日 前，中國人類蛋白質組計劃全面啟動。“基因組學中微小的差異，在蛋白質組學中可以被千倍甚至幾近萬倍地放大?！眮喬鞍踪|組組織主席、中國科學院院士賀福 初表示，這一計劃的實施將對基因組序列圖進行“解碼”，進而全景式揭示生命奧秘，為提高重大疾病防診治水平提供有效手段。
解碼生命的“密鑰”
提起蛋白質，大家并不陌生。它是生物體內一種極為重要的高分子有機物，約占人體干重的54%。
不過，“蛋白質組”一詞卻鮮有人了解。其實，蝴蝶由卵變蟲、成蛹、再破繭成蝶，幕后“操盤者”并非基因組，而是蛋白質組?！?994年澳大利亞科學家率先提出蛋白質組這個概念，指某個時刻、某個組織、器官或個體中所有蛋白質的集合?！辟R福初說。
科學家們之所以對蛋白質組產生濃厚興趣，還要從人類基因組計劃說起。2003年4月，耗資27億美元、經由6國科學家歷時13年奮戰的人類基因組計劃，以人類基因組序列圖的繪制完成為標志，畫上了句號。
沒想到，更大的挑戰還在后頭——“科學界曾經認為，只要繪制出了人類基因組序列圖，就能了解疾病的根源，但是錯了”。國際蛋白質組組織啟動計劃主席薩姆·哈納什說，事實上，我們此時只了解10%的基因的功能，剩下的90%仍是未知的。
“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的執行體層次，揭示人類生、老、病、死的全部秘密?；蚪M序列只是提供了一維遺傳信息，而更復雜的多維信息發生在蛋白質組層面。”賀福初表示。
就 人體而言，各個器官的基因組是一樣的，而它們之所以形態、功能各異，正是其結構與功能的物質基礎——不同的蛋白質組在“操盤”?！熬拖裼蓟?，無論形態如 何變化，基因組是不變的?！避娛箩t學科學院放射與輻射醫學研究所研究員錢小紅說，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，就能夠表征人體可能處于某種疾病狀態。
“無論是正常的生理過程還是病理過程，最直接的體現是蛋白質以及它們的集合體——蛋白質組?！鄙鲜鰧＜覀儽硎?。“生，源于基因組；命，卻一定由蛋白質組決定。只有蛋白質組才能根本闡釋生命。”賀福初說。
獨辟蹊徑的“中國畫卷”
事實上，早在上世紀90年代人類基因組計劃成形之際，已有科學家提出解讀人類蛋白質組的想法。其目標是，將人體所有蛋白質歸類，并描繪出它們的特性、在細胞中所處的位置以及蛋白質之間的相互作用等。
《科學》雜志在2001年，也將蛋白質組學列為六大科學研究熱點之一，其“熱度”僅次于干細胞研究，名列第二。
不過，嚴峻的現實挑戰，讓這一想法遲遲停留在“紙上談兵”階段。“生物蛋白質數的差別大概是基因數差別的三個數量級左右，人類基因總數大概2萬多個，人體內的蛋白質及其變異、修飾體卻是百萬級的數量?！辟R福初表示。
不僅如此，人類基因組圖譜只有一張，而蛋白質組圖譜每個器官、每個器官的每一種細胞都有一張，且在生理過程和疾病狀態時還會發生相應改變。工程的艱巨性可想而知。
但困難并未阻擋住科學家們對其探索的腳步。1995年，首先倡導“蛋白質組”的兩家澳大利亞實驗室分別掛牌成立蛋白質組研究中心。隨后歐美日韓等國均有行動。
1998年初，從事基因組研究的賀福初敏銳地嗅到這朵夜幕后悄然盛開的“蓮花”，逐漸將精力投入到這個新興領域。
2001年，“基因組會戰”尚未鳴金，《自然》、《科學》雜志即發出“蛋白質組盟約”。同年秋，“人類蛋白質組計劃”開始孕育。
2002 年4月，賀福初在華盛頓會議上闡述“人類肝臟蛋白質組計劃”。同年11月，“人類血漿蛋白質組計劃”“人類肝臟蛋白質組計劃”正式啟動，賀福初擔任“人類 肝臟蛋白質組計劃”主席。其后兩年間，德國牽頭的“人類腦蛋白組計劃”、瑞士牽頭的“大規?？贵w計劃”、英國牽頭的“蛋白質組標準計劃”及加拿大牽頭的 “模式動物蛋白質組計劃”相繼啟動。
然而，很少有人知道，這種以生物系統為單元的研究策略醞釀之初飽受詬病。賀福初回憶，在華盛頓，中國人提出蛋白質組計劃必須按生物系統（如器官、組織、細胞）進行一種戰略分工和任務分割，一石激起千層浪，爭議四起。
“要想通過分工合作來完成全景式分析人類蛋白質組的宏大目標，必須以人體的生物系統作為研究單元和分工的規則。這個策略，10年來合者漸眾，不過目前仍存爭議，中國的先見之明可能得在下個10年成為不可阻擋的潮流?！辟R福初坦陳。
定位疾病的“GPS”
歷經10余年的努力，以賀福初為代表的中國蛋白質組研究團隊，在該領域向世界交了一份漂亮答卷：
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。2012年，張令強課題組研制出世界上首個能特異性靶向成骨細胞的核酸遞送系 統，提供了一種基于促進骨形成的全新骨質疏松癥治療途徑，向解決骨丟失無法補回這一醫學難題邁出了堅實的一步。2014年，張令強課題組首次在國際上揭示 泛素連接酶Smurf1是促進結直腸癌發生發展，并且導致病人預后差的一個重要因子……上述幾項成果均發表于國際頂級的《科學》、《自然》系列雜志。
還沒來得及分享這一喜悅，激烈的角逐又讓他們繃緊了神經。日前，英國《自然》雜志公布美國、印度和德國等合作完成的人類蛋白質組草圖。研究人員表示，這一成果有助于了解各個組織中存在何種蛋白質，這些蛋白質與哪些基因表達有關等，從而進一步揭開人體的奧秘。
“盡 管還有許多不完善的地方，但確實是蛋白質組學領域乃至整個生命科學領域，具有里程碑意義的科學貢獻?！敝袊茖W院院士饒子和直陳。中國科學院院士張玉奎指 出，雖然中國在蛋白質組的一些領域走在了世界前列，但國外有些團隊正快馬加鞭，我們不得不警醒，否則很快將被甩出第一陣營。
6 月10日，中國人類蛋白質組計劃全面啟動實施?！暗鞍踪|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。這個項目完成后，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?！?/P>
記者了解到，中國人類蛋白質組計劃第一階段，將全面揭示肝癌、肺癌、白血病、腎病等十大疾病所涉及的主要組織器官的蛋白質組，了解疾病發生的主要異常，進而研制診斷試劑以及篩選藥物。這將在2017年左右完成。
“這是真正的原始創新，也是中國能夠引領世界科技發展的重要領域之一?！辟R福初強調說。
