，中國蛋白質組研究團隊向世界交上了一份漂亮的答卷：成功構建迄今國際上質量最高、規模最大的人類第一個器官——肝臟蛋白質組的表達譜、修飾譜、連鎖圖及其綜合數據庫；首次實現人類組織與器官轉錄組和蛋白質組的全面對接；在炎癥誘發腫瘤等方面，發現一批針對肝臟疾病、惡性腫瘤等重大疾病的潛在藥靶、蛋白質藥物和生物標志物。如，2008年，張學敏課題組首次發現炎癥和免疫的新型調控分子CUEDC2，可作為腫瘤耐藥的新標志物，從而為克服癌細胞耐藥提供了原創性的藥物新靶點和治療新思路。2010年，周鋼橋課題組“逮到”肝癌的易感基因，為肝癌的風險預測和早期預警提供了重要理論依據和生物標記……上述幾項成果均發表于國際頂級的《科學》《自然》系列雜志。

　　三問 中國人類蛋白質組計劃怎樣進行？

　　將分三個階段進行，計劃產生的大數據將全景式地揭示人體蛋白質組成及其調控規律，解讀人類基因組這部“天書”

　　世界蛋白質組學領域內的新一輪科技競賽已開始。中科院院士張玉奎指出，雖然中國在蛋白質組一些領域走在了世界前列，但國外有些團隊如今正快馬加鞭。這警醒我們：必須加快步伐，否則很快將被甩出第一陣營。

　　“逆水行舟不進則退，我們絕不能喪失已經取得的優勢。”賀福初說。

　　據悉，中國人類蛋白質組計劃將分三個階段展開。第一階段，全面揭示肝癌、肺癌、白血病、腎病等十大疾病所涉及主要的組織器官的蛋白質組，了解疾病發生的主要異常，進而研制診斷試劑、篩選藥物，力爭2017年左右完成；第二階段，爭取覆蓋中國人的其他常見疾病，提升中國人群疾病的防治水平；第三階段，實現人類更多疾病的覆蓋。

　　當前，全球每年產生的生物數據總量高達EB級（10的18次方比特），生命科學領域正在爆發數據革命。生物數據最大的是基因組數據，它完成后，蛋白質組數據無疑將成為更大、更重要和更核心的科學數據。我國已部署建設的蛋白質科學基礎設施將相繼投入運行，這是國際上最大的蛋白質組學研究基地，將有力支撐和推動中國人類蛋白質組計劃的實施和大數據的產生。中國人類蛋白質組計劃產生的大數據將全景式地揭示人體蛋白質組成及其調控規律，解讀人類基因組這部“天書”。

　　“這項計劃，是以中國重大疾病的防治需求為牽引，發展蛋白質組研究相關設備及關鍵技術，繪制人類蛋白質組生理和病理精細圖譜、構建人類蛋白質組‘百科全書’，為提高重大疾病防診治水平提供有效手段和中國生物醫藥產業發展提供原動力。”賀福初說，“我們首先看重科學價值，其次才是經濟效益，因為這是真正的原始創新，是中國能夠引領世界科技發展的重要領域之一。”（原標題：三問中國人類蛋白質組計劃）