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人类降钙素基因相关肽

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  • L-8900高速全自动氨基酸分析仪肽配方降钙素中氨基酸组成分析
    评价类似肽配方的质量之一是确认其组成氨基酸的种类及含量,本文采用日立L-8900高速全自动氨基酸分析仪,以药典规定的分析法(采用3μm色谱柱)测定了降钙素的氨基酸组成。测试样品采用市售的降钙素(鲑鱼)。  http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100322/s243938.htm 公司介绍:   天美(中国)科学仪器有限公司(“天美(中国)”)是天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)的全资子公司,从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。天美(中国)在北京、上海、等全国15个城市均设立办事处,为各地的客户提供便捷优质的服务。   天美(控股)是一家从事设计、研发、生产和分销的科学仪器综合解决方案的供应商。继2004年於新加坡SGX主板上市后,2011年12月21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298),成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极拓展国际市场,先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司和英国Edinburgh等多家海外知名生产企业,加强了公司产品的多样化。 更多详情欢迎访问天美(中国)官方网站:http://www.techcomp.cn
  • 2018年度9项生命科学的大事件
    p style=" text-align: center "    img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8981d658-c9fb-4ed9-bd0c-542c6d7a67cb.jpg" title=" 00.jpg" alt=" 00.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-indent: 2em " 在生命科学领域,每年都有很多让人发自内心感觉到“很酷”的有趣事件,当然也有惊人的新闻或奇特发现。今年,BioSpace网站也为我们整理了2018年9项生命科学的大发现,具体如下: br/ /p p   1、太空对同卵双胞胎的影响 /p p   美国宇航局宇航员Scott Kelly和他的同卵双胞胎兄弟Mark接受了一项为期一年的试验,目的是研究太空如何影响人体,并有所发现。Scott在国际空间站工作了一年,而Mark则在地球上度过了一年。在太空影响下,Scott现在的身高要比离开地球之前高出了2英寸。但更有趣的一个变化与基因表达有关。尽管Scott的身高在回到地球后恢复到了“正常”,但他基因表达的变化可能永远不会改变。Scott受到了在太空压力的影响,研究人员相信他7%的DNA已经永久改变了。 /p p   2、ARA101治疗花生过敏 /p p   总部设在美国加利福尼亚州的Aimmune Therapeutics公司发表了临床3期研究PALISADE的成功临床结果,该研究评估了药物ARA101对花生过敏患者的脱敏效果。据估计,美国有2.5%的儿童可能对花生过敏,自2010年以来,儿童对花生过敏的发病率上升了21%。ARA101含有12%的脱脂花生粉,总的来说,这种化合物在帮助4-17岁患者对花生蛋白脱敏方面效果很好,尽管超过95%的患者都有副作用,但几乎都是轻度或中度。只有2.4%的患者发生严重不良事件,两名患者因严重不良事件需要使用肾上腺素。 /p p   3、偏头痛预防药物Emgality /p p   美国FDA批准礼来公司预防偏头痛药物Emgality (galcanezumab-gnlm)。在这个市场上,礼来落后于安进和诺华的药物Aimovig(erenumab-aooe)以及梯瓦制药的Ajovy(fremanezumab)。它们都是一种新型药物,可以阻断降钙素基因相关肽受体(CGRP-R)。 /p p   4、全球首创TRK抑制剂Vitrakvi /p p   拜耳和Loxo Oncology研发的全球首创TRK抑制剂Vitrakvi(larotrectinib)被美国FDA批准用于治疗神经营养受体酪氨酸激酶(NTRK)基因融合的实体肿瘤。FDA局长Scott Gottlieb说:“这种新的肿瘤学治疗方法,它并不针对特定的身体器官中的癌症,比如乳腺癌或结肠癌。它的获批反映了在使用生物标记物指导药物开发和更有针对性地提供药物方面取得的进展。 /p p   5、中国克隆猴 /p p   中国科学院神经科学研究所的研究人员用大约20年前克隆绵羊Dolly的技术来克隆猴子。克隆灵长类是非常困难的,需要127个卵子才能产生两只活猕猴。虽然这一成果确实打破了克隆人类的技术障碍,但科学家们表示,他们并不会打算尝试克隆人。 /p p   6、 CRISPR基因编辑婴儿 /p p   来自中国深圳的研究者贺建奎用CRISPR-Cas9基因编辑技术来改变7对夫妇胚胎的DNA,这既是一个重大的科学报道,也是一个大新闻。这些夫妇中的所有男性都感染了HIV病毒。贺建奎利用这项技术改变胚胎的CCR 5基因,据称该基因能提供一些抗艾滋病病毒感染的免疫力。现已有一对双胞胎出生,另有一位妊娠者。这一消息遭到了全球的谴责,中国政府、美国国立卫生研究院(NIH)、美国莱斯大学(贺建奎研究的合作伙伴Michael Deem工作地)和中国南方科技大学(贺建奎此前隶属于该大学)对此展开了调查。 /p p   7、吃不胖的RCAN1基因 /p p   澳大利亚弗林德斯大学的研究人员对老鼠进行研究,去除了一种叫做RCAN1的基因,然后给它们投喂各种饮食,包括高脂饮食。结果显示,即使在几个星期内吃了大量的高脂肪食物之后,这些老鼠并没有增加体重。这项研究发表在《EMBO Reports》杂志上。 /p p   身体里有两种脂肪,白色和棕色。棕色脂肪燃烧能量,白色脂肪储存能量。研究发现,阻断RCAN1基因有助于将白色脂肪转化为健康的棕色脂肪。领导这一国际研究小组的Damien Keating说:“我们知道很多人为了减肥、控制体重而挣扎,这项研究发现可能意味着研制一种针对RCAN1基因功能的药物,能够获得减重效果。” /p p   8. 百岁海龟基因测序 /p p   耶鲁大学和西班牙奥维尔多大学的研究人员对加拉帕戈斯群岛的最后一只龟Lonesome George的整个基因组进行了测序,George已经一百多岁了。研究人员在《Nature Ecology & amp Evolution》杂志上发表了一篇文章,描述了George的基因变异与强大的免疫系统、有效的DNA修复和对癌症抗药性相关的初步发现。他们认为,研究可以帮助了解巨型龟的进化过程。巨型龟是启发达尔文的“物种起源”以及进化论、自然选择理论的关键,因为达尔文曾指出龟壳的形状是适应环境的结果。 /p p   此外,他们还对一只据说活了250年的阿尔达布拉巨龟Seychelles的基因组进行了测序。 /p p   9. 癌症的纳米级DNA标记物 /p p   多年来,研究人员一直在寻找一种跨越所有癌症的共同点,可将所有癌症联系在一起。澳大利亚昆士兰大学生物工程和纳米技术研究所(AIBN)的研究人员已经发现了一种似乎在所有癌症中都很常见的纳米级DNA标记物。这有可能被用于通常被称为液体活检的早期癌症检测,如果研究成功,可以为癌症的普遍治疗开辟新的途径。 /p p   科学家们研究了癌细胞基因组和健康细胞中的表观遗传模式,特别是寻找甲基基团。甲基,本质上是一个碳原子,有三个氢原子连接在一起,其根据多种因素(如来自母亲还是父亲遗传,各种环境变化,以及创伤和其他压力源)在基因开关中起作用。甲基分布在整个基因组中,但AIBN研究小组发现,除了“特定位置的强烈甲基基团”外,癌细胞的基因组往往缺乏甲基。研究人员将其命名为“methylscape”,并在他们所研究的每一种乳腺癌以及前列腺癌、结直肠癌和淋巴瘤等癌症类型中观察到了这一现象。 /p p   “我们检测到的几乎每一块癌症DNA都有这种高度可预测的模式,” Trau说,“这似乎是所有癌症的一个普遍特征,可谓一个惊人的发现。” /p
  • 人类胚胎基因编辑实验首获许可
    p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 2月1日,英国人工授精与胚胎学管理局(HFEA)首次批准了“在人类胚胎上使用基因编辑技术”的实验。研究人员将能深入了解健康的人类胚胎发育过程中出现的各种变化,并在此基础上改善体外人工授精培养的胚胎的发育质量,为不孕患者提供更好的治疗方法。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 据物理学家组织网报道,HFEA在一份声明中称,“我们的伦理委员会已经批准伦敦弗兰西斯· 克里克研究所凯茜博士更新其实验室有关研究的许可证,包括胚胎的基因编辑。” /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 凯茜花了数十年时间研究人类胚胎的发育过程,试图去了解最开始的那7天:一个受精卵如何发育成包含200到300个细胞囊胚。她说:“这些研究如此重要的原因是,流产和不孕非常常见,但具体原因尚不清楚。弄清楚这一过程中究竟发生了什么及哪里出了错,将对人类生命早期发展有更深入了解,或将提高体外受精成功率。” /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 凯茜博士打算使用CRISPR/Cas9技术对人类胚胎进行编辑,以减少研究中所需要的胚胎数量。CRISPR技术已经被证实比同类方法更加高效,她相信其团队能够使用该技术成功编辑10个胚胎中的8个。其研究使用的是生育诊所中体外受精后剩下的、捐赠于科学研究的人类胚胎。在经过研究后,这些胚胎会发育到7日后被销毁。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 此举可能会再度引发伦理问题,因为从去年4月开始,基因编辑人类胚胎在全球科学界就引起很大争议。爱丁堡大学动物生物技术教授布鲁斯· 怀特洛说,该项目应该可以“帮助不孕夫妇和减少流产的痛苦”。这所大学人口健康科学信息研究所的莎拉· 陈(音译)则指出,这项研究“触及到一些敏感性问题,因此,HFEA应仔细考虑到研究中的伦理问题。” /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp 总编辑圈点 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 去年,中山大学科学家利用CRISPR技术,修改了几个胚胎的地中海贫血基因,引发广泛关注,成为去年最大科学事件之一。CRISPR这一利器用于人类,引发伦理争议,看来是无可避免了。科学家在何种情况下能被允许操作人类胚胎,还会有长期的讨论交锋。但就像干细胞研究显示的,即使胚胎实验受阻,仍会有别的办法推进基因编辑技术在人体应用。 /p p br/ /p
  • 葛兰素史克30亿美元收购人类基因组公司
    美国人类基因组科学公司16日发表声明说,跨国制药企业葛兰素史克已同意将报价提升10%至30亿美元,用于将其收购。 据美国媒体报道,这一交易价格不包括人类基因组科学公司的现金和债务。葛兰素史克将获得人类基因组科学公司的新药和实验性药物的全部权利。葛兰素史克表示,这项交易将提高其2013年的核心利润,而且预计到2015年,至少能节省开支两亿美元。
  • 重磅!中国科学家将进行世界首个人类CRISPR基因编辑临床试验
    如今,中国科学家即将利用CRISPR–Cas9基因编辑技术将修饰后的细胞注入人体进行人类临床试验,这将是世界上首个在人类机体中进行的CRISPR试验。  进行这项研究的是来自四川大学华西医院(West China Hospital)的研究者Lu You(卢铀),他计划下个月在肺癌患者机体中检测利用CRISPR–Cas9修饰后的细胞的性能,这项临床试验已于7月6日获得了医院伦理审查委员会的批准审核。研究者卢铀,毕业于华西医科大学,长期从事肺癌和食管癌等胸部肿瘤放化疗和分子靶向治疗的临床与基础研究,肿瘤综合治疗及抗肿瘤新药临床试验研究。  来自宾夕法尼亚大学从事免疫疗法的研究人员Carl June表示,这或许是一项让我们很多人都非常激动的研究,同时也是一项将CRISPR–Cas9基因编辑技术推向人类临床试验的巨大进步。目前科学家们利用许多基因编辑技术来进行人类临床试验,其中包括研究者June进行的一项研究,他们当时利用基因编辑技术来帮助患者抵御HIV,June同时也是一项临床试验的科学顾问,这项研究计划利用CRISPR–Cas9修饰的细胞来用于癌症治疗。  上个月,由美国国立卫生研究院相关专家组成的顾问小组已经批准了这项研究计划,但该临床试验还需要得到FDA及大学伦理审查委员会的批准,美国的研究人员表示,他们将在今年年底开始这项研究计划。  无效的化疗  这项在中国进行的人类临床试验将会招募转移性的非小细胞肺癌患者和化疗、放疗及其它疗法相继失败的肺癌患者,研究者Lu表示,目前针对癌症的疗法选择非常有限,而基于CRISPR的技术或将为多种疾病的患者带来光明,尤其是那些每天需要治疗的癌症患者。  研究者Lu的研究团队将从招募的患者机体提取免疫细胞-T细胞,随后利用CRISPR–Cas9基因编辑技术敲除细胞中的特殊基因,该基因所编码的蛋白PD-1可以扮演细胞检查点的角色,其可以对细胞发起的特殊免疫反应进行检查,从而抑制健康细胞被攻击。CRISPR–Cas9技术可以同分子向导配对来识别出携带特殊酶类的染色体上的特殊遗传序列。  随后研究者在实验室中扩增被基因编辑的细胞,并将这些修饰后的细胞重新注入到患者的血液中,这些工程化的细胞就可以在患者机体中进行循环并且“游入”癌症组织中 即将在美国进行的临床试验也利用了类似的方法来敲除编码PD-1的基因,同时研究者还计划敲除第二个基因,并在细胞重新注入患者体内之前插入第三个基因。  去年,FDA批准就已经批准了利用抵御肺癌的基于两种抗体的疗法来阻断PD-1,但研究者很难预测这些抗体疗法能够阻断PD-1以及激活机体免疫反应的程度。相比较而言,以较大的把握来剔除关键基因阻断PD-1,同时通过扩大细胞的培养来增加反应的机会,这样或许比基于抗体的疗法效果要强很多,”来自纽约市斯隆凯特林癌症纪念中心的研究者Timothy Chan这样说道。  验证细胞  如今我们都知道,CRISPR技术可以对基因组中错误位点的基因进行编辑,但同时也会带来有害的副作用,来自华西医院的研究者Lei Deng表示,这项临床试验所使用的细胞将会由合作者之一的一家成都的生物技术公司进行检验和鉴定,从而确保修饰后的细胞在被注入患者机体之前其纠正的基因已经被敲除了。  由于这项技术可以靶向作用T细胞,而T细胞可以以多种非特异性的方式来介导多种免疫反应,因此研究者Timothy Chan担心,这种方法或许有可能诱导过度的自体免疫反应,从而使得细胞开始攻击机体肠道组织或者肾上腺及其它正常组织。如今研究人员从肿瘤特殊位点提取出了特殊的T细胞,因为这些T细胞可以特异性地攻击癌细胞 研究者Deng说道,该临床试验中靶向作用的肺癌肿瘤组织或许并不容易接近,如今我们将再次确保FDA批准的抗体疗法的作用,以使其不会产生较高比率的自体免疫反应。  研究者指出,目前进行的I期临床试验将会检测这种方法的安全性,Deng表示,我们将检测三种不同的剂量体系对10名患者的作用效果,同时我们计划逐渐增加患者的作用剂量,并且从一名患者开始进行研究,同时监测患者是否会出现副作用,并且密切关注患者血液中的标志物的水平,以此来揭示疗法是否在患者机体中发挥作用。  快速的声誉  研究者Lu说道,进行审核的过程花费了半年时间,同时我们还需要投资大量的时间和人力,其中包括同医院内部的审查委员会密切沟通,而且NIH对其它CRISPR试验的批准同时也加强了医院内部审查委员会对这项临床试验的自信。  来自北海道大学的研究者Tetsuya Ishii说道,如今中国在CRISPR技术上发展迅速,已经获得了相当大的声誉 据研究者Lu介绍,他们也将会快速推进这项临床试验,因为他们经历过对癌症患者进行的临床试验疗法。  研究者June并不惊讶为何中国的研究队伍可以在CRISPR临床实验上走在世界前列,如今中国对生物医药研究领域高度关注。Ishii指出,如果临床试验一开始就被纳入研究计划的话,那么在CRISPR基因编辑领域中国或许会将进行一系列临床试验 ,比如对人类胚胎进行首个CRISPR基因编辑试验,以及开发出首个CRISPR编辑的猴子。  2015年我国中山大学黄军就教授同中山大学附属第一医院的周灿权教授就在Protein&Cell发表了他们的援救成果,文章中他们利用 CRISPR/Cas9系统对人类胚胎基因组改造的研究结果,该研究一度引发了新一轮的伦理学争论。今年4月份,刊登于国际杂志the Journal of Assisted Reproduction and Genetics上的一项研究论文中,来自广州医科大学的研究人员利用基因编辑技术CRISPR/Cas9对人类胚胎进行了遗传性修饰用来抵御HIV,该研究也遭到一度热议。  最后研究者Lu说道,我希望我们是第一个进行这项临床试验的人,更重要的是,我们希望可以通过这项临床试验获得足够多的积极性证据。
  • 2020年人类表型组学研究进展回顾:相关技术助力新冠诊断
    人类表型组概念的诞生  过去十多年,基因组学的飞速发展带动人类对表型组学的关注。学术界逐渐认识到:更加准确、系统、高效地对表型进行定量化研究将成为未来生物学、医学及相关交叉学科领域的前沿方向。对于从高度浓缩的基因信息如何演化为最终复杂的表现形式,目前的研究还处于不断探究阶段。国际科学界发现需全面研究人类表型组,补充所需信息的另一半,并对基因、环境、表型之间的多层次的关联、整合以及三者的整体性进行研究。解决基因-表型之间的关联问题,将有助于实现疾病预防,提出针对性的健康维护方案,这将为医学带来进步动力,并支撑人口健康这一国家重大需求。  自2001年“人类基因组计划”完成,生命科学和医学研究进入“后基因组时代”。同时,随着对基因组、转录组、蛋白组及代谢组等的深入研究,相应组学研究应用而生,使得人们对生命科学有了全局、系统化的认知。表型的反映是最终生命动态变化的集合,是一个极端复杂的动态过程。人类表型组定义  基因和环境相互作用决定人体特征,人体特征即表型。表型组(Phenome)最初被定义为某一生物体的全部性状特征。随着人类表型组研究不断深入,表型组目前被定义为生物体从宏观到微观(即分子组成)、从胚胎发育到出生、成长、衰老乃至死亡过程中,形态特征、功能、行为、分子组成规律等所有生物、物理和化学特征的集合。  后基因组时代的战略制高点  众多专家研判,人类表型组将接棒人类基因组,成为后基因组时代的战略制高点。精密测量人体表型,全景解析人类表型组,将系统解构表型之间强关联,构建表型网络,打通宏观表型与微观表型间多维度、跨尺度关联,明确表型间跨尺度关联,是解析生命科技的重要线索,推动人类真正实现精准健康管理。人体多维度、跨尺度、高精度全面测量,将绘制大数据时代的生命科学“导航图”,探索人体小宇宙,为人类健康保驾护航。  人类表型组研究加速布局  美国、英国、德国等欧美发达国家已加速对人类表型组研究的科研持,近年来相关科研计划逐渐增加。美国人类表型组研究计划启动较早,2006年,美国加州大学戴维斯分校 MIND 研究所(MIND Institute at the University of California, Davis)已开展自闭症表型组研究计划(Autism Phenome Project)。此后,美国国家癌症研究所(NCI)组织成立临床蛋白质组肿瘤分析协作组(CPTAC),综合蛋白 - 基因组学的分析进一步阐明驱动疾病表型的基因突变,阐明肿瘤病理生理学以探索个性化、精准临床治疗 美国国家科学基金会 NSF 生物科学部(BIO)2015 财年预算将“根据 DNA 序列预测个体特性(基因组到表型组)”作为核心项目之一进行重点支持 美国国立心脏、肺和血液研究所 NHLBI 也推出 Trans-Omics(TOPMed)项目,收集全基因组测序和其他组学数据,并将组学数据与分子、行为、成像、环境和临床数据相结合,以改善对心脏、肺、血液和睡眠障碍的预防和治疗 美国 NIH 启动 TGAC 试点项目利用 ExAC 等项目的数据库,研究基因、基因变异对表型的影响 NSF 与 Simons 基金会合作,新建 4 个数学生物学中心,将数学观点引入到生物研究中,实现对生命规律的搜寻 NIH 下属国家人类基因组研究中心(NHGRI)最新建立的精准健康研究计划,重点对基因组数据进行向工程,使用“反向表型”(Reverse Phenotyping)即以基因型确定表型的手段分析基因大数据,利用前沿基因组和信息工具,开发和评估下一代健康护理方法,实现疾病诊断、治疗和预防的改进。与表型相关的健康科研项目在近年来也被不断推出,谷歌于 2017 年启动大型健康项目基线计划(Project Baseline),利用各种健康新工具,通过连续跟踪志愿者的微生物群、睡眠、锻炼和精神状态等多维度来搜集海量健康数据,从而绘制出人体“标准健康地图”,为疾病预测提供线索 美国国家医学院也于 2019 年启动健康长寿全球项目(Healthy Longevity Global Competition),寻求突破性创新以延长人类健康和改善晚年功能。  欧洲也相继出台人类表型相关科研计划。德国柏林查理特医科大学于2008年成立人类表型本体项目(Human Phenotype Ontology,HPO),采用本体工程学、计算机科学对来自医学文献的表型信息进行结构化归纳,提供了人类疾病中表型异常的标准词汇,并对表型相关词汇建立分层关系。英国作为最早兴建人类表型组研究平台的国家,也将人类表型组研究作为优先资助项目。2019 年 4 月,英国健康数据研究所发布一体化战略及 2019-2020 年度计划,将人类表型组计划列入优先行动,并启动国家表型组资源项目 MRC 2019 年度实施计划也将人类表型组作为推进基础科研探索的重点发展方向。  我国率先启动人类表型组研究计划,系统布局人类表型组研究。2015 年科技部基础性工作专项《中国各民族体质人类表型特征调查》布局了采集56个民族体质表型特征的基础工作 同年 5 月,上海市委、市政府发布的《关于加快建设具有全球影响力的科技创新中心的意见》,将“国际人类表型组”列入重大科技基础前沿布局。2016 年 4 月,国务院批准《上海系统推进全面创新改革试验加快建设具有全球影响力科技创新中心方案》,国际人类表型组被列入需布局的重大科学基础工程 同月,上海张江高科技园区启动“分子表型组国际联合中心”项目,成为上海张江综合性国家科学中心的重要组成部分 同年 6 月,上海市科委基础重大项目“人类表型跨尺度关联及其遗传机制研究”启动,聚焦基因—环境—表型的互作机制,系统测量中国自然人群的全表型谱特征,刻画健康和疾病人群的表型特征,阐明人类表型跨尺度关联的遗传机制,为全面推动人类表型组计划聚集力量并提供重要的预研成果 同年 8 月,上海市科技创新“十三五”规划将“国际人类表型组”列为推进原始创新重大突破的战略方向。2017 年 12 月,复旦大学联合中科院上海生命科学研究院、上海交通大学、上海市计量测试技术研究院申请的“国际人类表型组计划(一期)”项目被批准获得上海市首批市级科技重大专项资助。  “人类表型组”国际大科学计划  在国家、地区重点布局的同时,以复旦大学金力院士为代表的科学家团队也积极组织和布局“人类表型组”国际大科学计划。在上海市首批市级科技重大专项资助下,包含 20,000 个检测指标的自然人群表型测量已经开始,计划在上海实现示范人群 1,000 人全景测量,10,000 人应用示范测量。未来期望精密测量全球代表人群 5 万人,应用示范测量 50 万人。在同一技术标准,共享数据资源的分布型国际大科学计划模式下,绘制人类表型组“导航图”。  引领新一轮生命科学与生物产业革命  作为生命科学研究新范式,人类表型组研究必将通过策动原始创新、支撑精准医学、引领国际合作及激发产业变革等多方面引领新一轮生命科学与生物产业革命。  第一部分 人类表型组研究“奇点初露”  人类表型组研究进入高速发展期  人类表型组研究在近十年进入了高速发展期。人类表型组论文数量增速明显,2020 年人类表型组研究热度明显提升。以美国人类遗传学年会报告为例,围绕“表型组”、“基因组 - 表型组”、“全表型组关联分析”的报告在 2017 年仅有 15 篇,2019 年跃增至 59 篇,整合表型组学、基因组学的多组学方法对疾病进行综合分析,开展个性化治疗已成为学科关注热点。  表型组计划成为学界共识  2003 年,Nelson Freimer 和 Chiara Sabatti 在 Nature Genetics 上撰文倡议发起“人类表型组计划(The Human Phenome Project,HPP)”,倡议集合更强大、标准化及多样性的人类表型数据库,集成一系列科学学科,同时带动诸如美国国立卫生研究院(NIH)和英国维康基金会(WellcomeTrust)等公共机构、非营利机构以及生物制药与其他行业之间的合作。自人类表型组计划提出后,表型组研究的重要性逐渐成为学界共识。  2005 年 Science 杂志创刊 125 周年之际,公布了当代 125 个最具挑战性的科学问题,其中“遗传变异与健康关联”、“人的基因为何如此之少”、“什么基因改变造成了人类的独特性”等遗传与发育问题位居前列,这些问题的核心和瓶颈在于无法将基因、环境因素与表型进行关联。2010 年英国New Scientist 杂志盘点可能改变科学的 50 个想法,其中表型组(phenome)位列第 13 位,该文认为表型组是现阶段的科学研究重点之一,将带来巨大突破。2013 年,Nature 杂志评述探讨了蓬勃发展的各种组学的必要性,认为表型组对疾病相关表型信息进行系统梳理,可对医疗健康大数据起到“点石成金”的作用,前景非常光明。2016 年,美国国家科学基金会(NSF)在 Science 杂志发表文章为 NSF 未来几十年的发展描绘蓝图,提出六大科研前沿和三大机制改革建议,“理解生命的规律:预测表型”位列第三。2018 年,Nature 杂志技术展望,“连接基因型和表型(Linking genotypeand phenotype)”被列为 2018 年度可改变生命科学研究的技术领域之一。2019 年 Science 杂志以“从基因型到表型”为题出版特刊,对基因型与表型的关系进行了分析与总结。2020 年Nature Review Genetics 杂志以“遗传学和基因组学的未来之路”为题刊登述评,美国科学院院士、国家医学科学院院士、印度国立科学院院士 Aravinda Chakravarti 将“解码多因素表型”列为未来方向之一。  除了以上学界述评反复强调表型组重要性,各学科也纷纷认识到表型组研究的重要性。2012 年,全球最大的人类遗传学会议——美国人类遗传学年会 ASHG 上召开了为人类表型组计划做准备(Getting ready for the Human Phenome Project)主题的人类变异组计划论坛(The 2012 Forum of the Human Variome Project),明确了建立人类表型组计划的必要性和可行性。此后,ASHG 年会上基于表型组学、基因组 - 表型组和全表型组关联分析(PheWAS)的研究逐年增加。2019 年 Nature 杂志刊发人类疾病遗传学简史综述,系统回顾了人类疾病遗传学发展的里程碑事件,提出:要充分发挥基因组学的潜力,需要在多个方面进行持续的协作努力,以确保基因突变与表型图谱更为详细,全面地了解疾病,为将来临床治疗转化提供依据和靶点。2020 年心血管领域顶级杂志 Circulation 刊登专家意见,提出流行病学仅能对于心血管疾病风险进行中度预测,而表型,如影像学的加入可系统确定其风险,表型测量对心血管疾病风险预测更有意义。  各国加速投资人类表型组研究平台设施  1996 年欧洲启动了罕见疾病及相关药物等信息的 Orphanet 知识库建设,对 1000~2000 个罕见疾病表型标准术语达成统一,并于 2000 年启动建设了 Orpha.net,以其详实权威的罕见病资料,成为患者、医院、各大研究机构和制药公司的首选信息提供者和合作对象。  英国对于表型研究的布局较早,早在 1999 年就提议建设英国生物样本库(UK Biobank)并于 2007 年启动。该样本库向研究人员提供其所采集的包括人类表型在内的材料,是英国迄今以来规模最大的健康研究项目之一。2012 年,英国医学研究理事会(MRC)宣布与英国国家健康研究所(NIHR)合作建立 MRC-NIHR 表型组研究中心(MRC-NIHR Phenome Centre)。这是世界首个表型组中心,使用 2012 年伦敦奥运会药物代谢检测实验室设施,为研究人员探索疾病特征,开发新药和治疗方案创造了良好条件。用于人类、动植物表型筛选的英国国家表型筛查中心(National phenotypic screening center, NPSC)为生物学家提供了验证表型分析的机会。  2012 年 11 月,美国国立卫生研究院(NIH)下属国家生物技术信息中心(NCBI)宣布启动一项名为 ClinVar 的公共免费数据库,用于支持开展人类基因型 - 医学重要表型关系的研究。  2014年,德国建立结构系统生物学中心(CSSB),通过使用“超级显微镜”,如正负电子储存环 PETRA III 期设施(PETRA III)和未来 X 射线自由电子激光试验装置(XFEL),研究生物样本的微观表型进而分析疾病的表型和分子基础。  澳大利亚也于 2019 年布局了澳大利亚国家表型组中心(ANPC),由默多克大学(Murdoch University)领导,研究基因、环境和生活方式对人类和动物健康的复杂相互作用和影响。  各国纷纷布局作为基础的战略性大队列  大队列是人类表型组研究的基础。目前,基于大型队列研究系统采集人类表型,研究环境与基因共同作用下人类疾病的发生、发展情况已被学界广泛接受。过去十年,世界各国对大型队列研究高度重视,多个国家将其作为重要战略性科研方向投入大量资金。英国和美国的精准医学计划都将其作为主要资助方向。我国队列研究启动较早,于 2007 年成立的泰州队列是我国最大的人群队列之一,队列规模 20 万人,持续跟踪 13 年,基于表型组研究搜集了 150 万份生物样本。  进展一 大型队列研究成果斐然  英国大型前瞻性队列研究 UK Biobank(UKB)于 2006 年 3 月启动,是迄今世界上已建成的最大规模人类信息资源库,共收集了五十万人的健康数据和生物样本。从 2010 年开始,UKB 陆续对参与者进行了多项数据采集,并于 2016-2017 年先后开展生物标记物分析、医学影像研究及大规模基因测序计划,皆已取得较大进展。截至 2020 年,基于该队列数据库的成果显著,已发表科学论文1500 余篇,其中有 131 篇发表在顶级科学刊物上 在人群健康监测方面,基于 UKB 数据已发表《UKB 癌症数量报告》、《UKB 恶性肿瘤概要报告》和《UKB 死亡概要报告》,并利用数据分析为英国公共卫生提供了多项政策建议。  成立于 2007 年的泰州队列是以我国泰州市 500 万居民为框架人群建设的大型自然人群队列,旨在研究遗传因素、环境因素及其交互作用与重大慢性疾病的关系。该队列由多学科参与,兼顾流行病学基本要素,系统采集生物样本,注重各种临床表型的采集。截至 2020 年泰州队列基线人群已达 20万例,参与者每人采集 1000 多个表型、上百种暴露资料,持续跟踪 13 年,收集了 150 万份生物样本。泰州队列作为我国最大的单一地区生物样本库,累积了 PB 级的健康医疗大数据资源,是国际领先的高质量、高标准的人群资源。基于泰州队列的研究发现,对于结直肠癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌等 5 种常见恶性肿瘤,在达到现有临床确诊金标准之前,甚至在病人出现自觉症状前,早期的癌症信号——微量肿瘤甲基化就可被无创检测。“泰州队列”框架下系统设计的子队列——“泰州脑影像队列 (Taizhou Imaging Study)” 近年来已开展了农村社区无症状脑小血管病 (cerebral small vessel disease, CSVD) 患病情况、危险因素,及其与认知障碍、步态异常等疾病表型的关联研究,为相关疾病提供临床干预策略。基于泰州人群的队列调查,阐明了饮酒与食管鳞状细胞癌高风险的关联机制,并证实了老年人、女性、不吸烟不饮酒者口腔卫生指标较差,食管鳞状细胞癌发病风险增高。  进展二 深度表型测量的系统医学成为健康医疗新范式  随着现代医学的发展进步,疾病谱发生了巨大改变,导致死亡、残疾和生活质量下降的全球慢性病成为医疗保健系统的沉重负担。系统生物学创始人 Leory Hood 院士及合作团队提出一种预测性、预防性、个性化和参与性(P4)的医学新方法,包括“量化健康”和“阐明疾病”两个基本概念,即 P4 医疗模式。多位专家呼吁将应用深度表型测量(Deep Phenotyping)的系统医学作为医疗保健新模式,即把人体看作一个多层次网络,利用整体方法破译人体健康和疾病的复杂生理状况。颠覆范式的系统医学利用大数据深入、密集和动态的人类表型分析可为个人提供“科学健康”支持。深度表型及系统医学已应用于胃肠道肿瘤、多发性骨髓瘤、妊娠期新生儿及孕产妇2 型糖尿病代谢综合征预防以及个人健康管理等方面。  进展三 人类表型多组学分析已应用于个性化医疗与健康管理  动态的个体化多组学整合分析(Integrated Personal Omics Profiling,iPOP),主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和自身抗体等多种组学,精准测量和描述人体临床表型和分子表型,由斯坦福大学 Snyder 教授提出。健康和疾病状态下的各种分子成分和生物学途径存在广泛动态变化,iPOP 可以用于解释个体的健康和疾病状态,对不同个体进行精准诊断和分析,实现精准医疗。相关的便携式生物传感器在管理健康、诊断和分析疾病方面有积极的作用,摆脱了传统社区保健服务的地理限制。iPOP 提出近十年,有妊娠、糖尿病、太空飞行健康风险、个体健康管理等多个研究方向,并被证明在个体健康管理和疾病预防、早期诊断等方面有重要的参考价值。  利用大数据方法长期追踪表型多组学数据,综合基因测序和表型多组学数据进行个性化综合分析,可及时发现临床可诉性健康问题。2019 年 Nature Medicine 杂志报道了斯坦福大学先锋队列研究,在长期跟踪 109 位参与者(2-8 年不等),绘制每位参与者个体生物学基线后,发现了超过 67 项可述健康问题(如代谢紊乱、心血管问题、传染病、炎症、癌症症状等),为个人提供潜在健康问题的可治或可控建议。该研究证实,长期持续收集人类表型组数据并应用人类表型多组学分析,可比当前医疗保健建议的年度性健康检查更全面、及时地揭示健康问题并改善健康状况。  第二部分 人类表型组计划加速迈进  我国率先启动人类表型组研究计划,同步启动人类表型组平台建设。2017 年在“国际人类表型组计划(一期)”框架支持下,复旦大学成立人类表型组研究院,研究院位于复旦大学张江校区,总面积达 4000 平方米。目前复旦大学已预研建设了全世界首个跨尺度、多维度人类表型精密测量平台,覆盖 15 个领域 2 万个表型检测指标,包括国内一流、国际领先的蛋白质组与代谢组等分子表型分析平台以及包含 3D 成像和 fMRI 研究设施的体质、结构功能表型平台,可一站式集成测量从微观到宏观多个尺度的人类表型。中科院马普计算生物学所建立了一系列整合功能性组学数据及生物网络分析的计算分析平台,为表型组学相关研究提供了数据整合、疾病相关网络分析、数据预测推断等系统及分析工具。上海国际人类表型组研究院正自主开发表型组信息数据共享与处理云平台,该平台已经通过初步测试,将尽快完成并向全球科学界开放试用。  在平台建设的同时,我国科学家也致力于推进人类表型组国际大科学计划。2015 年 5 月,复旦大学金力院士倡议发起并组织召开了“国际人类表型组研究”香山科学会议,提议发起国际人类表型组计划。2016 年 5 月,在国际遗传工程和生物技术中心(ICGEB)的资助下,复旦大学在上海组织召开“2016 年度谈家桢遗传学国际论坛暨首届国际人类表型组大会”,复旦大学金力院士、美国系统生物学研究所 Leroy Hood 院士、英国帝国理工 Jeremy Nicholson 院士三位科学家共同发起了启动“国际人类表型组研究计划”的倡议,奠定了我国在国际人类表型组研究中的话语权。2018 年 10 月,复旦大学牵头举办第二届国际人类表型组研讨会,“人类表型组计划国际协作组”和“中国人类表型组研究协作组”宣告成立,初步明确“人类表型组”国际大科学计划的实施路线图、合作机制和组织架构,为国际人类表型组大科学计划在全球范围正式启动实施迈出了最关键的一步。2018 年 12 月,“中国人类表型组研究协作组标准与技术规范工作组”在复旦大学正式成立,来自复旦大学、中国计量科学研究院(简称“中国计量院”)、中国电子技术标准化研究院、上海计量测试技术研究院和中电集团等单位的二十三位计量和标准化领域专家担任工作组成员,工作组此后努力推动国际组学大数据质量控制学会 (MAQC Society) 中国分会成立,并向 ISO 申请成立“人类表型组技术委员会”。2018 年 11 月 1 日,复旦大学获批了上海市科委“一带一路”国际联合实验室项目——“丝路人类学”国际联合实验室,为推动人类表型组国际大科学计划打下基石。“2019 年金砖国家大学联盟首届全体大会”上金力院士做了主旨演讲,通过开展人类表型组国际合作,倡议金砖国家人类健康共同体,标志着“人类表型组”国际大科学计划进入一个新的里程碑。  复旦大学于 2019 年牵头成立的新型研发机构上海国际人类表型组研究院,是组织实施人类表型组国际大科学计划的战略科技力量与核心研究平台,致力于建成推进人类表型组大科学计划的国内外协调机构、战略性科研力量和高质量转化平台。目前,中国人类表型组研究协作组(HPCC)共吸纳 77 名协作组委员,其中院士 26 位,联合国内 33 家高校科研院所、22 家三甲医院和 5 家国内知名企业 国际人类表型组研究协作组(IHPC)联合来自 17 个国家、21 家科研机构的相关领域顶级专家,理事中含各国院士 10 位。  2020 年 10 月 24-26 日,第三届国际人类表型组研讨会第二届中国人类表型组大会暨中国生物物理学会表型组学分会年会在上海举行,会议以“表型组时代的人类健康”为主题,多位国内外院士、专家等重量级学者应邀出席大会并发表演讲。国际人类表型组研究协作组全体理事会议上与会科学家达成重要共识:人类表型组大科学计划在近期应优先聚焦“新冠肺炎和其他重大疾病的表型组学研究”、“表型组研究技术体系与科研基础设施构建”以及“表型组学研究中的标准操作程序(SOPs)”三大方向稳步推进,指出人类表型组研究优先发展方向。  第三部分 对新冠防护做出重要贡献  揭示新冠肺炎临床特征  2020 年 1 月 24 日新冠疫情早期,王辰院士、高福院士等人联名在The Lancet(柳叶刀)杂志在线发表评论文章,系统总结新型冠状病毒疫情的进展情况,同时指出将来临床和基础科学研究的方向。同期柳叶刀杂志上曹彬教授及王健伟教授团队报道了首批 41 名因 2019-nCoV 感染转入武汉定点
  • 华大基因人类基因组测序启用27台SOLiD4系统
    深圳华大基因研究院(BGI)与Life Technologies 公司近日共同发布新闻,宣布其在应用SOLiD 4系统进行人类全基因组测序中的合作关系。华大基因作为全球最大的基因组学研究中心之一,将添置27台SOLiD 4系统。该组高通量测序仪的测序能力可以在一个月内实现50个人类全基因组的测序工作。   深圳华大基因生产部门副总裁李京湘在接受媒体采访时表示,SOLiD 4 系统的加入,使华大基因能够为合作伙伴提供更加快速、准确、高效的全基因组测序服务。基于SOLiD 4 系统进行测序,华大基因可以保证人类全基因组测序30x的覆盖度,100Gb的数据量,可比对数据的准确度达到99.9%。这些高质量数据以及信息分析结果将有力地支持合作伙伴的研究需求,实现他们的研究目标。
  • 天壤之别!胚胎基因编辑伦理不容,另一项基因编辑技术却在造福人类!
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日刷爆朋友圈的不仅是抗癌“神药”Vitrakvi& reg 的问世,还有一则是首例基因编辑婴儿的诞生! /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 来自中国深圳的科学家贺建奎向外界公布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 她们的基因已经经过人为修饰,能够天然抵抗艾滋病。消息一出,舆论哗然,遭到百余位中国科学家发表联署声明谴责,国家相关部委对此已经做出回应,对违法违规行为坚决予以查处! /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/bfe6a416-98de-499b-bf93-960d34dd0bf9.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 541" height=" 230" style=" width: 541px height: 230px " / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 人类生殖细胞的基因编辑可能诱发非常严重的伦理问题,即被改写的生殖细胞会影响其子孙后代,甚至随着现象的普及、改变整个人类的基因池。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 因为存在高风险,基因编辑技术并未在人体上广泛应用。过去有少数科学家曾在人类早期胚胎上进行实验,但只是停留在胚胎阶段。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2003年颁布的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》规定,可以以研究为目的,对人体胚胎实施基因编辑和修饰,但体外培养期限自受精或者核移植开始不得超过14天,而此次“基因编辑婴儿”如果确认已出生,必将引起一场轩然大波!& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 引发轩然大波的基因编辑到底是一种什么技术? /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中国农业大学生物化学与分子生物学系教授吴森向中新网记者介绍,DNA结构被发现之后,科学家需要通过一项技术去研究每个基因的功能,基因编辑技术便于上世纪80年代后期应运而生。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 当时,基因编辑技术被称作基因打靶技术。科学家以小鼠作为模型,通过基因打靶的方法改变小鼠的特定基因,借由观察其表型或者行为变化,研究这个基因的功能。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基因编辑技术实际上是基因打靶技术的“升级换代”。“基因编辑是一种重构基因序列的手法,就像一个制作精良的橡皮擦,能针对出了毛病的基因,进行精准的‘擦除’。”同济大学医学院教授、同济大学丽丰再生医学研究院执行院长高正良这样评价基因编辑的作用。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 吴森表示,在过去30年里,基因打靶技术在基础科学研究领域和生物医学领域的用途非常广泛,做出了很多有价值的研究,包括在肿瘤治疗领域中的CAR-T技术(嵌合抗原受体T细胞免疫疗法)等。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 为什么CAR-T不违背伦理? /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " CAR-T技术实质上也是一种基因工程技术,但是为何不违背伦理?很重要的一点是,该技术是通过对体细胞(即免疫细胞)而非体细胞进行基因编辑,遗传基因不会发生改变,对于人类子孙后代不会造成影响。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据欧洲药品管理局资料,CAR-T疗法先后须经专利药品委员会、高级治疗委员会和欧盟委员会批准后方可获得临床应用。在中国,同样需要相关职能部门审核通过,才能进行临床试验及应用。我国的CAR-T细胞治疗研究虽然较国外整体起步较晚,但后期发展突飞猛进。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 从2012年我国首次在clinicaltrial.gov上登记CAR-T细胞临床试验以来,我国每年新注册的CAR-T项目以数倍的速度爆发式增加,目前我国在clinicaltrial.gov上登记的CAR-T项目超过170项,已经超过美国的103项,成为世界上CAR-T细胞临床试验注册数量最多的国家,文末有招募信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/280c8040-d0e2-4a0e-84d7-d65c14acf8b6.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 457" height=" 374" style=" width: 457px height: 374px " / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " CAR-T是一种什么样的技术? /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " CAR-T疗法是一种通过T细胞基因改造实现肿瘤靶向杀伤的免疫治疗技术。它通过基因转导技术,把识别肿瘤相关抗原的单链抗体和T细胞活化序列的融合蛋白表达到T细胞表面,经过纯化、体外扩增和活化,输注回患者体内,对抗肿瘤。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 全称为(Chimeric antigen receptor T-cell therapy)嵌合抗原受体 T细胞疗法,本质上一种肿瘤基因疗法,也是免疫疗法。对于这个中文名您一定还是一头雾水,即便中文名也是看不懂。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 首先,我们必须先对T细胞有初步的认识,T细胞是一种免疫细胞,负责保护身体免于外来病原的攻击。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 而身体裡面的T细胞有又分很多种,其中一种名为细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell),它的功能主要是辨识异常的细胞,分泌细胞毒素(如穿孔素、颗粒酶素B),并消灭这些异常细胞。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " CAR-T疗法,简单来说就是,我们在原本无法辨识癌细胞的T细胞上,装上一个名为CAR(嵌合抗原受体)的雷达。如此一来,经过改造的T细胞就会像导弹一样,精准的定位癌细胞位置,并将这些癌细胞杀死。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这样的技术,开启了细胞疗法新的扉页。将来,面对不同的癌症,只要找出适合的雷达-CAR,我们就能请T细胞代劳,替我们对抗癌症。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 原理讲完了,再给您介绍下CAR-T的治疗流程,很easy。 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1、分离:从癌症病人身上分离免疫T细胞。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、修饰:用基因工程技术给T细胞加入一个能识别肿瘤细胞并且同时激活T细胞的嵌合抗体,也即制备CAR-T细胞。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3、扩增:体外培养,大量扩增CAR-T细胞。一般一个病人需要几十亿,乃至上百亿个CAR-T细胞(体型越大,需要细胞越多)。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4、回输:把扩增好的CAR-T细胞回输到病人体内。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5、监控:严密监护病人,尤其是控制前几天身体的剧烈反应。& nbsp /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/5f16e10d-c481-41a8-9337-3ed0d9b85536.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前,已经有两项CAR-T技术获得美国FDA批准上市。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2017年8月,FDA批准诺华的CAR-T疗法Kymriah(tisagenlecleucel)上市,用于治疗罹患B细胞前体急性淋巴性白血病(ALL),且病情难治或出现两次及以上复发的25岁以下患者,这是人类历史上批准的首款CAR-T疗法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 紧接着,2个月后,FDA宣布批准了Kite Pharma公司开发的用于治疗特定类型大B细胞淋巴瘤成人患者的CAR-T疗法Yescarta(axicabtagene ciloleucel)上市。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " CAR-T疗法无疑已成为肿瘤免疫治疗领域中新的国际研究热点。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong CAR-T在肿瘤治疗领域有何贡献? /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 提到CAT-T治疗,最出名的就是在2012年被Carl June博士用来治愈了6岁的小女孩Emily Whitehead后,由此被认为是最有希望攻克肿瘤的手段之一,迅速引发了全球性的研发热潮。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2012年至今,6年过去了,6岁的小女孩已经长成12岁亭亭玉立的少女,那么,Emily的现状怎么样呢? /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/9fa16f1c-61a5-4c42-afe6-1d1af37da321.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 572" height=" 337" style=" width: 572px height: 337px " / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 今年8月份,家人刚刚为她庆祝了十二岁生日。除了曾经患过白血病之外,Emily与普通的孩子并无区别,脸色红润,头发蓬松,与小伙伴们在海滩上嬉戏,显得生气勃勃。根本无法想象在6年前,她是一名晚期癌症患者。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 她是第一个接受CAR-T治疗的孩子,在治疗的早期临床试验中被认为是一种危险的治疗方法。而如今CAR-T已经获得FDA批准用于临床肿瘤治疗后,Emily成为治疗效果的象征,CAR-T疗法的新型癌症免疫疗法挽救了她的生命,并为数以千计的白血病患儿接受该治疗增加了信心。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 中国首例!CLL1新靶点CAR-T治疗10岁转化型急性髓系白血病女孩获成功 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 广州市妇女儿童医疗中心血液肿瘤科张辉主任团队结合现有治疗手段和经验,并根据小慧白血病细胞的免疫分型特点,大胆尝试了CLL1新靶点的CAR-T临床试验性治疗。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据悉,CAR-T技术用于急性白血病治疗,已有多个成功案例,但针对CLL1靶点的CAR-T治疗,在全国尚属首次! /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 治疗两个月后,小慧体内的大部分白血病细胞被成功清除,目前已进入观察期,只需定期复查即可。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如果顺利度过了18至24个月的观察期,小慧有望和美国的Emily(全球首位接受CAR-T治疗急性淋巴细胞白血病的儿科患者)一样被彻底治愈,恢复健康。(来源:金羊网)& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 中、美CAR-T临床试验招募信息 /span /strong /p p style=" text-align: justify " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 美国 /span /strong /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 1、EGFR806 CAR T细胞免疫治疗儿童和青少年复发/难治性实体肿瘤 /span /p p style=" text-align: justify " 小儿实体肿瘤:生殖细胞肿瘤、视网膜母细胞瘤、肝母细胞瘤、Wilms肿瘤、横纹肌样瘤、骨肉瘤、尤文肉瘤、横纹肌肉瘤、滑膜肉瘤、透明细胞肉瘤、恶性周围神经鞘瘤、增生性小圆细胞肿瘤、软组织肉瘤、神经母细胞瘤 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:西雅图儿童医院 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:36 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2021年10月& nbsp /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 2、CD19 + CAR T细胞治疗淋巴恶性肿瘤 /span /p p style=" text-align: justify " 肿瘤类型:白血病、淋巴瘤 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:MD安德森癌症中心 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:30 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2021年12月& nbsp /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 3、EGFR-vIII CAR-T细胞用于复发性GBM治疗 /span /p p style=" text-align: justify " 肿瘤类型:脑胶质瘤 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:杜克癌症研究所 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:24 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2021年12月31日& nbsp /p p style=" text-align: justify " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 中国 /span /strong /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 1、CAR-T细胞在间皮素阳性实体瘤中的应用研究 /span /p p style=" text-align: justify " 肿瘤类型:成人实体瘤 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:解放军总医院 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:10 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2019年11月& nbsp /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 2、恶性肿瘤的自体CAR-T / TCR-T细胞免疫治疗 /span /p p style=" text-align: justify " 肿瘤类型:B细胞急性淋巴瘤、白血病淋巴瘤、骨髓性白血病、多发性骨髓瘤、肝癌、胃癌、胰腺癌、间皮瘤、结直肠癌、食道癌、肺癌、胶质瘤、黑色素瘤、滑膜肉瘤、卵巢癌、肾癌 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:郑州大学第一附属医院 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:73 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2023年3月1日 /p p style=" text-align: justify " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 3、研究评估CAR-T治疗儿童复发或难治性神经母细胞瘤的疗效和安全性 /span /p p style=" text-align: justify " 肿瘤类型:复发或难治性神经母细胞瘤 /p p style=" text-align: justify " 入组医院:南京儿童医院 /p p style=" text-align: justify " 复旦大学附属儿童医院 /p p style=" text-align: justify " 入组人数:22 /p p style=" text-align: justify " 截止日期:2020年9月 /p
  • 世卫呼吁建立人类基因编辑全球注册制度
    p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/83ba5944-232d-411d-8b2a-b865ae29611b.jpg" title=" 0.jpg" alt=" 0.jpg" style=" text-align: center " / /p p style=" text-indent: 2em " 为世界卫生组织(WHO)提供建议的一个专家委员会于3月19日表示,“迫切需要”建立一个透明的全球登记制度,旨在列出所有与人类基因编辑相关的实验。WHO当天在瑞士日内瓦宣布,将在未来两年内与相关利益攸关方广泛协商,制定一个强有力的人类基因编辑国际治理框架。 br/ /p p   此前两天,由研究人员和生物伦理学家组成的人类基因编辑全球治理和监督标准咨询委员会在日内瓦举行了会议,会议达成了一个广泛共识,即“在这个时候,任何人继续进行人类生殖系基因组编辑的临床应用都是不负责任的”。 /p p   该WHO委员会联合主席Margaret Hamburg在当天举行的媒体电话会议上表示:“我不认为一个含糊不清的禁令是我们需要做什么的答案。”Hamburg曾任美国食品和药物管理局局长,目前在华盛顿特区美国国家医学院任职。其他几个有关基因编辑的备受瞩目的声明和报告也避免使用“中止”这个词,尽管它们同样强调,这项技术仍有太多的风险和未知因素,无法将其用于生殖系修饰——这种修饰可以将改变传递给下一代的精子、卵子或胚胎,即使这些修饰的目的是预防危及生命的疾病。 /p p   Hamburg强调,该委员会有一个“更广泛的责任”,而不是简单地宣布中止人类基因编辑研究。他们计划在未来18个月里展开“深入研究”,进而阐明全球标准,并创建一个“强有力的国际治理框架”,最终“负责任地管理”这一强大的技术。 /p p   Hamburg没有提供关于提议的登记制度的细节,比如由谁来操作它。但他表示其中应该包括生殖系实验和不那么充满伦理色彩的研究,这些研究以不可继承的方式修改人类基因组。 /p p   目前有十几个争议较小的此类实验正在进行中,这些实验使用CRISPR和其他基因组编辑器修改所谓的体细胞,而不是生殖细胞,并已被列入由美国国家医学图书馆运营的ClinicalTrials.gov等在内的注册中心。Hamburg解释说,委员会希望科学论文的出版商和此类研究的资助者应要求他们接受或支持的工作进行注册。Hamburg说:“对我们所有人来说,更好地了解正在进行的研究是很重要的,我认为这将创造出研究界更多的责任感。” /p p   据悉, strong 该委员会将向WHO总干事提交建议,后者将最终决定是否采取行动。 /strong /p p   WHO总干事谭德塞在一份声明中说:“基因编辑为改善人类健康带来了新的前景,但同时也伴随着一些伦理和医学上的风险……(WHO)希望汇集一些世界最优秀的专家,就这一复杂问题提供指导。” /p p   按计划,该委员会未来两年内将与包括患者群体、民间团体、伦理学家、社会学家等在内的利益攸关方进行一系列面对面和网络磋商,就制定人类基因编辑国际治理框架咨询意见。WHO强调,这一框架应具备可扩展、可持续的特点,并适用于国际、地区、国家及地方各个层面。 /p p   委员会还一致同意, strong 应创建人类基因编辑研究的“中央登记体系”,以便为正在开展的工作建立一个开放、透明的数据库。委员会要求WHO立即着手开展这一工作。 /strong /p p   此外,委员会还邀请所有参与人类基因编辑研究的人员展开讨论,以便更好地了解技术环境和当前的治理安排,并为相关科研工作提供帮助以确保其符合当前科学和伦理的最佳做法。 /p
  • Illumina新品将临床相关基因一网打尽
    Illumina公司近日宣布推出TruSightOne SequencingPanel,能将所有临床性状相关基因一网打尽。这个测序panel囊括4813个基因中的62000多个外显子,使用MiSeq或HiSeq2500测序,VariantStudio软件全自动分析,全部工作可在短短4天内完成。 有了它,临床研究实验室可扩展现有的目录,简化流程,或创建一个完整的测序选项组合,并享受到生产力提高,错误减少,且成本降低。而这仅仅是开始。据Illumina介绍,未来将继续缩短流程时间,并进一步减少手工操作时间。 目前时间 将来时间会进一步缩短 TruSight One SequencingPanel靶定4813个与已知临床表型相关联的基因,侧重于含有致病突变的外显子区域。基因组靶点是根据多方面的信息确定的,包括人类基因突变数据库(HGMDProfessional)、在线人类孟德尔遗传目录(OMIM)、GeneTests.org网站、Illumina TruSight panel及其他市售的测序panel。Illumina综合这些来源的数据,确保TruSight One panel覆盖目前临床研究背景下关注的所有基因。 而VariantStudio分析和报告软件进一步增强了TruSight One的力量。为了配合这一新品,VariantStudio将提供新的功能,扩展注释和过滤能力。这些新功能包括支持以家庭为基础的过滤(母亲、父亲、孩子和兄弟姐妹),提供变异分类,产生易于使用的报告。此外,TruSight One Sequencing Panel还能产生几十块虚拟的subpanel,以满足临床研究人员了解疾病遗传基础的需求。 TruSight能够靶定与癌症、肿瘤、心肌病、遗传病及小儿自闭症相关的基因 Illumina公司转化和消费者基因组学业务的高级副总裁Matt Posard表示:&ldquo Illumina正转向一个简单的流程,这将大大缩短从样品到报告的周转时间。有了TruSight One Sequencing Panel和VariantStudio的增强功能,Illumina为临床研究人员提供了一个简单且经济高效的解决方案。&rdquo 英国剑桥大学医院遗传学实验室的主任Stephen Abbs谈道:&ldquo 我们的遗传学实验室处理越来越多的请求,对被认为引起遗传病的大量基因测序。TruSight One Sequencing Panel的广泛覆盖和高性能让我们能利用简化的实验室流程来开展这些分析,并提供全面、高质量的测序服务。&rdquo
  • 人类基因组测序或将只需数分钟
    来自伦敦帝国理工学院的科学家正在开发一种技术,它能够在几分钟内完成个人基因组的测序,且费用比目前的技术要低得多。研究人员已经将这项原型技术申请专利,其研究成果发表在近期的《纳米快报》(Nano Letters)杂志上。   在这个新研究中,研究人员证明能在50nm孔中利用电荷高速推动DNA链。当DNA链出现在芯片后面时,它的编码序列被一种电极隧道接头(tunnelling electrode junction,生物通译)读取。电线之间的2nm间隔支持一种电流,它能与每个碱基的不同电信号相互作用。然后,一台强大的计算机能够解析碱基的信号,以构建出基因组序列。   一直以来,因纳米孔测序的高速和高通量,它被认为是DNA测序技术的重大进步。在典型的纳米孔实验中,生物分子在电力驱动下穿过一个外加电场的纳米孔。这导致孔内离子电流的特征性阻断。通过分析,能提取出有关分子性质的一些信息,如长度、成分以及与其他分子的相互作用。但是,目前基于粒子电流阻断或荧光的检测似乎还缺乏时空的分辨率,不能获得结构信息。   而另一种基于DNA的隧道运输的检测方法有望打破这些限制。因其源于量子力学,隧道电流随距离迅速衰减,从而提高空间分辨率,还提供了分子的特异性。   帝国理工学院化学系的Emanuele Instuli博士解释了研究时面临的挑战:&ldquo 直到现在还很难精确对齐接头和纳米孔。此外,对这种尺寸电线的改造接近原子规模,实际上已达现有仪器的极限。然而,在实验中,我们能够让两个铂电线进入电极接头,其间隔足够小,让电流能够通过。&rdquo   研究人员通过隧道光谱学鉴定出有功能的隧道装置,随后第一次证明能在纳米孔平台上同时进行隧道检测和DNA分子的离子电流检测。这是迈向超快DNA隧道测序的重要一步。   与现有技术相比,这项技术有几个明显优势:纳米孔测序很快、很简单 硅芯片比目前使用的一些易损材料更耐用,它们能够处理、洗涤、并重新使用很多次,而完全不会折损其性能。   作者之一,化学系Joshua Edel博士谈到:&ldquo 与目前的技术相比,这个装置能够带来更廉价的测序:只需几美元而已。我们还未试过全基因组测序,但是初期实验表明理论上能够在几分钟内完成人类基因组的全基因组扫描。它显然快得多,更可靠,且有望放大成一种装置,每秒钟读取1千万个碱基。&rdquo
  • 专家共议《感染相关生物标志物临床意义解读专家共识》
    p   感染性疾病是严重的公共卫生问题和造成人类死亡的重要因素。大多数感染性疾病只要得到及时、准确的诊断,并给予科学合理的治疗,都有可能在相对较短的时间内彻底治愈。感染相关生物标志物的检测对感染性疾病的辅助诊断、判断预后、确定抗感染疗程与连续监测方面都有较大帮助,甚至能在一定程度上帮助区别引起感染的致病原。 /p p   近日,在南京举办的《感染相关生物标志物临床意义解读专家公识》(以下简称《共识》)媒体专访会上,中国人民解放军总医院呼吸科主任解立新教授、解放军南京总医院呼吸病研究所所长施毅教授以及浙江省人民医院检验中心主任周永列教授从不同角度对《共识》内容进行了全面、深入的解读。 /p p    strong 感染生物标志物PCT与IL-6 辅助感染性疾病诊疗 /strong /p p   “感染性疾病不能仅靠症状、体征、影像学表现作出判断,优选良好的感染相关生物标志物对于帮助临床鉴别感染与非感染、动态评价疾病严重程度和预后、指导抗菌药物的合理使用具有重要意义。”解立新教授指出,“优选感染标志物应具备的特性包括:灵敏度高,可以在感染早期即发生显著变化且不受非感染因素影响 具有高特异性,能够区分病原体类别,鉴别是否为细菌性感染 能够辅助评估感染严重程度和预后,监测治疗应答,并指导抗菌药物的使用等。” /p p   传统的细菌感染生物标志物包括外周血白细胞(WBC)、红细胞沉降率(ESR)、中性粒细胞碱性磷酸酶(NAP) 积分、内毒素水平等,其或因影响因素较多、特异性不高,或因操作相对烦琐,目前临床价值有限且已不再广泛应用。C-反应蛋白(CRP)是目前在临床广泛应用的细菌感染生物标志物。作为敏感的炎症指标,CPR检测快速、便捷,其升高幅度与感染或炎症严重程度呈正相关 CRP检测还可辅助区分细菌感染和病毒感染。 /p p   此外更值得关注的是,更多优秀生物标志物如降钙素原(PCT)、白细胞介素6(IL-6)等近年也逐步在临床上开始应用,具有广阔的应用前景。施毅教授指出:“PCT作为目前临床常用的重要细菌感染生物标志物,参考意义较大 IL-6检测的相对优势则在于急性感染的早期发现。” /p p   PCT是一种功能蛋白,是降钙素合成过程中的中间产物,是无激素活性的降钙素前肽物质。《共识》指出,PCT对严重细菌感染的早期诊断、判断病情严重程度、预后、评价抗感染疗效、指导抗菌药物应用等方面都具有较高的临床价值,且对全身与局部感染具有较高诊断价值,是判断脓毒症的重要工具。 /p p   一项包含 30 个临床试验的荟萃分析证实PCT可有效辅助脓毒症的早期诊断。实验数据显示:当PCT截断值定为 1.1μg /L 时,早期识别脓毒症的敏感性为77%,特异性为79%。此外,PCT在局灶性细菌感染中往往正常或轻度升高,可辅助诊断局灶性细菌感染。同时,PCT水平可有效反映患者细菌感染严重程度,其浓度与全身性细菌感染严重程度呈正相关。 /p p   在判断脓毒症患者预后及辅助指导抗生素治疗方面,研究证实,经过有效的抗感染治疗,脓毒症患者24小时后循环中的PCT水平可降低50%,其降低程度和患者存活率升高呈正相关,而PCT水平仍继续增高或居高不下则提示预后不良 PCT检测结合临床信息能够进一步明确抗生素治疗的必要性以及优化抗生素使用流程,动态监测PCT水平可辅助抗生素治疗,检测结果可作为开始抗生素治疗的指征以及抗生素疗效判断的标准,从而显著减少抗生素暴露时间,且安全性良好。 /p p   IL-6是参与脓毒症等感染的重要炎性介质,在感染发生后很快释放入血,可作为感染程度的指标。《共识》指出,在炎症反应中,IL-6的升高早于其他细胞因子,也早于CRP和PCT,2小时即达峰值且持续时间长,因此可用来辅助急性感染的早期诊断。 /p p   《共识》强调,没有任何一个生物标志物是绝对敏感又绝对特异的,不能单凭某个生物标志物的改变来诊断疾病,只有结合、参照患者的临床表现与其他实验室检查结果,才能作出正确的判断。施毅教授指出:“多个指标的联合检测将是未来的发展趋势,可提高对感染性疾病的早期诊断率和预后判断价值。”PCT联合IL-6检测可用于细菌性感染辅助诊断,避免单一指标对感染类别判断的误差,从而帮助临床医师快速确定患者的治疗方案、提高治疗成功率,具有重要的临床应用价值。 /p p    strong 电化学发光分析法,提升生物标志物临床价值 /strong /p p   “好的生物标志物需要有好的检测方法来实现临床价值,PCT与IL-6的临床运用需要以精准的检验结果作为有力支撑。此次《共识》反映了临床需求,为检验科在感染生物标志物的检测和质量控制技术的发展指明了方向。”周永列教授表示,“在选择检测系统时,控制总误差及校准品溯源性是检验结果准确性的关键所在,同时要重视检测系统的性能验证,做好质量控制。” /p p   《共识》指出,罗氏诊断ElecsysR BRAHMS PCT是国内外最常用的PCT检测之一,其使用电化学发光法技术,使检测结果高度一致且具有可溯源性,仅需18μl样本量,就可在18分钟内实现0.02~100ng/ml的检测范围。同时,其拥有优秀的批内和批间精密度,可适用于所有罗氏诊断免疫分析平台,实现高度一致性的检测结果。联合ElecsysR IL-6检测,有助于临床医生早期发现感染,实现鉴别诊断、疗效监测、预后评估,进而改善治疗决策,提高感染性疾病治疗的成功率。 /p
  • 41款新药陆续获批,2018年FDA新药数量将创造历史
    p   据FDA官网提供的最新公布结果,FDA在2018年前三季度陆续批准了41款新药,包括29个新分子实体和12个新生物制品。预计2018年获批的新药数量有望突破50个,创下历史新高。 /p p   41款新药陆续获批,涉及多个疾病领域 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/baef6f38-7aae-4a4e-b3d2-4b3ae75a5c43.jpg" style=" " title=" 1.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/b11233df-3a33-42aa-946b-d71a440b8225.jpg" style=" " title=" 2.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/d8382aa7-f200-4e27-bb8a-bdb399083f8b.jpg" style=" " title=" 3.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/a3c72170-e9ca-4f58-81cc-f7b05b28e67c.jpg" style=" " title=" 4.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/c960910d-961a-4960-ba07-32b8e86c524c.jpg" style=" " title=" 5.png" / /p p style=" text-align: center " (数据来源:米内网综合整理) /p p   获批的41款新药中,涉及多个疾病领域,包含多款具有重大突破性的药物,如首款多肽受体放射性核素疗法:Lutathera,首个非阿片类戒断新药:Lucemyra,首个预防性偏头痛治疗药物:Aimovig,全球第三款PD-1单抗:Libtayo等。新药的上市,后续的销售业绩也是药企和投资者非常关心的重点,这41款新药中就有7款新药广泛被大家看好,极具成为重磅炸弹药物的潜力。 /p p    strong 1. 三合一抗艾药物,吉利德又添一员大将:Biktarvy /strong /p p   2018年2月7日,Gilead Sciences宣布美国FDA批准了其新药Biktarvy上市,作为每日一次的单片片剂疗法,治疗HIV-1感染。Biktarvy是一种三合一的复方剂型,由bictegravir(50mg)、tenofoviralafenamide(25mg)、与emtricitabine(200mg)三种成分组成。与Gilead的另一款抗HIV药物Descovy(FTC/TAF)相比,Biktarvy多了bictegravir(一款全新的整合酶链转移抑制剂INSTI)。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/25c63b7b-a936-4506-b568-78f433380d54.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图1:bictegravir钠盐结构式 /strong /p p   FDA批准Biktarvy后,Leerink Partners分析师Geoffrey Porges评价道,由于该组合的“卓越的安全性和有效性”以及一个包含四个成功的Ⅲ期试验的数据,被FDA提前批准是毋庸置疑的。且该团队对Biktarvy抱有极大的信心,预计其将在2018年为Gilead带来可观的收益,并将在2021年的销售中一路攀升至63亿美元(有点过于乐观),而科睿唯安在2018年早期发布的报告中给出的预测为2018年销售额8.96亿美元、2012年达到37.16亿美元。 /p p    strong 2. 首个预防性偏头痛治疗药物:Aimovig /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/0b2b699a-1a1b-48a3-b77f-09ea2d2e1952.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p   2018年5月17日,美国FDA批准了安进公司的Aimovig(Erenumab-aooe)作为成人偏头痛的预防性治疗。Aimovig是安进/诺华共同开发的治疗偏头痛的预防性新药,是一种专一性靶向和阻断降钙素基因相关肽(CGRP)受体的全人源化单克隆抗体,CGRP受体被认为在介导偏头痛的失能性疼痛中起关键作用。优秀的临床试验数据为Aimovig获得FDA批准上市打下了坚实地基础,此前的大型全球性、随机、双盲、安慰剂对照的临床试验中,Aimovig显著减少了患者每月的偏头痛天数,其中III期临床试验STRIVE研究是Aimovig正在接受FDA和EMA审查的关键研究之一。 /p p   偏头痛是一种常见的慢性神经血管性疾病,WHO将偏头痛列为最恶化的疾病之一,在美国约有1000万偏头疼患者的日常生活因为该疾病而受到严重困扰。庞大的用药市场,优秀的临床疗效使得该药在临床试验阶段就受到了诸多关注。此次成功上市,不少分析机构也是给予了挺高的评价。根据EvaluatePharma的预测,2018年Aimovig的销售额为1.26亿美元,在2024年其销售额会高达18.82亿美元。 /p p    strong 3. 再添重磅抗癌新药,强生的不断努力:Erleada /strong /p p   2018年2月14日,FDA批准强生Erleada (apalutamide) 上市,用于治疗非转移性(前列腺癌细胞未扩散)去势抵抗(激素治疗后疾病仍进展)的前列腺癌。Erleada获得过FDA的优先审评资格,是FDA批准的首个治疗非转移性去势抵抗前列腺癌的药物,也是首个凭借无转移生存期(metastasis-free survival,MFS)的临床终点获批上市的肿瘤新药。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/1f32fd33-201e-45b4-95f8-f950080dd071.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图2:apalutamide结构式 /strong /p p   Erleada属于第二代高选择性雄激素受体(AR)拮抗剂,与雄激素受体的亲和力是第一代AR拮抗剂的5倍以上。强生在2013年8月以10亿美元(6.5亿美元首付款+3.5亿美元里程金)收购Argon公司将ARN-509(JNJ-56021927,apalutamide)收入囊中,作为对自己前列腺癌产品线的补充。在一项包含了1,207名非转移性去势抵抗性前列腺癌患者的3期临床试验SPARTAN中,Erleada的疗效和安全性在临床试验中得到了充分的证实。良好的疗效,使得业内对Erleada的市场前景非常看好,预计未来五年销售额峰值能达到18亿美元。 /p p    strong 4. 遗传性血管性水肿新药:Takhzyro(lanadelumab-flyo) /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/09bf8bb7-069d-4d2a-a7d7-14983fa27180.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" / /p p   2018年8月23日,美国FDA批准了Shire公司的新药Takhzyro(lanadelumab-flyo),用于治疗遗传性血管性水肿(HAE)。该药可预防罕见病HAE,适用于12岁及以上患者。HAE是一种罕见的遗传性疾病,全球大约每一万至五万人中会有一例。HAE会导致患者的水肿反复发作,引起身体中包括四肢、胃肠道及上呼吸道等部位的衰弱和疼痛,严重者可危及生命。因此,这款可以预防HAE的新药的批准对患者们来说意义重大。 /p p   Takhzyro是目前唯一一款针对HAE的全人源单克隆抗体,它可以特异性结合并抑制HAE患者体内不受控制的血浆激肽释放酶,从而达到预防发病的效果。在2017年进行的关键性临床3期疗效和安全性试验HELP,是迄今为止在HAE患者中进行的最大型的预防性研究。HELP研究证明,每两周接受一次剂量为300mg的lanadelumab皮下注射,可使HAE的平均发作频率降低87%。其余的研究也表明,Takhzyro效果远优于安慰剂,优秀的临床试验数据给Takhzyro的成功上市打下了坚实基础。同时也让医药分析机构对其充满信心,预计该药未来五年销售额峰值能达到12亿美元。 /p p    strong 5.10年来新突破,子宫内膜异位症新药:ORILISSA(elagolix) /strong /p p   2018年7月20日,美国FDA宣布批准艾伯维的重磅新药ORILISSA(elagolix),用于女性患者子宫内膜异位症相关的中度至重度疼痛的治疗。这是目前唯一一款口服促性腺激素释放激素(GnRH)拮抗剂,也是十年来首个获FDA批准用于该适应症的口服疗法。ORILISSA是一种口服GnRH拮抗剂,通过抑制脑垂体促性腺释放激素受体,最终降低血循环中性腺激素水平。给药会对黄体生成素和卵泡刺激素产生剂量依赖性抑制,降低卵巢性激素、雌二醇和黄体酮的血药浓度,最终达到控制疼痛的效果。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/718628bb-1b51-4cdd-98bb-bfc32eb09b09.jpg" title=" 10.png" alt=" 10.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图3:Elagolix的分子结构式 /strong /p p   子宫内膜异位症是美国最常见的妇科疾病之一。据估计,每10名育龄女性中就有一人患有这种疾病,数量大约为1.76亿。它可能产生使人衰弱的疼痛,通常可以通过口服避孕药、非甾体类抗炎药(NSAIDs)、阿片类药物和激素疗法等进行治疗,这些药物对某些女性有效,但很少有特别适用于子宫内膜异位症的治疗。在更多的病例中,患者经常需要接受手术干预,但手术无法为所有患者带来治愈效果。因此,这一领域还有巨大的医疗需求亟待满足。作为10多年来首个治疗子宫内膜异位症相关疼痛的口服新药,业界对其的商业前景非常看好,预计该药未来五年销售额峰值能达到11.5亿美元。 /p p   6. 重磅类风湿关节炎新药:Olumiant(baricitinib) /p p   2018年5月31日,美国FDA批准了礼来(Eli Lilly)与Incyte公司的新药Olumiant(baricitinib)上市,用于治疗罹患中度至重度类风湿关节炎,却无法从TNF抑制剂治疗中受益的成人患者。目前,TNF抑制剂是常见的类风湿关节炎疗法,但约有三分之二的患者无法从首次治疗中得到临床缓解。而且随着时间推移,大量患者无法维持药物的疗效。因此,这些患者急需一款创新药物来缓解病情。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/fb407a16-de7c-4ea8-922c-81c0633f93a7.jpg" title=" 11.png" alt=" 11.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图4:Baricitinib的结构式 /strong /p p   Olumiant是一款每日一次的口服JAK抑制剂,能高效抑制JAK1、JAK2、以及TYK2。在人体内,不少细胞因子依赖于JAK的活性,其在不少炎性疾病和自身免疫疾病的发病过程中有潜在作用。通过抑制多种JAK的活性,Olumiant能够给类风湿关节炎患者带来新的治疗选择,缓解疾病带来的痛苦。Olumiant是一款充满潜力的新药,在日本、欧盟均已上市,预计未来五年销售额峰值能达到10亿美元。 /p p   7. 全球第二款靶向CGRP偏头痛药物: Ajovy(fremanezumab-vfrm) /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/d3a9dac2-5c9b-4b00-a26a-779c4d1e2d03.jpg" title=" 12.png" alt=" 12.png" / /p p   2018年9月14日,美国FDA批准了梯瓦(Teva)的新药新药Ajovy(fremanezumab-vfrm),用于偏头痛成人患者的预防性治疗。Ajovy是一种人源化单克隆抗体,靶向结合降钙素相关基因肽(CGRP)配体并阻断其与受体的结合。此次批准,使Ajovy成为继安进和诺华Aimovig(erenumab)之后获批上市的第二款靶向CGRP的偏头痛药物。 /p p   Ajovy共有两种剂型,225 mg/每月(575美元),及675 mg/每季度(1725美元),即慢性偏头疼或阵发性偏头痛每年的治疗费用为6900美元。作为同类药物Aimovig于2018年5月17日获FDA批准上市,即首款获批的抗CGRP偏头痛药物,由Amgen/Novartis研发,定价也为每年治疗费用6900美元。 /p p   Aimovig上市后,市场中展现了持续快速增加的对Aimovig的需求,为采取其他预防性偏头痛药物失败后的患者提供了新的选择,预计2018年Aimovig的销售额会达到4000千万美元。而Ajovy则需要面对前有猛虎,后有追兵的局面。礼来的Emgality(全球第三款CGRP靶向偏头痛药物)也于2018年9月27日获批,现有的临床数据表明Emgality具有不输于前两款的效果。 /p p   由于这三款药物均是同一年在美国FDA上市,其竞争激烈程度可想而知,不少分析师给出的三款药物的销售预测存在不小差异,但均一致认为三款药物都具有重磅炸弹药物潜力。科睿唯安发布《2018年最值得关注的12个新药》中,认为Ajovy能在2022年销售额达到9.99亿美元。 /p p    strong 结语 /strong /p p   2018年会是FDA丰收的一年,前三季度中已有41款新药获批,其中7款药物在2022年销售额峰值超过或者接近10亿美元。批准的新药中包含多款罕见病用药,充分体现了美国对于罕见病患者的重视。不断学习、不断进步,随着国内企业的不断发展以及政府部门的各种改革,在各大疾病领域新药开发中出现了越来越多国内企业的身影。同时也有一些优秀的国内创新药企正在积极布局国际市场,相信在未来的几年将会有国产新药在FDA获得批准,创造中国药物研发的历史。 /p
  • 安捷伦科技公司推出新型人类基因表达谱微阵列芯片
    安捷伦科技公司推出新型人类基因表达谱微阵列芯片 覆盖人类基因间长链非编码 RNA 区域 2012 年 5 月 22 日,安捷伦科技公司(纽约证交所: A)推出了 Agilent SurePrint G3 人类基因表达谱 v2 微阵列芯片,该芯片是唯一基于博德研究所最新公布的人类基因间长链非编码 RNAs (lincRNAs)参考目录进行设计的微阵列产品。 LincRNAs 是重要的基因表达调节子,在胚胎发育和众多细胞过程中具有重要作用。针对单个lincRNAs 的功能分析对研究者来说非常棘手,但是最近在测序和计算方法方面的技术进展改善了该领域的分析能力。 &ldquo 我们刚刚开始触及 lincRNAs 如何控制机体内许多过程(从脂肪发育到肿瘤生长)&rdquo ,博德研究所的研究人员、介绍人类 lincRNA 参考目录一文的共同作者 Moran N. Cabili 说, &ldquo 此次与安捷伦的合作,建立在迄今为止所创建的最全面的 lincRNAs 数据库,将有助于加快该领域的研发进程。&rdquo &ldquo SurePrint G3 人类基因表达谱微阵列芯片为新兴 lincRNA 研究领域带来了最新产品,&rdquo 安捷伦基因组学高级总监 Kathleen Shelton 说, &ldquo 我们很荣幸与著名的博德研究所共同合作开发此项尖端技术,有力推动 lincRNA 在基因表达中所起作用的研究。&rdquo Cabili 将参加一个由安捷伦主办的免费网络讨论会,题目为&ldquo 寻找转录组中丢失的 lincs&rdquo ,时间定在 6 月 6 日的早上 8 点(太平洋标准时间)。此次网络讨论所涉及的主题包括 lincRNAs 的鉴定、lincRNAs 相对于编码基因在特定组织中的表达模式以及具有不确定编码潜能的转录产物的功能。要了解详细信息或注册网络会议,请访问:agilenteseminar.webex.com。 SurePrint G3 人类基因表达谱v2 微阵列芯片具有最广的动态范围(超过五个数量级)和极高的灵敏度,可同时检测样本中的低表达子和高表达子。安捷伦微阵列系统具有卓越的灵活性,充分支持研究者设计与其实验相关的各种定制微阵列。 除针对lincRNAs的探针以外,SurePrint G3 人类基因表达 谱v2 微阵列芯片还包含对美国国家生物技术信息中心 RefSeq 基因数据库中最新 mRNA 的更新。 要了解更多信息,请访问:www.agilent.com/genomics/v2GExArray。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所: A)是全球领先的测量公司,同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度,安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn。 编者注: 更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻,请访问安捷伦新闻网站:www.agilent.com.cn/go/news。
  • 于军:人类基因组计划是我的生命
    于军,纽约大学医学院生物医学科学博士,师从台湾中研院院士孙同天教授 博士后研究追随美国&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的领导者和设计者之一,著名基因组学家、美国科学院院士Maynard V.Olson。   1993年,于军参与&ldquo 人类基因组计划&rdquo 这一里程碑式的伟大科学计划,也成为早期参与计划的唯一华人,他在导师Maynard V.Olson的全力支持下,促成了中国科学家参与&ldquo 人类基因组计划&rdquo 。   日前,记者获得了独家专访于军的机会。从下乡知青到参与人类基因组计划,从回国推动中国基因组学研究到参与组建华大基因公司,于军首次向媒体披露往事。   从知青到基因学者   1978年,于军被吉林大学化学系生物化学专业(5年制)录取,自此,他5年&ldquo 下乡知青&rdquo 的人生开始转变。   1983年,于军毕业并考上了中科院生物物理所研究生,同时被推荐参考出国留学项目:康奈尔大学的吴瑞教授发起的CUSBEA(China-US Biology Examination and Application)。最终,他获得了这个到纽约大学医学院攻读生物医学科学博士的机会。   于军到达纽约的那一年(1984年),正好遇上美国乃至世界的生物学界酝酿一件前所未有的大事&mdash 启动&ldquo 人类基因组计划&rdquo 。这一计划旨在测定人类基因组的全部DNA序列,一次性解决分子生物学家梦寐以求的结果:了解人类所有与癌症相关的基因。这是在美国总统尼克松提出&ldquo 向癌症开战&rdquo 近10年后,由一代具有远见卓识的科学家们推动下发起实施的。   从那时起,&ldquo 人类基因组计划&rdquo 成了于军科学生涯关注的焦点,&ldquo 它的产生过程、规模、进展、动向等一直就是我的呼吸和生命。&rdquo 于军说。   1990年,于军完成学业,并获全美泌尿科疾病研究协会&ldquo 博士学者基金&rdquo ,留在纽约大学医学院任研究助理教授。   1992年的一天,Maynard V.Olson博士亲自来到纽约大学,请于军到他的实验室参与共同建立&ldquo 人类基因组计划&rdquo 所需要的关键技术,并领导具体研发和实验工作。于军欣然接受,放弃了几个其他高校和科研单位更优惠的承诺和待遇。   1993年,于军辞去在纽约大学医学院的研究助理教授职位,加入了以Maynard V.Olson实验室为主体组成的&ldquo 华盛顿大学基因组研究中心&rdquo 。&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的实际操作就从最初的十几个实验室开始,进而走向规模化。   于军延续了Olson的物理图谱制作原理,与来自计算机、物理和数学领域的几位博士同事共同创立了当时世界上最严谨、最精确、最系统的基因组物理图谱制作方法&mdash 多酶完全水解物理图谱,还将其用于规模化物理图谱制作,并为基于克隆的DNA测序提供直接材料。   不久,于军又开始生物信息学研究,在数据获取和分析的实际工作中逐渐认识到了基因组学作为一门大科学、大学科的真正含义。   基因组学首先是一门大科学。它的复杂性和对新技术的要求,要求很强的团队合作精神和不同领域科学家的共同努力。它的信息含量(人类基因组含30亿信息符号),需要规模化、高速度解读 它的统一性(每个生命都有其特定的基因组)和它的特殊性(每个生命都有它唯一的基因组)决定了它成为生命科学研究的基础或基本生物信息。   谈及基因组学的&ldquo 大&rdquo ,于军解释,在基因组水平,有数以百万计的真核生物物种和数以千万计的原核生物物种要测序,还有每一个人类个体&mdash 个性化医疗的基本数据&mdash 基因组要测序 在表观组学(epigenomic 脱氧核糖核酸、染色体结构与功能的解读)和核算组学(ribogenomics 核糖核酸与功能的解读)水平,每一个不同细胞也要测序(人体有约1013个细胞)。   据介绍,基因组学的基本定律和科学发现将从根本上改变生命科学诸多学科的研究方法和策略,在未来的几十年里它的意义将逐渐被科学家及大众所认知和理解。包罗万象的生命,决定了基因组的复杂性 基因组信息的系统性,决定了生命科学研究的系统性。   随着科学技术飞速发展,启动&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的时间日益临近。   &ldquo 1984年我刚到美国时,一个博士候选人要用近一年时间来解读2000个碱基对 而两年后,一年就可以测2万个碱基对了。&rdquo 于军说。1993年,自动化基因测序仪诞生,推动&ldquo 人类基因组计划&rdquo 进入了实质性的运作阶段。   早期,法国、日本、德国等都积极参与了由美国和英国启动的&ldquo 人类基因组计划&rdquo 。英国积极包揽了1号染色体的测序,这是人类基因组最大的一条染色体。法国科学家参与这项计划时,为了筹集项目资金,曾通过电视宣称此项计划对人类的重大意义,并直接向民众募集资金。   奠基中国基因学研究   &ldquo 人类基因组计划&rdquo 进程之快,出乎所有人预料。短短几年里,酵母的基因组被解读,线虫的基因组被解读,果蝇的基因组被解读,拟南芥的基因组被解读&hellip &hellip 更多的基因组则正在进入作业线。小鼠、大鼠、水稻、玉米等大型基因组也紧接着被列入国家和企业的基因组测序计划。   中国的科学家将如何面对这一新的发展领域?中国要不要参与&ldquo 人类基因组计划&rdquo ?中国要不要建立基因组学技术平台?中国的基因组研究计划是什么?&mdash 这些问题一直在于军的脑海中挥之不去。   &ldquo 我的老师Maynard V.Olson一直支持我把所学的东西带回中国,推动中国基因组学研究的发展。在他的心中,科学没有国界,科学研究的目标是造福全人类。&rdquo 于军说。   1997年,于军应邀参加了在湖南张家界召开的由中国遗传学学会青年委员会组织的遗传学研讨会,向国内的遗传学界同行详细地介绍了&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的进展和前景。   1998年,于军接受时任遗传发育所所长的陈受宜和副所长朱立煌的邀请,回到他的&ldquo 娘家&rdquo &mdash 中国科学院,应邀担任中科院遗传所人类基因组研究中心副主任。   同年,于军开始为国内基因组学研究培养人才,并积极协调在&ldquo 人类基因组计划&rdquo 已经分配完的任务中&ldquo 匀&rdquo 给中国一小部分。最终,他以测定鼻咽癌易感基因的名义,向美国负责3号染色体测序的Richard A. Gibbs要了短臂末端的30兆(30 Mb)碱基,也就是人类基因组测序工作的1%。中国科学家们由此接到了真正的任务,为正式参加这一计划铺平了道路。   1999年,&ldquo 华大基因&rdquo (BGI)成立。同年,中国项目组接到了第一批11台DNA测序仪,真正启动中国的&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的&ldquo 武器&rdquo 到位。当11辆大卡车拉着机器缓缓驶进位于北京空港开发区B区的&ldquo 华大基因&rdquo ,实验室里一片沸腾。   2003年,于军代表中国科学家参加了在美国首都华盛顿举行的庆祝仪式,与美国、英国、法国、德国、日本等国的科学家一道,为共同完成&ldquo 人类基因组计划&rdquo 而激动和欢呼。此时,距离1953年美国科学家James D.Watson发布DNA双螺旋模型已经过去了整整半个世纪。   结缘华大基因   1993年,于军将全家从纽约搬到西雅图时,与在华盛顿大学做博士后研究的汪建相识。此后,汪建回国和朋友创立了临床检测试剂公司GBI。于军将&ldquo 人类基因组计划&rdquo 带回中国的想法得了汪建的全力支持。于军在寻求合作者时又通过汪建认识了时在丹麦工作的杨焕明。杨焕明的研究方向是人类遗传学,有利于回国后的学术对接和科学普及。   1998年,杨焕明、于军与汪建在中科院遗传所成立了人类基因研究中心并出任中心的正、副主任。来自中外的200多位科学家参加了中国科学院遗传所基因组中心的揭牌仪式。鼓励于军把所学带回中国的MaynardV.Olson也参加了这次揭牌仪式。美国权威《科学》杂志还发出了基因组中心成立的消息并刊载了照片,称这是一支潜在的基因组学研究力量。中国科学院和遗传所对&ldquo 人类基因组计划&rdquo 中国项目也给予了最快和可能的支持:&ldquo 院长基金&rdquo 和&ldquo 所长基金&rdquo 。   但当时体制仍无法满足完成人类基因组计划中国部分所需要的资金和人员。为了解决这个问题,1999年9月9日,杨焕明、汪建和于军三人组建了华大基因。从此,华大基因成为了中国基因组研究除中科院之外的另一个平台,并发展壮大至今。   目前华大基因在基因测序工作规模方面已经成为世界第一,被称誉为基因测序领域的&ldquo 富士康&rdquo 。于军在华盛顿大学基因组研究中心培养的那批科研人员至今仍是华大基因的骨干力量。   公司制的华大基因为了完成科研工作,不仅依靠中科院的传统体制申请国家科研资金支持,还联合其他科研院所、地方政府、各大高校等机构,以获得科研资金的支持。华大基因分别在北京空港科技创业园和杭州组建了南、北&ldquo 华大基因&rdquo ,一同完成了&ldquo 1%&rdquo 的人类基因组测序计划,也完成了水稻和家蚕等基因组计划。这些成就的取得无疑与杨焕明、于军和汪建的紧密合作息息相关。   2008年,华大基因获深圳市政府的邀请,迁址深圳盐田区,开始向产业化、规模化发展。不过,于军没有&ldquo 随军南下&rdquo ,原因是他觉得自己是中科院培养的留学生,更想把所学和精力交还给&ldquo 娘家&rdquo 中科院,更愿意留在中科院从事基础研究和教育工作。   从1998年回国工作后,于军先后主持了&ldquo 人类基因组计划北京部分(1%计划,任首席科学家)&rdquo 、&ldquo 中国杂交水稻基因组计划&rdquo (1999年启动)、&ldquo 家蚕基因组计划&rdquo 、&ldquo 鸡基因组多态性研究计划&rdquo 等多项大型基因组研究计划,提出了一系列基因组学的新概念和系统理论,为中国的基因组学的起步和发展奠定了坚实的基础,也确立了中国基因组学研究在国际上的地位。   2003年,于军等受中科院之托,组建了中国科学院北京基因组研究所。   推动基因测序仪国产化   &ldquo 工欲善其事,必先利其器。&rdquo 众多基因组基础研究归于技术、方法和工具的开发,其中最主要的是DNA测序仪和计算机。   测序仪的发展推动基因组学研究向应用方向发展,人类基因测序的速度和费用都实现显著优化。&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的最初预算是30亿美元&mdash 等于每一个核苷酸的测定就要花1美元。随着测序技术的更新和发展,一个人类基因组的测序价格从2006年的1亿美元降到2008年的100万美元。由于各类&ldquo 下一代&rdquo 测序仪的问世,测定一个人的基因组已经到了今天的1000美元左右。然而,中国还是没有自己的测序仪,精通这一技术的于军一直在耿耿于怀。   于军对测序仪的研究始于2008年与中科院半导体所时任副所长俞育德的合作。后来半导体所经&ldquo 千人计划&rdquo 引进的周晓光博士的加盟更加速了合作进程。在科学院500余万元项目的资助下,于军的团队就在短短的3年里研制出第一台实验室样机。两年后,生产型也问世,并将成果成功地转让给了企业。   在第二代和第三代(单分子)DNA测序仪的研发上于军颇有信心。他说,目前的测序仪都各有优缺点,不能完全互相取代,只能是既竞争,又相辅相成,为新仪器的研发提供了最好的土壤。   于军半开玩笑地说:&ldquo 如果几年前再能得到科学院以外的一点国家支持的话,我们早就用上自己的仪器了,关键是我们自己人也不相信我们能够做出自己的测序仪来。&rdquo 于军遗憾其团队没有得到足够的支持,很多好的想法&ldquo 胎死腹中&rdquo 。   谈到未来,于军非常乐观。他师从细胞生物学大家&mdash 台湾中研院院士孙同天教授10年,同时也寻求突破和开辟新的研究领域,并大步走进分子生物学。而后,又师承&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的&ldquo 设计师&rdquo Olson博士十数载,从技术到科学,走进基因组学与生物信息学。回国后,他开启了表型可塑性研究从卤虫到杂交水稻,重回细胞生物学,提出&ldquo 五流同悟&rdquo (将基因组生物学分为信息流、操作流、分室流、平衡流和可塑流,并建议五流平行思考和研究),贯通生命科学的信息、物质、操作、分层与行为,理解生命的发生、传承和变演。在不断创新技术和思想的基础上,他已经将实验室的研究手段推向单细胞和单分子,研究细胞的异质性&mdash 遗传因素不变时,真核与原核细胞的个体育群体行为。   于军的梦想是在中国启动一个与&ldquo 人类基因组计划&rdquo 相当规模的大科学项目,即&ldquo 哺乳动物表观-核算组计划&rdquo ,并以此来带动中国科学的高速发展和生命科学的新研究方向。这个计划的目的是全面解读生命&ldquo 操作流&rdquo 的信息和分子机制。这部分机制是由DNA、RNA和蛋白质等共同参与,但是没有简单地记录DNA序列里面。他说,解读&ldquo 可塑流&rdquo 的项目正在酝酿,比如认知可塑性的规模化研究将由脑&ldquo 连接组&rdquo 开始。
  • 2021年十大医学创新 | 哪些医疗创新将会影响世界?
    p 近日,克利夫兰医学中心(Cleveland Clinic)宣布了2021年十大医学创新,为其“2020年医疗创新峰会”划上圆满的句号。事实上,每年在医疗创新峰会快要结束的时候,克利夫兰诊所都会公布下一年可能会影响世界的医疗创新名单,这一传统已经延续了18年。 /p div class=" wrap" div class=" container" div class=" home clearfix" div class=" wrap-left pull-left" div class=" article" div class=" main_info" p 今年,一种针对血液疾病的新兴基因疗法、用于囊性纤维化的新型药物、愈加繁荣的远程医疗等10项医疗创新荣登榜单。按照预期的重要性,以下为2021年十大医学创新名单: /p p strong span style=" color:#cc0000 " 1. 血红蛋白病的基因治疗 /span /strong /p p 血红蛋白病是一种会影响血红蛋白分子的结构或产生的遗传性疾病,而血红蛋白分子扮演着在血液中输送氧气的重要作用。最常见的血红蛋白病包括镰状细胞病和地中海贫血,每年累及全球33万名儿童和超10万名镰状细胞病患者。最新研究带来了一种实验性基因疗法,能够让患有这种疾病的人具有制造功能性血红蛋白分子的潜在能力,防止相关并发症。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 2. 原发性多发性硬化症新药 /strong /span /p p 多发性硬化症(MS)是最常见的一种中枢神经脱髓鞘疾病。免疫系统会攻击覆盖神经纤维的脂肪保护性髓鞘,从而导致大脑与身体其他部位之间的通讯问题,导致其脱髓鞘的自身免疫病。其中约15%的MS患者患有原发性进行性疾病。罗氏制药研发的奥瑞珠单抗(Ocrelizumab)是FDA批准的一种新的具有新靶标的治疗性单克隆抗体,也是目前首个及唯一针对原发性进展期MS患者的治疗药物。 /p p strong span style=" color:#cc0000 " 3. 智能手机连接的起搏器设备 /span /strong /p p 传统上,心脏起搏器和除颤器的远程监控是通过床边控制台进行的,并将有关数据传输给医生。由于很多人对这种设备及其功能缺乏了解,因此远程监控的依从性不佳。而与智能手机、平板电脑相连的起搏器设备能够无缝进入患者生活,进行安全而直接的通讯,使医生能够更好地追踪患者的情况。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 4. 囊性纤维化的新药 /strong /span /p p 囊性纤维化(CF)是一种遗传性外分泌腺疾病,主要影响胃肠道和呼吸系统。这种疾病是由有缺陷的囊性纤维化跨膜电导调节剂(CFTR)蛋白引起的,而一类被称为CFTR调节剂的药物可纠正蛋白质的作用,但此前开发的药物仅对部分人有效。 /p p 2019年10月,FDA批准了Vertex Pharmaceuticals公司的组合疗法Trikafta,这种CFTR调节剂和氯通道开放剂的固定剂量联合药物可缓解具有最常见CF基因突变(F508 del)的患者病情,这类突变预计占总患者人数的90%。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 5. 通用丙型肝炎治疗 /strong /span /p p 丙型肝炎被美国疾病预防控制中心(CDC)列为“无声的流行病”,发现该疾病的三位科学家不久前获得了诺贝尔生理学或医学奖。感染丙型肝炎病毒可导致肝衰竭、肝硬化和肝癌等严重的健康问题。但由于没有针对该病毒的疫苗,患者只能使用药物治疗,问题在于许多药物要么存在明显副作用,要么仅对部分患者有效。 /p p 2016年,首款丙肝药物Epclusa获批上市,大大改善了丙型肝炎的治疗。该药物可有效抑制在丙肝病毒RNA复制中起关键作用的蛋白质,覆盖六种基因型丙型肝炎,有效率超过90%。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 6. Bubble CPAP提高早产儿的肺功能 /strong /span /p p 早产儿通常需要包括特殊护理。对于那些患有婴儿呼吸窘迫综合征(IRDS)的婴儿,医生通常会在机械通气期间给其服用表面活性剂,但是这会使早产儿遭受长期肺部损害,并导致慢性肺部疾病的发展。 /p p 婴儿正压呼吸治疗系统(b-CPAP)是一种非侵入性通气策略,能够向新生儿提供持续的气道正压,帮助他们在呼气期间保持肺部容积,可在长期使用时最大程度地减少早产儿的身体创伤并刺激肺部生长。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 7. 创新实践和新政策催增远程医疗服务 /strong /span /p p 在新冠肺炎大流行期间,远程医疗得到广泛的应用。得益于创新实践和政策的变革,越来越多的虚拟护理模式和远程医疗得以实现,医疗服务的速度加快,同时医疗工作者和社区工作者的安全得到保障。这些变化为远程医疗打开了闸门,推动远程医疗的进一步拓宽其道路。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 8. 真空诱导的子宫填塞器用于产后出血 /strong /span /p p 产后出血是孕妇分娩后的可怕并发症,患者可能需要服用具有危险副作用的药物,经历长期不适的手术,甚至是在紧急情况下切除子宫、失去生育能力。大约1%到5%的分娩孕妇可能面临产后出血的情况。 /p p 此前,使用气囊设备压缩出血部位是一种常用的非手术干预,不过最新的由真空诱导的子宫压塞器利用宫内产生的负压使出血腔塌陷,比球囊压迫更具生理性,为应对产后并发症提供了另一种微创手段,可以惠及更多患者。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 9.前列腺癌的PARP抑制剂 /strong /span /p p 前列腺癌是常见的一种男性癌症,大约有九分之一的人一生中将被诊断出患有前列腺癌。用于癌症治疗的药理抑制剂PARP抑制剂,可以阻止肿瘤细胞修复受损的DNA,从而增加肿瘤细胞死亡,尤其是那些有修复机制缺陷的肿瘤。两种在女性癌症中展现出疗效的PARP抑制剂Rucaparib和Olaparib,已被证明可以延迟男性前列腺癌的进展,并在今年5月被批准用于前列腺癌。 /p p span style=" color:#cc0000 " strong 10. 预防偏头痛的免疫药 /strong /span /p p 偏头痛是临床最常见的原发性头痛类型。一直以来,人们都在使用诸如血压药物、抗抑郁药、抗癫痫药和肉毒杆菌毒素注射液等多功能药物来预防偏头痛,但由于不是专门针对偏头痛的药物,因此这些手段疗效欠佳。 /p p 2018年,一种预防偏头痛的新药物问世,通过阻断降钙素基因相关肽(CGRP)分子的活性而发挥作用,该分子在偏头痛期间会突增。2020年2月,美国FDA批准了首个预防偏头痛的静脉用药eptinezumabVyepti(eptinezumab-jjmr),用于成人偏头痛的预防性治疗。这些新药正在帮助无数患者恢复正常生活和工作。 /p /div /div /div /div /div /div
  • 解读“生命之书” 新发现填补人类基因组图谱空白
    美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究人员制作了一份人类基因组的单细胞染色质图谱,确定了240种多基因特征和与疾病特征相关的细胞类型,并注释了非编码DNA变异的风险,有利于更好地理解遗传学与疾病之间的联系。这一发现发表在12日的《细胞》杂志在线版上。  此前,科学家在公布最新的被称为“生命之书”的人类基因组图谱时称,更为精确的计算表明,人类基因数量实际在2万到2.5万之间。然而,这个估计并不能真正解释蛋白质编码基因构建过程的确切工作方式,或者不适用于患有疾病的情况。  UCSD细胞和分子医学教授、路德维希癌症研究所成员、表观基因组学中心主任任兵(音译)博士是DNA元素百科全书项目成员之一。他表示,人类基因组在20年前就已被测序,但解读这本“生命之书”的意义仍然很有挑战性。一个主要原因是,人类DNA序列中超过98%是非蛋白质编码的,我们还没有遗传密码来“解锁”这些序列中嵌入的信息。  DNA携带细胞的遗传指令。染色质中的主要蛋白质,称为组蛋白,有助于将DNA紧密包装成适合细胞核的紧凑形式。染色质捆绑DNA方式的变化与DNA复制和基因表达有关。  在对小鼠进行研究后,任兵及其合作者将注意力转向人类基因组中染色质的单细胞图谱。他们对来自多个供体的30种成人组织类型中取样的60多万个人类细胞进行了分析,然后将这些信息与来自15种胎儿组织类型的类似数据结合,揭示了222种不同细胞类型中约120万个候选顺式调控元件的染色质状态。  顺式调控元件是非编码DNA区域,调节相邻基因的转录。过去十年的研究已经证实,非编码DNA的序列变异是人类群体中多基因特征和疾病的关键驱动因素,如糖尿病、阿尔茨海默氏症和自身免疫性疾病。然而,解锁非编码DNA变异功能的一个主要障碍是缺乏人类基因组中转录调控元件的细胞类型特异性图谱,而新图谱填补了这一空白。  总编辑圈点  人类基因组图谱,被称为生命之书。那些关于人类生长、发育、衰老、遗传病变的秘密,随着基因组图谱的绘制,得以展现。人类不知道的很多事,基因都知道。但是,它是“生命之书”,也是“生命天书”,写出书很难,读懂书同样难。这本书的字里行间暗藏玄机。读者需要对基因这门语言足够了解,才能破译“天机”。此次,科研人员制作了一份人类基因组的单细胞染色质图谱,算是“天书”的辅导读本,有利于更好地理解遗传学与疾病之间的联系。
  • 盘点全球各国政府主导的人类基因组测序计划
    美国科学家于1985年率先提出人类基因组计划,1990年正式启动,美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家都参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。之后,2000年6月26日,六国科学家共同宣布,人类基因组草图的绘制工作已经完成。在这场规模宏大、影响世界的基因测序项目落幕后,全球内陆续又有不同国家竞相开展各自的基因组测序计划,本文对有动作的国家作了大致梳理:  中国  近期国家卫计委发布消息,我国正在制定“精准医疗”战略规划,这一规划或将被纳入到十三五重大科技专项。另外,国家精准医疗战略专家组成员詹启敏院士认为精准医疗是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类和诊断,制定具有个性化的治疗方案发展精准医学对中国而言是值得把握的良机,主管部门已经考虑把精准医学纳入到十三五的一个工作重点来进行推动。在2030年前,中国精准医疗将投入600亿元,其中中央财政支付200亿元,企业和地方财政配套400亿元。  和精准医疗相关的是今年11月份,中国医科大学附属盛京医院联合中国遗传学会遗传咨询分会启动“中国双胎基因组计划”,逐步建立起双胎无创产前检测的标准规范,推动无创产前检测技术在双胎妊娠中的应用。  这与二胎政策放开,以及辅助生殖技术的发展,导致双胎妊娠越来越多的当下现实有关,而我国目前缺失针对双胎产前诊断的确切方法,所以需要有高准确度的无创产前筛查。该“中国双胎基因组计划”将在三年内完成1万例双胎样本的无创产前检测。  英国  2015年11月12日,英国政府全资控股的英格兰基因公司宣布和中国明码(上海)生物科技有限公司签署协议,由该中国公司参与英国的“10万基因组计划”,提供基因组数据解析工具,帮助研究人员提高数据分析质量。  英国的“10万基因组计划”由英国首相David Cameron于2012年12月提出,并由Genomics England负责实施,计划在2017年之外对英国国民健康服务中心(National Health Service)的10万名患者进行测序。政府发起于2012年,旨在对英国国民医疗保健制度(NHS)记录中的10万名病人的完整基因组进行测序。  项目目标是根据基因组学和临床数据制定个性化的癌症和罕见疾病疗法,并使NHS成为“世界上第一个将提供基因组医学作为日常护理一部分的主流健康服务体系”。此项目不仅让参试者受益于临床分析,而且他们的基因组数据还会对全社会的患者贡献价值。比如,医生通过把一名患者的前列腺癌症基因和英国基因数据库中的数据作对比,可能揭示出该病背后的具体基因模式。医生可能会找出具有同样基因模型的其他患者,然后了解哪些药物和程序对患者有益。  据悉,该项目将获得总值超过3亿英镑的组合投资,有望让英国成为癌症和罕见病遗传研究的全球领先者。  美国  其实医药研发与创新优势凸显的美国,在单国基因组测序计划方面并非领跑世界。今年1月下旬,美国总统奥巴马在2015年国情咨文演讲中深情地宣布“精准医疗计划”这一项目,并1.3亿美元用于百万基因组计划,占总计划(2.15亿美元)的60.5%。  由于“精准医学”项目的短期目标是为癌症找到更多更好的治疗手段,长期目标则是为实现多种疾病的个性化治疗提供有价值的信息,所以项目核心在于创建一个囊括各个年龄阶层、各种身体状况的男女志愿者库,研究遗传性变异对人体健康和疾病形成产生的影响。研究人员希望,在招募新志愿者的同时,“精准医学”能够有效整合现有研究项目旗下数以万计志愿者的基因数据,最终使参与人数达到100万。  据分析,美国之所以落后于欧洲(英国)开展“全基因组测序”,主要原因并不在于技术的落后,而是因为美国的基因测序公司及机构实在是太多了,一方面他们彼此之间的竞争太厉害不利于展开合作,另一方面是他们之间采用的标准并不统一、兼容程度不够高。  加拿大  在2001年人类基因组测序草图基本完成后,加拿大预测个体基因组测序将出现爆发趋势。个体基因组测序,每个个体的疾病档案、生理和生物特征及个人遗传学特质将成为医学精准治疗的高价值信息。因此加拿大政府于2005年发动了称为个体基因组项目(PGP-Canada)。  该项目将根据环境与遗传相互作用产生一系列生物学性状的基本原理,收集志愿者的基因组、环境和人类特质等数据信息,同时宣布研究结果将完全公开共享。  另外与此相关的最近消息称,加拿大科学家已经通过逐个关闭18000个基因(占人类基因组的90%)发现,超过1500个核心基因是人类必需的。这一发现为达成生物医学研究的长期目标——精确定位基因组中每一个基因的作用奠定了基础。  澳大利亚  澳大利亚计划花4年时间,学习英国打造本土十万基因组计划。通过测序罕见疾病和癌症患者的基因组,创建大规模澳大利亚国民基因数据库,推动相关药物的进一步研究和发展,构建一个基于基因组学的新医疗卫生服务系统。  该项目的参与方有Garvan医学研究所、联邦政府以及其他研究机构,如澳大利亚最大的电讯公司Telstra,其中Telstra公司已成立专门的健康部门。澳大利亚政府相信此次项目能给政府、机构以及个人创造许多可能,共同创造一个澳大利亚的基因组学经济。  韩国  2015年11月底,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)宣布推出韩国万人基因组计划。该计划将获得健康人群和免疫力低下人群的基因组测序数据 并用于研究韩国人群的遗传多样性 构建标准化的基因变异数据库,发现罕见基因突变 注释基因组数据 推动日益增长的基因组学市场。预计2016年,该项目将获得150万美元的启动资金,预计2019年完成。在未来几年时间里,计划获得2300万美元的资助。  其实在今年年底的万人基因组计划之前,2014年2月19日,韩国政府宣布正式启动一项耗资5.4亿美元的后基因组计划,以推动新型基因组技术的发展和商业化。该计划包括绘制标准人类基因组图谱、发展本国的人类基因组分析技术,以及依托基因组的疾病诊断和治疗技术等五大目标。  不到一年,从后基因组到正是推出万人基因组计划,正显示了韩国积极战略布局基因领域,追赶世界的强大决心。  冰岛  冰岛虽然一度陷入经济危机,濒临破产的生死边缘,但不可否认的是其生物制药业的飞速发展,这主要得益于冰岛生物医学和基因研究的先进和发达。  今年3月份,《自然遗传学》杂志发表了四份由冰岛研究员们撰写的研究报告,他们在研究过程中,将2636名冰岛人的完整基因组进行了有序排列。将那些挑选出的冰岛人的完整基因组进行有序排列之后,研究人员们参考另外10万人的基因组推测出了相应的研究结果,而那10万人的基因组,只有部分基因组是有序排列的,那些基因组与心脏病、肝病以及甲亢等疾病的产生有关。  1998年,生物技术公司deCode Genetics公司就开先河欲首先绘制冰岛人的基因组图谱。尽管当时备受争议,被质疑研究图谱的科学价值,但该公司抵住外界压力,依然大胆开始尝试。  其实冰岛拥有一系列鲜明特征有益于开展基因测序。它的人口相对较少,而且处于隔离的地理环境,对研究基因遗传变异提供天然的研究基础。另外80%的冰岛家庭都存储有家族遗传谱系数据。且冰岛的公共卫生服务记录可最早追溯到1915年。  新加坡  2000年6月,新加坡展开”新加坡基因组计划”,将致力研究疾病对白种人和亚洲人有何不同影响,以及选择最佳治疗方式。”新加坡基因组计划”的第一个5年研究已获得6000万新币(3500万美元)的经费。  新加坡的基因组研究计划准备聘请本国和国际人类基因科研人才,研究一些困扰着亚洲人的疾病导因,包括乳癌、肝癌、结肠癌、鼻咽癌等,以找出适合亚洲人的疗法和药物。  以色列  2015年5月,以色列计划建立一个由政府授权的基因数据库。该计划细节尚未敲定,也未正式展开,但许多智库已经举行了会议研究建立数据库的潜在障碍以及应对办法。在以色列,每个人都有一个与其ID号相关的、从出生到死亡的所有医疗记录,因此在开发临床数据库方面以色列拥有独特的优势。  目前,主要的任务是收集市民的DNA样本,并将其与临床数据进行匹配。这是项巨大的挑战,因为一方面涉及公民的隐私保护和伦理问题,另一方面是收集样本并进行化学测试以确定基因序列的预算问题(目前费用大约每个样本1000美元)。  沙特阿拉伯  沙特基因组计划于2013年底推出,旨在绘制沙特几千万人的遗传密码图谱,以确定导致不同的疾病基因突变,并研发新的方法进行治疗。通过这项计划,研究人员将能够确定正常基因突变和致病基因突变,并试着研发预防和治疗疾病的方法。  沙特是世界上遗传病最严重的国家之一,其原因是近亲结婚。沙特近亲结婚率为63%,这意味着大量的近亲结合加剧了遗传病在沙特阿拉伯的流行。未来基因工程的成果将投入包括婚前体检等应用。  爱沙尼亚  2015年11月,爱沙尼亚宣布将上线一套遗传信息查询系统,想要收集所有公民的DNA。这些数据或用于临床研究,以制定个性化的医疗计划。  自2000年开始,爱沙尼亚政府便着手搭建基因数据库。目前已收集的超过52000个基因样本,被保存在爱沙尼亚国立生物数据银行。当地政府还根据这些数据,开发出一套医疗信息查询系统,免费提供给公民以及他们的医生,预计今年底推出。  爱沙尼亚政府相信,有朝一日,当自愿捐献基因数据的人达到足够之多,便能为现有的医疗体系带来彻底变革。  将上述信息汇集成如下表格:
  • 华大基因人类遗传与疾病研究技术实现新突破
    中国经济网记者今日从华大基因获悉,华大基因正推出一种新型人类基因组区域捕获技术,即超级序列捕获技术(简称Allinone),该技术主要通过对特定群体设计探针集,从基因组水平上对人类全基因组的外显子区域、群体特异的tagSNP(标签SNP)区域和MHC区域(人类白细胞抗原系统区域)实现同步捕获,然后再进行高通量测序分析。 据悉,Allinone所捕获的这些DNA区域与人类疾病的发生发展紧密关联,且具有简便、经济、高效、覆盖范围广等优点,因此该技术将成为人类遗传和疾病研究领域的一种新型高效的基因组研究工具。 据了解,Allinone探针集将会覆盖整个基因组的5%-10%,不但可以捕获基因编码区域,还可以捕获很多非编码区域。目前广泛应用的外显子测序技术可以捕获基因编码区,但是基因组中的很多功能区域是非编码的,这些非编码区虽然不能够转录信使RNA,但是能够调控遗传信息的表达,所以了解非编码区域的遗传信息将提供更加完整的基因表达控制信息,而Allinone平台可轻松解决这个问题。 Allinone探针集覆盖了群体特异的tagSNP区域,所以通过该技术可以高效、快捷的了解群体的特异性变异情况,这对复杂疾病研究具有非常重要的意义。单核苷酸多态性(SNP)是人类基因组中最丰富的遗传变异,其中少量的标签SNP(挑选出的SNP集合)就能够提供与全部SNP位点大致相同的图谱信息。由于各种群之间存在遗传差异性,所以每个种群也拥有代表该种群基因图谱的标签SNP,只需通过这些标签SNP便可以对大量样本或整个种群的变异情况进行研究。 Allinone目标捕获区域还整合了华大基因最近研发的MHC区域捕获探针集,即可对人类MHC区域实现高度覆盖及有效富集。MHC区域广泛参与免疫应答的诱导与调节,与已发现包括自身免疫疾病、癌症、多种复杂疾病等至少百余种疾病密切相关。由于该区域和多种复杂疾病的发生以及人类免疫系统活动具有密切关系,因此Allinone对该区域的覆盖无论对人类疾病的机理研究还是药物研发都具有非常重要的意义。 华大基因执行院长王俊称:“目前,我们已经开始使用中国疾病患者的样本对汉族人群的Allinone捕获技术进行测试评估。只要建立一个‘种群特异性’的参考基因组,就可以应用Allinone捕获技术对其他更多的样本进行重测序研究。除了针对汉族人群的Allinone,华大基因还将针对世界其它主要人群设计及推出相应人群的Allinone研究工具,从而推动全世界的基因组学研究的快速发展。” 华大基因研究人员高玉池表示:“目前,我们所研发的Allinone的总体目标区域大小为180M左右,可以广泛应用于以汉族人群或汉族近缘群体为研究对象的基因组学研究。”对该技术的测试评估结果表明,目标区域覆盖度达到97%以上,检测的SNP位点与高深度全基因组测序结果一致性率在99.5%以上。此外,华大基因还在研发更加多样化的高级信息分析内容,以更好的解释基因组数据的生物学意义。高玉池表示:“我们相信Allinone凭借其数据全面性、操作灵活性、高性价比等多方面优势将成为人类疾病基因组学、表型-基因型关联研究及其它人类遗传学研究的最佳工具。”
  • 全新MRC-NIHR表型组研究中心将解读人类健康的先天与后天因素
    伦敦-2013年6月5日 一所国家级研究中心将于今日投入运营,该中心将助力英国跻身全球健康和医疗研究领域的改革前沿。 MRC-NIHR表型组研究中心每年都会对大约十万个血液和尿液样本进行检验。通过分析表型组&mdash 人类基因和环境因素共同作用所带来的生物学结果,帮助确定疾病成因并提供指导信息,以便有针对性地治疗每位患者。 该中心可以让科学家们更好地了解和应对各种由环境诱发或是遗传原因所导致的疾病,并且有助于开发预防和治疗方法。 基因组学研究能帮助科学家理解为何有些人会患上相关疾病,但最常见的疾病是同时受到遗传以及诸如饮食和生活方式等环境因素的影响。通过表型组研究,可以确定环境和基因如何共同对生化过程产生影响,最终导致疾病。 新中心由伦敦帝国理工学院、伦敦国王学院以及沃特世公司和布鲁克等分析技术公司合作组建,并得到英国医学研究理事会(MRC)和英国国家健康研究所(NIHR)的资助。该中心位于帝国理工学院,由肿瘤外科主任Jeremy Nicholson教授出任总监。 Nicholson教授表示:&ldquo 人类基因组测序让很多科学家和公众为之振奋,但目前对癌症、糖尿病和心脏病等常见疾病的基因研究结果还达不到我们的期望。通过研究表型组,我们可以对基因、生活方式和环境产生的影响进行分析。而在疾病成因方面的研究将有助于我们更好地进行医疗保健。&rdquo MRC-NIHR表型组研究中心拥有价值数百万英镑的核磁共振和质谱设备,可以对人类血液和尿液的化学组成进行最为先进和准确的解读。这些设备可以检测由人体自身产生的、来自饮食和药物以及通过空气吸入的各种化学物质,例如脂肪、糖类、维生素和激素;甚至还能检测到天然存在于肠道中的不同类型细菌,这些细菌可能会对我们的健康造成影响。 新中心将会为全英国范围内的研究人员服务,提供快速、高效和高质量的人类表型组分析。 &ldquo 这项技术已被应用于医疗研究中,但仅限于小规模的研究。随着新中心的建立,我们将能够完整准确地获得多达几千人的生物分析结果,&rdquo 伦敦国王学院分析和环境科学系主任兼中心合作研究员Frank Kelly教授说道。 &ldquo 大规模开展表型组研究意味着我们可以将导致癌症、糖尿病和心脏病等疾病的遗传和环境因素一一分离开来。&rdquo 伦敦帝国理工学院流行病学和生物统计学系主任兼中心合作研究员Paul Elliott教授说道:&ldquo MRC-NIHR表型组研究中心为我们带来了前所未有的机遇,通过大规模应用核磁共振和质谱技术,可以对数千名接受长期健康状况监测的人士的血液和尿液样本进行分析,从而揭开其中潜藏的基因、环境和生活方式信息。&rdquo Nicholson教授补充道:&ldquo 这项技术还能让我们预测:随着时间推移,不同患者会对不同疗法产生怎样的反应。例如,我们可以快速辨别一位癌症患者的化疗是否有效果,如果无效,我们就换成另一种疗法,避免浪费宝贵的时间。我们收集到的数据表明,最终我们将能够根据表型组预测出哪种疗法会对哪些患者有效。&rdquo 受益于这项技术的第一批项目之一是对血压进行的一项研究,高血压是心脏疾病的主要风险因素。这项名为GRAPHIC的研究由莱斯特大学Nilesh Samani教授带领开展,旨在探索高血压的遗传学机制。该研究已经采集了2000名志愿者的血液和尿液样本,将会在MRC-NIHR表型组研究中心进行检测。 Samani教授将与中心工作人员一同检测样本中各种化学物质的类型和含量,然后再将结果与志愿者的血压、基因构成以及生活方式信息等已知数据进行比对。研究人员希望通过探索哪些化学物质与高血压或低血压相关,从而深入地了解这一复杂问题。 &ldquo 这个项目让我们感到十分欣喜。我们已经了解高血压部分由基因导致,部分由生活方式和环境因素导致,但却不清楚这些因素是如何在蛋白质和分子水平上相互作用,从而致使血压升高的。这项研究可以确定表型组与血压相关的重要变化,这样我们就能针对这些作用机制制定更好的疗法,&rdquo 英国心脏病基金会主席、莱斯特大学心脏病学教授兼NIHR莱斯特心血管生物医学研究组主任Samani教授表示。 该中心已经获得来自MRC和NIHR提供的一千万英镑经费供最初的五年内使用。 首席医疗官Dame Sally C. Davies教授表示:&ldquo 该中心空前强大的处理能力将为医疗研究人员打开一扇全新的窗口,让他们得以了解基因与环境之间的相互作用,从而促进诊断、治疗和个性化医疗保健的发展。这家在全球范围内独一无二的研究中心还将促进生命科学行业的研究合作,进而有望为国家的发展作出贡献。这对我们所有人而言会是一个双赢的局面。&rdquo 在最初的五年里,该中心还会对NIHR生物医学研究中心和部门研究人员已经收集的数千个样本进行检测。NIHR生物医学研究中心和部门在一流的NHS医院和大学之间展开了合作,致力于确保患者能够受益于时下最具前景的医学研究。 MRC首席执行官、英国皇家学会会员John Savill爵士教授表示:&ldquo 英国在生命科学领域拥有极其强大的研究能力和世界顶尖的专业知识,能够应用最新技术对患者和受试组等宝贵资源进行人体化学物质检测。MRC-NIHR表型组研究中心是一个珍贵的国家资源,它与行业建立了强大的合作关系,充分发挥英国生物科学领域的巨大潜力,最终为患者创造巨大利益。&rdquo 借助沃特世公司和布鲁克公司捐赠的设备,该中心还将建立一个先进的国际培训机构,可以让世界各地的学生、科学家和医生获得研究人类表型组所必需的分析技术实践经验。 沃特世公司总裁Art Caputo表示:&ldquo 能够参与这家一流的研究中心,有机会与这些杰出的合作伙伴共事,沃特世公司深感自豪。沃特世公司的使命就是推动科学发展,不断突破极限。我们深切期望该中心能让我们对疾病有更多的了解,为这一研究领域建立标准,并持续帮助我们改善世界各地人群的健康状况。在NIHR-MRC表型组研究中心,医疗健康创新永远没有极限。我们希望在不久的将来,在世界各地的附属中心也会呈现如此欣欣向荣的局面。&rdquo 布鲁克公司应用NMR业务开发总监Manfred Spraul博士表示:&ldquo 我们很高兴布鲁克尖端NMR解决方案的全自动分析功能可以帮助该中心推动这项大型筛查项目的进行。建立高通量系统是将NMR引入医疗保健环境的第一步,同时还能执行大规模的流行病学筛查。如今看到我们的技术可以对更为宽广的领域产生影响,这让我们感到十分振奋。由此实现的个性化分型将有助于进行更为准确的诊断,还将推动新药研发和靶向治疗取得进展。&rdquo
  • 大数据解码人类基因,精准医疗不再遥远!
    很多人都思考过这样一个问题:假如生命只剩下三天,应该怎样去过?  从生命价值角度考虑,这只是一种“假设” 但从生命本身来看,我们之所以这样假设,是因为人类对自己的生命充满了未知,谁都无法预测自己的生、老、病、死。而在信息技术推动下,人类基因其实可以告诉我们很多关乎生命的秘密。  从生命诞生的那天开始,每个人都有自己的基因,如果我们对这些潜在的基因数据进行分析,就能够精准的诊断出病源,比如:有人是癌症潜在患者,还有人是心、脑血管疾病易发人群。。。需要明确的是,知道这个结果并不重要,重要的是我们如何解决很多不确定性问题,说服患者接受这个结果,让其更好地去生活和工作,提高生命质量。  在欧美一些国家,个人基因组检测已非常流行。从一个人的出生到死亡,每一个过程的基因变化都很大,医疗机构通过追踪整个过程的基因数据,可以对人们进行健康指导或者用药指导,从而降低患病风险,也就是我们常说的“精准医疗”、“个性化医疗”等概念。在中国,个人基因组检测的普及程度还不够高 但未来,在信息技术的推动下,生命科学必然会成为新的爆发点,尤其是医疗大数据,将带来不可估量的价值。  为什么大数据会成为医疗行业关注热点?  “医学大数据的特点与其他领域一样,也是大、多、快。不同的是,医学大数据的‘大’要体现出‘全’,即全样本、全流程,全生命周期 多,是指‘内容多元、数据多态’ 快,则是要具备较高水平的采集、存储、处理能力,更强调在线、时效性,并且在运用方面还要具备非常强的关联分析能力。” 上海儿童医院院长于广军,分析了医疗大数据的复杂性。  在上海儿童医院,医疗大数据平台正在成为其重点构建对象,而上海儿童医院院长于广军本人就是“跨界操刀员”。去年12月,上海儿童医院成立了上海市转化医学协同创新中心分中心,主要做生物信息和大数据的处理平台。于广军还有另外一个身份,是国家卫生信息共享工程技术研究中心副主任。  那么,上海儿童医院为什么要关注大数据?肯定不是为了大数据而大数据,而是因为医院本身就是大数据的发源地!  首先,EMR电子病历系统的发展,不仅取代了传统纸质病历,更产生了大量和医疗相关的检查、化验数据,尤其是类似于医学影像这种非结构化信息,必须有效管理。其次,RHIO区域健康信息组织也让医院从单个机构发展到公共卫生、区域卫生信息化的更高层次,这其中也会产生大量的医疗数据。其三,omics组学时代的到来也进一步推动了大数据的发展。Omics组学不仅包括基因组学(Genomics),还有蛋白组学(Proteinomics),代谢组学(Metabolomics),转录组学(transcriptomics),脂类组学(lipidomics), 免疫组学(Immunomics),糖组学(glycomics )和 RNA组学(RNomics)学等,这些数据对医学研究将带来重大变革。  正是基于这些大数据,精准医疗才会成为可能。如果说我们之前的研究是基于医学问题、科学问题 而大数据时代,我们要关注基于数据驱动的研究。当然,大数据也涉及很多技术难点,包括机器学习、认知计算等,都要努力去跨域。为了实现精准医疗目标,我们需要进行全基因关联分析,这就需要临床决策支持系统必须给力,基于大量的临床数据建立个性化的治疗,要做特征值挖掘与高相似性的匹配。  上海儿童医院在2006年开始就在建设国内第一个大型跨医院的区域信息中心,该中心覆盖了38家三级医院,18个行政区,600多所公立医疗机构,诊疗事件累计2.1亿。基于这个平台,上海儿童医院可以开展大规模的数据研究,可以构建资源中心,同时要创建相应的知识库,做相应的服务系统研发。上海儿童医院还承担了科技部863计划,主攻是区域医疗、健康分析和应用系统的部分。比如,环境、气候与儿童就医是怎样一种关系。其实,儿童看病难不只是和医院的儿科医生短缺有关,和外部环境也有直接关系,季节更替会让很多儿童易患过敏性疾病、感染性疾病等,大数据会提供非常好的预测模型。  我们如何看待生命科学领域的未来?  毫无疑问,精准医疗一定是生命科学领域的未来。无论是产业界、医疗界、信息技术界,每个人都对这样的未来充满期盼。作为生命科学领域信息技术的提供者和创新者,英特尔一直在精耕细作,并在实践中不断突破。  2016年6月,英特尔携手合作伙伴推出了“英特尔精准医疗伙伴计划(Intel BioIT Partners)”,共同推进计算技术在生命科学和医疗领域的创新和应用。同时,英特尔公司与上海交通大学、上海市儿童医院,香港大学,北京诺禾致源生物信息科技有限公司,以及北京荣之联科技股份有限公司签署战略合作备忘录,合力推动精准诊断、疾病预防等创新服务的落地和实践。  “我们正在建设属于中国人自己的数据库 未来,我们可以不依赖美国或者欧洲人的数据库” 作为英特尔精准医疗伙伴之一,香港大学教授林德华,非常看好精准医疗未来发展前景。  香港大学与诺禾致源、英特尔等企业在生命科学研究领域已成为深度战略合作伙伴。香港大学的索引技术可以用在生物医学上,来处理序列数据。未来三家将创建一个联合实验室,对生态数据分析以及生物研究型数据进行深度研究。  作为行业创新和转型的引领者,英特尔致力于联合合作伙伴构建和完善精准医疗生态系统,以加速创新模式的落地。在今年4月深圳举办的英特尔信息技术峰会上,英特尔宣布基于阿里云平台部署的华大基因BGI Online实现全平台打通,并发布了针对英特尔至强E5处理器进行了优化的BGI Online基因计算一体机,帮助医疗机构更加高效、快捷的分析病患的基因数据。此次活动上,英特尔联合上海交通大学、上海市儿童医院签署战略合作备忘录,合作开发并培育“儿童健康协作云”(Collaborative Children’s Health Cloud, CCHC)平台,部署基于英特尔架构的浪潮基因组一体机及英特尔领导开发的研究工具。  英特尔公司生命科学事业部总经理Ketan Paranjape认为,在2020年实现24小时之内完成包括基因序列检测、数据分析、疾病诊断,以及制定个性化治疗方案在内的精准医疗的主要过程,并进而让精准医疗早日惠及大众,这是英特尔在精准医疗领域持续努力的方向。“为了促成这一愿景的实现,英特尔期待通过领先的云到端技术创新优势、丰富的产业协作经验和用户支持策略,加速生物信息技术与云计算、数据分析等先进信息技术的融合,并支持产业伙伴进行解决方案创新”,Ketan表示。  从大数据到海量数据,再到精准医疗 从计算到存储,再到医疗数据传输、医疗数据协同,信息技术和生命科学的结合已越来越紧密。相信,未来五到十年内,人类在很多不能跨越的领域会有新的突破,比如:癌症、心血管等疾病等,信息技术会帮助医疗行业突破挑战,给人类健康带来新的福音。
  • 重磅!严禁用于生育,科技部发布《人类基因组编辑研究伦理指引》
    近日,据科技部网站发布,为规范人类基因组编辑研究行为,促进人类基因组编辑研究健康发展,国家科技伦理委员会医学伦理分委员会研究编制了《人类基因组编辑研究伦理指引》,供相关科研机构和科研人员参考使用。世界卫生组织人类基因组编辑治理和监督全球标准专家咨询委员会成员、国家科技伦理委员会委员、中国医学科学院生命伦理学研究中心执行主任 翟晓梅带领她的团队编撰了这一指引。仍存巨大争议的人类基因组编辑技术人类基因组编辑技术在国际和国内都有巨大争议。一方面,受典型案例的影响,很多人一谈到对人的基因编辑就非常敏感,将其视为禁区;另一方面,有人质疑,基因编辑这样的好技术为什么不尽快应用造福人类。据相关报道,翟晓梅指出,贺建奎基因编辑技术应用行为的问题在于,从实质伦理学来看,科学上不安全,医学上不必要,在代际伦理问题上毫无意识;从程序伦理学上看,还反映出伦理审查的形式化,以及部门壁垒产生的监管上的困难和漏洞。贺建奎当时违反伦理的依据主要是2003年科技部和原卫生部联合印发的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》。而如今,人类基因组编辑研究有了国家级的伦理指引。基因组编辑技术快速发展,目前已广泛应用于生物医学研究,并为诊断、治疗和预防遗传性疾病提供了新的手段。人类基因组编辑研究涉及对人遗传物质的改变,风险难以预测,不仅关乎人类个体的尊严和福祉,还可能引发一系列伦理、法律和社会问题,对人类社会造成显著而深远的影响。为规范人类基因组编辑研究行为,促进人类基因组编辑研究健康发展,研究制定人类基因组编辑研究伦理指引。敲重点!基因编辑严禁用于生育对生殖细胞、受精卵或人胚进行基因组编辑研究时,严禁将编辑后的生殖细胞、受精卵或人胚用于妊娠及生育。体细胞基因组编辑临床研究的主要目的是治疗或预防疾病。体细胞临床研究应基于基础研究证据,进行必要的动物实验及临床前体外实验以获得开展临床研究所需的安全性、有效性循证。涉及人胚和胎儿体细胞的基因组编辑研究,还须审慎考虑并评估可能造成可遗传变异的风险,尤其是在人胚发育早期阶段,避免可遗传的基因组被编辑的风险。原文如下:人类基因组编辑研究伦理指引1. 目的基因组编辑技术快速发展,目前已广泛应用于生物医学研究,并为诊断、治疗和预防遗传性疾病提供了新的手段。人类基因组编辑研究涉及对人遗传物质的改变,风险难以预测,不仅关乎人类个体的尊严和福祉,还可能引发一系列伦理、法律和社会问题,对人类社会造成显著而深远的影响。为规范人类基因组编辑研究行为,促进人类基因组编辑研究健康发展,研究制定人类基因组编辑研究伦理指引。2. 术语2.1 基因组编辑(genome editing)指对细胞或生物有机体DNA进行特定改变的一种方法。2.2 体细胞(somatic cell)指身体组织中除了精子和卵子及其母细胞之外的细胞。2.3 生殖细胞(germ cell)指精子和卵子,以及在细胞谱系中可产生精子和卵子的细胞。2.4 生殖系基因组编辑(germ-line genome editing)指使生殖细胞、受精卵或胚胎的DNA产生改变的基因组编辑活动。3. 基本原则3.1 增进人类福祉增进人类福祉和促进社会繁荣是人类基因组编辑研究的原动力,也是人类基因组编辑的首要原则。该原则体现了以人为本的理念,从价值判断维度引导和促进人类基因组编辑研究沿着向善的轨道发展。3.2 尊重人开展人类基因组编辑研究活动应尊重人的尊严,保障研究参与者的知情权、隐私权和自主决定权等基本权益。使用人胚(embryo)的研究应基于科学依据并符合伦理要求。3.3 审慎负责开展人类基因组编辑研究必须审慎评估人类基因组编辑技术的使用条件,充分考虑其研究应用的科学价值与社会价值,并重点关注潜在风险,特别是临床研究时,应充分评估拟解决疾病的严重程度与潜在风险,在“行动优先”与“防范优先”两类立场之间寻求恰当的平衡。开展人类基因组编辑研究应坚持科学标准和专业规范,确保高质量的研究设计,有效的风险控制措施,全过程的风险监测,并接受恰当的监管。3.4 公平公正开展人类基因组编辑研究旨在促进科学知识的增长,满足公众尚未被满足的健康需求,促进社会公正和人群健康平等。应公平选择研究参与者,制定科学合理的纳入/排除标准,公平分配研究获益与风险。研究成果应被公平分配,能够惠及包括脆弱人群在内的相关群体。研究成果转化应优先考虑医疗领域新技术的可及性和可负担性,而不应仅由市场决定。3.5 公开透明开展人类基因组编辑研究应公开透明,建立利益相关方和社会公众的合理参与机制。在保护隐私和个人信息前提下,加强信息共享,客观准确公开研究信息和研究成果,减少重复研究,提高研究质量。4. 一般要求4.1 目的合理人类基因组编辑研究应具备重要的科学价值与社会价值。临床研究应仅限于以治疗或预防为目的的医学干预。禁止对研究参与者进行非医疗目的的基因组改变。4.2 保护研究参与者人类基因组编辑研究伴随着难以评估的、长期的甚至不可逆的风险,应确保对研究参与者的安全和基本权益的考量重于对科学知识增长及对未来人类健康获益的考量。4.3 研究资质及条件开展人类基因组编辑的研究人员应恪守科研规范,具备相应的专业能力和水平,经过专门的技能培训和伦理培训。研究团队及相关研究机构应具备满足研究要求的关键技术、研究条件和基础设施等。4.4 知情同意开展人类基因组编辑研究应获得研究参与者明确、有效的知情同意。知情同意书的内容和知情同意的获取过程应规范有效。如果研究过程中发现风险可能增加时,应再次获取研究参与者明示的知情同意。研究参与者为无民事行为能力者,应获得监护人的同意;研究参与者为限制民事行为能力者,应获得监护人的同意,并获得研究参与者的赞同。研究参与者可在任何阶段无条件退出研究。5. 特殊要求5.1 人类基因组编辑的基础研究和临床前研究对生殖细胞、受精卵或人胚进行基因组编辑研究时,严禁将编辑后的生殖细胞、受精卵或人胚用于妊娠及生育。开展涉及体细胞、生殖细胞、受精卵以及体外人胚等基因组编辑研究时,样本来源须合法合规,且应对使用这些样本的必要性和不可替代性予以充分说明,人胚体外培养等的剩余生物材料处理应遵守国际国内公认的伦理准则和技术标准。5.2 人类基因组编辑的临床研究5.2.1 体细胞基因组编辑临床研究体细胞基因组编辑临床研究的主要目的是治疗或预防疾病。体细胞临床研究应基于基础研究证据,进行必要的动物实验及临床前体外实验以获得开展临床研究所需的安全性、有效性循证。体细胞基因组编辑策略的使用,应有恰当的适应证,且必须与其他可替代治疗方法,如小分子疗法、生物制剂治疗、其他基因治疗等方法进行综合比较,对其安全性、有效性、可及性和卫生经济学等因素进行评估,充分论证体细胞基因组编辑临床研究的科学性和合理性。临床研究时,应特别关注是否有引起生殖细胞发生意外改变的证据。涉及人胚和胎儿体细胞的基因组编辑研究,还须审慎考虑并评估可能造成可遗传变异的风险,尤其是在人胚发育早期阶段,避免可遗传的基因组被编辑的风险。5.2.2 生殖系基因组编辑临床研究人类生殖系基因组编辑包括引入自然界存在的变异、产生完全新的可能有益的遗传改变等。由于这些基因改变将可能作为人类基因库的一部分传递给未来世代,因此需要更深入的伦理考量,包括但不限于:(1)编辑错误(脱靶)、编辑不完整的风险;(2)难以预测的有害影响,这些影响可能源自于目的基因组被编辑的过程中,与其他基因和环境的交互作用以及产生新的基因变异等;(3)改变的基因一旦被引入人类,将难以消除,并且不会仅仅保持在某一个社群或国家;(4)对某些群体的永久性基因“增强”,可能会有损人的尊严,加剧社会的不平等;(5)生殖系基因组编辑的临床研究,应特别考虑个体和未来世代存在携带变异基因的可能性;(6)使用生殖系基因组编辑技术对人类演化(evolution)/衍化(derivation)的影响。目前进行任何生殖系基因组编辑的临床研究是不负责任和不被允许的。只有在对获益与风险以及其他可供选择的方案进行充分理解和权衡,安全性和有效性问题得以解决,已获得广泛的社会共识,经严格审慎的评估并在严格监管下,才可考虑开展临床研究。本指引由国家科技伦理委员会医学伦理分委员会研究制定,定期评估,适时修订。 国家科技伦理委员会医学伦理分委员会2024年7月 主要参考文件[1] 《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》(2023)[2] 《科技伦理审查办法》(2023)[3] 《关于加强科技伦理治理的意见》(2022)[4] 《中华人民共和国刑法修正案(十一)》(2020)[5] 《中华人民共和国民法典》(2020)[6] 《中华人民共和国生物安全法》(2020)[7] 《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》(2019)[8] 《医疗技术临床应用管理办法》(2018)[9] 《生物技术研究开发安全管理办法》(2017)[10] 《人类辅助生殖技术管理办法》(2001)[11] 《基因工程安全管理办法》(1993)[12] Human genome editing: a framework for governance. (WHO, 2021) https://www.who.int/publications/i/item/9789240030060[13] Human genome editing: Science, ethics, and governance. (U.S. National Academy of Sciences, National Academy of Medicine, 2017).https://doi.org/10.17226/24623
  • 人类全基因组同步分析方法诞生
    德国马普分子遗传学研究所和柏林夏洛蒂医科大学医学遗传学研究所的科学家们成功发明了一种新分析方法&mdash &mdash &ldquo 外显子组序列世系过滤法&rdquo (descent filtering of exome sequence),该方法可以同时分析人类基因组的所有基因。   该方法首次应用于柏林一个家庭的三个孩子身上,他们患有罕见的智力缺陷遗传病&mdash &mdash 马布里综合症(Mabry Syndrome)。研究利用高通量测序方法从整个基因组找出了22000个基因,解码它们的序列并检查突变位点。最终,运用新的生物信息学分析方法,科学家将突变的数量限制到2个,而其中一个突变(PIGV突变)是最终导致马布里综合症发生的原因。马普分子遗传学研究所的Michal Ruth Schweiger形容这项工作就像&ldquo 大海捞针&rdquo 。PIGV基因发生了突变,导致某些蛋白质功能丧失,比如,使得碱性磷酸酶不能够与细胞膜表面结合。   相关论文发表在8月29日出版的《自然&mdash 遗传学》杂志上。这种新的基因组分析方法使得对极其罕见疾病中基因突变的鉴定成为可能,并向个性化的分子药物研发迈出了重要的一步。   相关方法:外显子组序列世系过滤法   完成人:斯蒂芬· 蒙德洛斯课题组 彼得· 罗宾逊课题组   实验室:德国马普分子遗传学研究所 柏林夏瑞蒂医科大学医学遗传学研究所 柏林-勃兰登堡再生疗法中心 荷兰圣&bull 瑞德邦德大学医学中心人类遗传学系 柏林夏瑞蒂医科大学医学免疫学研究所 日本大阪大学微生物疾病研究所免疫控制系 加拿大多伦多大学实验室医学与病理学系 澳大利亚悉尼大学分子与临床遗传学系
  • 汤富酬课题组实现基于单细胞测序数据的人类基因组从头组装
    随着三代测序技术(TGS,也即单分子测序技术)的发展,基于大量细胞的三代基因组测序数据被广泛应用于各种复杂大型基因组的组装,由于其读长相比于二代测序(NGS)技术有数百倍的增加,因此基因组中重复序列区域以及染色体重排等复杂结构变异区域都能被更好地组装出来。对于人类基因组的组装研究,端粒到端粒(T2T)联盟在2022年3月,使用纯合二倍体细胞系CHM13率先发布了首个完整的端粒到端粒的人类基因组参考序列CHM13v1.1。2022年3月,人类泛基因组联盟(HPRC)在预印本平台bioRxiv上发布了首个高质量人类杂合二倍体细胞系HG002的单倍型组装结果。目前,高质量的基因组组装通常依赖于大量细胞混合样本的三代测序数据,需要大量的基因组DNA(通常需要从数百万个细胞中提取几十微克基因组DNA),然而在基因组组装的实际应用中常常要面对两个困难:1、细胞群体中存在遗传异质性。基于大量细胞三代测序数据的基因组组装需要确保测序的样本中每个细胞的遗传背景高度一致,否则组装结果将很难区分同一个细胞内的不同单倍型基因组之间的差异和不同细胞亚群之间的基因组差异。只有降低或者消除细胞间的遗传异质性才能确保单倍型组装的准确性。但是,在人体正常组织样本中也常常广泛存在体细胞拷贝数变异(CNA)。与此同时,正常的人类细胞也会不断积累突变,同一块人体组织常常是由很多包含不同突变的细胞克隆组成。在癌症研究中,同一个肿瘤样本中不同癌细胞亚克隆之间的基因组异质性就更为明显。2、细胞数量稀少。在很多情况下,很难获取上百万个细胞以提取大量(几微克)基因组DNA。例如,在早期胚胎发育研究、司法检验、特别是在癌症基因组研究中(如循环肿瘤细胞、肿瘤活检样本、脑脊液中的肿瘤细胞、以及腹水中的肿瘤细胞等),能够获取的细胞数量常常很稀少,而且这些细胞很难在体外培养和扩增;即使偶尔可以培养扩增,也不能保证在体外培养扩增过程中其基因组不会进一步产生新的遗传变异。基于二代测序(NGS)平台的单细胞基因测序技术被广泛应用于微生物等简单小型基因组的组装。许多种类的细菌无法在实验室中培养,单细胞基因组测序可以与宏基因组学方法结合起来完成微生物的基因组组装。由于人类基因组结构、大小、以及复杂程度远超细菌等微生物,单纯使用基于二代测序平台的大量细胞基因组测序数据也无法组装出高质量的人类基因组参考序列(NG50很难达到Mb(百万碱基对)级别),那么使用少量DNA甚至单细胞基因组测序数据组装人类基因组则更具挑战性,它不仅需要基于三代测序平台的单细胞基因组长读长测序技术的支持,还需要合适的组装软件以及良好的生物信息学分析策略。2022年7月12日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)汤富酬课题组在Nucleic Acids Research发表了题为De novo assembly of human genome at single-cell levels的研究论文。该研究使用优化的SMOOTH-seq单细胞基因组三代测序技术,基于Pacific Biosciences(PacBio)HiFi和Oxford Nanopore Technologies(ONT)两种三代测序平台首次在单细胞水平上完成了Mb级连续性的人类基因组组装,并使用多种评价指标,充分探索了不同测序策略和组装工具对基因组组装结果的影响。1、全面优化了SMOOTH-seq单细胞基因组三代测序技术,使其同时适用于PacBio和ONT两种主流单分子测序平台。此前的SMOOTH-seq技术只适用于PacBio单分子测序平台,使用场景有较大的局限性。优化后的SMOOTH-seq技术既可以用于PacBio单分子测序平台,也可以用于ONT单分子测序平台,使用场景更加灵活,可以兼顾测序数据准确性和测序成本。2、使用hifiasm,Hicanu,wtdbg2等主流组装工具和95个单细胞的三代基因组测序数据(Pacbio HiFi平台),对人类慢性粒细胞性白血病(CML)细胞系K562进行了高质量基因组组装。组装出的主要叠连群(primary contig)的NG50(可覆盖50%的已知基因组区域的最短叠连群的长度)可达2.11Mb,也就是说在这个组装出的参考序列中,人类基因组中一半(15亿碱基对)以上的区域都被至少2.11Mb以上的叠连群覆盖了。最长叠连群可达14.12Mb,完整的通用单拷贝同源基因基准(Complete BUSCOs)比例接近95%,且大部分组织相容性复合体(MHC)位点(基因组上的一个有代表性的复杂区域,全长约6Mb)被成功组装出来(如图1所示)。图1. 95个K562细胞的基因组组装结果(Pacbio HiFi)3、使用hifiasm,Hicanu,wtdbg2等主流组装工具和人类正常二倍体细胞系HG002的157个单细胞的基因组三代测序数据(Pacbio HiFi平台)对人类基因组进行了高质量组装。组装出的主要叠连群(primary contig)的NG50可达0.65Mb,最长的叠连群可达6.82Mb,完整的通用单拷贝同源基因基准(Complete BUSCOs)比例接近91%。在使用此数据进行HG002的单倍型组装的过程中该研究发现经过指数扩增的基因组数据的k-mer分布会发生偏移,因此使用有双亲二代测序数据作为辅助的Trio-binning模式进行基因组单倍型组装结果更为准确。因此该研究分别使用Trio hifiasm和Trio Hicanu两种组织工具进行单倍型组装,得到的亲本叠连群的NG50可达0.3Mb左右,完整的通用单拷贝同源基因基准(Complete BUSCOs)比例均超过84%。通过比较HG002亲本六种经典人类白细胞抗原(HLA)位点的组装分型结果,Trio Hicanu能够正确组装出HLA区域的两个亲本的大部分基因位点(如图2所示)。图2. 157个HG002细胞的基因组组装结果(Pacbio HiFi)4、使用Flye,Necat,wtdbg2等主流组装工具和人类正常二倍体细胞系HG002的192个单细胞的三代基因组测序数据(ONT平台,低测序深度)对人类基因组进行高质量组装。研究发现,不同的组装工具对最终组装结果有很大影响,Flye展现出更为适合单细胞ONT三代测序数据的特性,组装出的叠连群的NG50可达1.38Mb,最长叠连群可达11.42Mb,完整的通用单拷贝同源基因基准(Complete BUSCOs)比例超过93%,多项指标都远超另外两个组装工具。同时组装结果能够补齐39个hg38版本的人类参考基因组中未组装出的缺口(gap)区域,其中14个区域在hg38中注释的长度超过50Kb(如图3所示)。图3. 192个HG002细胞以及30个HG002细胞的基因组组装结果(ONT)5、使用Flye,wtdbg2等组装工具和人类正常二倍体细胞系HG002的30个单细胞的三代基因组测序数据(ONT平台,高测序深度)对人类基因组进行高质量组装。为了探究仅使用极少量单细胞的基因组测序数据进行人类基因组组装的极限情况,该研究分别使用1个、10个、20个和30个单细胞尝试进行人类基因组组装,发现仅需要高测序深度的30个单细胞的基因组测序数据(平均基因组覆盖度~41.7%)就能完成叠连群 NG50高达1.34Mb连续性的组装。同时组装结果能够补齐38个hg38版本的人类参考基因组未组装出的gap区域,其中15个区域在hg38注释的长度超过50Kb(如图4所示)。图4. 30个基因组高覆盖度HG002细胞的基因组组装结果(ONT)6、通过对K562细胞系基因组的从头组装,该研究相比于使用原始单细胞基因组三代测序数据能更精准地鉴定出更多的基因组插入事件和复杂结构变异事件。对于K562这样的白血病细胞系,基因组从头组装之后是否能更好地鉴定出基因组结构变异(SV)事件是癌症研究中的重要问题。该研究分别使用hifiasm和Hicanu组装出的主要(primary)叠连群和替代(alternate) 叠连群来进行结构变异鉴定。发现组装后的叠连群比起原始单细胞数据直接比对能更准确地鉴定出基因组插入事件,召回率达到70%以上,精确度达到90%以上。同时,K562中的三对经典融合基因:CDC25A-GRID1、BCR-ABL1和NUP214-XKR3都能被精准地鉴定出来,而CDC25A-GRID1融合在原始单细胞基因组数据直接比对到参考基因组时是无法被发现的 (如图5所示) 。为了进一步验证基因组从头组装后找到的结构变异事件的准确性,该研究挑选了20个(14个插入事件,6个缺失事件)在组装后的叠连群中被鉴定到、但是在单细胞基因组原始测序数据直接比对到参考基因组时没有被鉴定出来的结构变异事件进行了PCR验证,准确率高达80%,证明了组装后的叠连群对结构变异事件的鉴定是精准可靠的(如图6所示)。图5. 组装后叠连群(contig)中结构变异事件检测的准确性 图6. PCR验证基因组结构变异事件的结果综上,为了解决基因组从头组装在实际应用中遇到的细胞遗传异质性和细胞稀缺性的问题,该研究使用优化的SMOOTH-seq技术在两种不同的主流三代测序平台上,采用不同的测序策略(高通量、低深度测序策略(multi-cells with low sequencing depth)和低通量、高深度测序策略(few-cells with high sequencing depth)),使用多种不同组装软件(hifiasm,Hicanu,wtdbg2, Flye,Necat等)、多个评价指标、以及不同组装策略,探讨了利用单细胞测序数据从头组装人类基因组的可行性,并确定了影响组装结果的主要因素,将基因组组装的分辨率提高到单细胞水平(少至30个单细胞)。未来随着单细胞测序技术和基因组组装策略的进一步发展,最终必将实现只用一个单细胞的测序数据就能组装出Mb级连续性的人类参考基因组的梦想。北京大学生命科学学院博士生谢昊伶以及北京大学前沿交叉学科研究院博士生李文为该论文的并列第一作者。北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授为该论文的通讯作者。该研究项目得到了北大-清华生命科学联合中心、国家自然科学基金委、北京市科技委和北京未来基因诊断高精尖创新中心的支持。论文链接:https://doi.org/10.1093/nar/gkac586汤富酬研究员简介:汤富酬,博士,北京大学BIOPIC/ICG研究员,国家“优青”(2013)、“杰青”(2016)。1998年本科毕业于北京大学,2003年在北大获得细胞生物学博士学位,2004-2010年间在英国剑桥大学Gurdon研究所从事博士后研究, 2010年回到北京大学组建实验室,主要从事人类早期胚胎发育的单细胞功能基因组学研究。在国际上率先系统发展了单细胞功能基因组学研究体系,并利用一系列技术体系对人类早期胚胎发育进行了深入、系统的研究,揭示了人类早期胚胎DNA去甲基化过程的异质性以及其他表观遗传学关键特征,发现了人类早期胚胎中基因表达网络的重要表观遗传学调控机理,为人们提供了一个全面分析人类早期胚胎表观遗传调控网络的研究框架,加深了对人类原始生殖细胞的发育以及表观遗传重编程过程的认识。
  • 第二届国际人类基因组编辑峰会将在香港举办
    p   第二届将于2018年11月27-29日在香港举办。该峰会会期预计三天,由香港科学院、英国伦敦皇家学会、美国国家科学院和美国国家医学院联合举办。第一届国际人类基因组编辑峰会曾于2015年在华盛顿特区举办。 /p p   近年来,基因编辑技术发展迅速,CRISPR等功能强大的编辑工具因为精确、简便等特性获得了爆发性的应用。但具体到人类基因组编辑,在应用伦理和技术管理等方面的诸多问题仍未得到完美解答。其中涉及到可遗传的基因编辑,以及治疗目的以外的基因编辑应用,更引起社会广泛忧虑。 /p p   第二届峰会将广泛召集基因编辑技术相关的各界人士,包括研究人员、伦理学家、决策部门、患者团体以及全球科学组织的代表等,继续推动相关的广泛讨论。 /p p   参与者将重点关注以下问题:一、自2015年首届峰会以来取得的科学进展 二、基因编辑应用于不可遗传的疾病治疗的进展 三、对生殖细胞基因编辑的科研状况及临床应用潜力 四、2015年首届峰会确定的技术挑战最新情况 五、制定国际监管框架的规划和前景 六、人类基因组编辑应用的可能伦理和社会问题 七、基因编辑话题的公众参与。 /p
  • 从人类基因组草图到完全图谱 ——论基因组重复片段研究
    从人类基因组草图到完全图谱——论基因组重复片段研究作者:李东卫,张玉波(中国农业科学院农业基因组研究所,“岭南现代农业”广东省实验室,深圳 518120)2001年发表的人类基因组草图并没有包含全部的基因组序列,直到二十年后,科学家们才正式宣布完成了人类全序列基因组图谱,这其中主要的技术障碍就是重复片段的测序工作。重复片段(segmental duplications,SDs)是指广泛存在于基因组中的大于1 kb且序列相似性超过90%以上的大片段。它们可以通过基因组重排及拷贝数变异产生新基因和驱动进化,其大量存在于子端粒中,并与哺乳动物细胞复制性衰老以及癌症等重要生物学过程密切相关,一直以来备受科学家关注。但是其序列特点使得常规的测序技术难以完全准确测出全部序列,是基因组组装工作的一个难点。人类基因组全图谱的完成将重复片段在生物体进化、延缓衰老、疾病治疗等方面的研究提供基础。本文将就重复片段的重要性,研究的技术难点,研究现状以及未来展望等方面展开论述。重复片段的重要性重复片段是基因组中序列高度相同的大片段,具有广泛的结构多样性。它们占人类参考基因组(T2T-CHM13)中的7.0%,长度为218 Mbp[2 ],在中心体及子端粒区域富集高达10倍。中心体所包含的5个典型重复为:α卫星,β卫星,CER卫星,γ卫星,CAGGG重复,以及重复子4。子端粒所包含的典型重复为:端粒相关重复(TAR)以及传统的(TTAGGG)n重复[4 ]。重复片段可以介导染色体重排,使常染色体和异染色体之间通过同源重组产生镶嵌类型的重复的染色质[5 ]。在最近新鉴定的人类重复片段中,Mitchell R等预测了182个新的候选蛋白编码基因,并使用T2T-CHM13基因组重构了重复基因(TBC1D3,SRGAP2C,ARHGAP11B),这些基因在人额皮质增生中具有重要作用,揭示了重复片段结构在人和他们近亲物种之间的巨大进化差异[6 ]。大量的染色体子端粒区含有重复片段[8 ]。复制性衰老被认为是一种抗癌机制,限制细胞增殖。长寿的有机体经历更多的细胞分裂,因此具有更高的产生肿瘤的风险。端粒酶能够增加端粒的长度,促进癌细胞不断增殖,因此长寿动物体细胞倾向于抑制端粒酶的活性,从而抑制肿瘤发生的风险[10 ]研究难点:大片段长度、多拷贝数、序列高度相似 重复片段的大的片段长度,多拷贝数以及序列的高度相似是长期以来其研究的难点。各种测序技术的发展致力于解决这个问题。重复片段长度范围是1到400 kb [12 ]。而且,标准的长读段校正工具,例如MUMmer 或Minimap2不能够有效的捕捉低相似的重复片段,也经常将重复片段与其它调控元件混淆[14 ],为重复片段的研究带来机遇。尤其是PacBio的HiFi读段,具有长读段的同时还具有较高的准确度。但是,很多重复片段的长度要比HiFi读段的平均长度要长,因此很难完全准确的进行组装[3 ]。染色体重排,尤其是染色质断裂常发生在高GC区域[16 ]。同时,在T2T-CHM13基因组基础上,Mitchell R等首次进行了全基因组重复片段的研究。与当前人类参考基因组(GRCh38)鉴定的167 Mbp复制片段相比,鉴定了更多的(218 Mbp)非冗余重复片段(图2 a, b)。新发现91%的重复片段能更好地代表人的拷贝数,通过与非人灵长类基因组相比,前所未有的揭示了人类和其它近亲在重复片段结构中的杂合性以及广泛的进化差异[17 ]。图2 T2T-CHM13中新鉴定的染色体内(a)与染色间(b)的重复片段[1 ]。利用重复片段解析衰老机制未来可期新组装的T2T-CHM13的拷贝数比GRCh38高9倍,因此它能更好的呈现人类拷贝数变异。通过鉴定新基因的拷贝数变异,可筛选相应的药物治疗靶点。例如,CHM13鉴定到LPA、MUC3A、FCGR2基因的拷贝数变异与疾病相关[1]。此外,对于尚具争议的疾病标志基因,例如乳腺癌中ESR1 基因[18],可以通过CHM13对其进行分子进化分析,进而鉴定其突变和扩增,确定其在乳腺癌中的作用。尽管端粒作为抗衰老靶标已研究多年,但是端粒长短变化与复制性衰老的关系仍不清楚。细胞减数分裂过程中端粒变短的机制是什么?重复片段拷贝数变异与端粒变短有无相关性?很多研究已证明端粒酶具有延长端粒长度的作用,具体的机制是什么?这些问题因此前端粒不能被准确测序而长期未解决。现在,人类基因组完全图谱已基本实现,相信这些谜团会很快解开。未来可以根据人类年龄增长过程中端粒重复片段的拷贝数变异,解析其抗衰老的机制。通过人为干预其拷贝数,可能用于探索生命的极限。1. Vollger MR, Guitart X, Dishuck PC, Mercuri L, Harvey WT, Gershman A, Diekhans M, Sulovari A, Munson KM, Lewis AM et al.Segmental duplications and their variation in a complete human genome. bioRxiv.2021:2021.2005.2026.445678.2. Prodanov T, Bansal V.Sensitive alignment using paralogous sequence variants improves long-read mapping and variant calling in segmental duplications. Nucleic Acids Research.2020 48(19).3. Bailey JA, Yavor AM, Massa HF, Trask BJ, Eichler EE.Segmental duplications: Organization and impact within the current Human Genome Project assembly. Genome research.2001 11(6):1005-1017.4. Courseaux A, Richard F, Grosgeorge J, Ortola C, Viale A, Turc-Carel C, Dutrillaux B, Gaudray P, Nahon JL.Segmental duplications in euchromatic regions of human chromosome 5: a source of evolutionary instability and transcriptional innovation. Genome research.2003 13(3):369-381.5. Giannuzzi G, Pazienza M, Huddleston J, Antonacci F, Malig M, Vives L, Eichler EE, Ventura M.Hominoid fission of chromosome 14/15 and the role of segmental duplications. Genome research.2013 23(11):1763-1773.6. Young E, Abid HZ, Kwok PY, Riethman H, Xiao M.Comprehensive Analysis of Human Subtelomeres by Whole Genome Mapping. PLoS genetics.2020 16(1):e1008347.7. Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J, Devon K, Dewar K, Doyle M, FitzHugh W et al.Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature.2001 409(6822):860-921.8. Seluanov A, Chen ZX, Hine C, Sasahara THC, Ribeiro AACM, Catania KC, Presgraves DC, Gorbunova V.Telomerase activity coevolves with body mass not lifespan. Aging Cell.2007 6(1):45-52.9. Bromham L.The genome as a life-history character: why rate of molecular evolution varies between mammal species. Philos T R Soc B.2011 366(1577):2503-2513.10. Shay JW.Role of Telomeres and Telomerase in Aging and Cancer. Cancer discovery.2016 6(6):584-593.11. Sharp AJ, Locke DP, McGrath SD, Cheng Z, Bailey JA, Vallente RU, Pertz LM, Clark RA, Schwartz S, Segraves R et al.Segmental duplications and copy-number variation in the human genome. American journal of human genetics.2005 77(1):78-88.12. Hartasanchez DA, Braso-Vives M, Heredia-Genestar JM, Pybus M, Navarro A.Effect of Collapsed Duplications on Diversity Estimates: What to Expect. Genome Biol Evol.2018 10(11):2899-2905.13. Numanagic I, Gokkaya AS, Zhang L, Berger B, Alkan C, Hach F.Fast characterization of segmental duplications in genome assemblies. Bioinformatics.2018 34(17):i706-i714.14. Vollger MR, Dishuck PC, Sorensen M, Welch AE, Dang V, Dougherty ML, Graves-Lindsay TA, Wilson RK, Chaisson MJP, Eichler EE.Long-read sequence and assembly of segmental duplications. Nature methods.2019 16(1):88-94.15. Rhie A, McCarthy SA, Fedrigo O, Damas J, Formenti G, Koren S, Uliano-Silva M, Chow W, Fungtammasan A, Kim J et al.Towards complete and error-free genome assemblies of all vertebrate species. Nature.2021 592(7856):737-+.16. Nurk S, Koren S, Rhie A, Rautiainen M, Bzikadze AV, Mikheenko A, Vollger MR, AltemoseN, Uralsky L, Gershman A et al.The complete sequence of a human genome. bioRxiv.2021:2021.2005.2026.445798.17. Zhu Y, Liu X, Ding X, Wang F, Geng X.Telomere and its role in the aging pathways: telomere shortening, cell senescence and mitochondria dysfunction. Biogerontology.2019 20(1):1-16.18. Tabarestani S, Motallebi M, Akbari ME.Are Estrogen Receptor Genomic Aberrations Predictive of Hormone Therapy Response in Breast Cancer? Iranian journal of cancer prevention.2016 9(4):e6565.
  • 首个完整无间隙人类基因组序列公布
    被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组测序再次取得重大进展:国际科学团队端粒到端粒联盟(T2T)发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列,首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。这是对标准人类参考基因组,即2013年发布的参考基因组序列(GRCh38)的“重大升级”。当地时间31日,《科学》杂志连发6篇论文报告这一成就。2001年2月12日,由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果;2003年4月15日,公布了人类基因组序列草图。然而由于技术限制,当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序,由高度重复、复杂的DNA块组成,其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。新的无间隙版本被称为T2T-CHM13,由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。增加了近2亿个碱基对的新DNA序列,包括99个可能编码蛋白质的基因和其中近2000个需要进一步研究的候选基因。这些候选基因大多数是失活的,但其中115个仍然可能表达。团队还在人类基因组中发现了大约200万个额外的变异,其中622个出现在与医学相关的基因中。此外,新序列还纠正了GRCh38中的数千个结构错误。具体而言,新序列填补的空白包括人类5条染色体的整个短臂,并覆盖了基因组中一些最复杂的区域。其中包括在重要的染色体结构中及其周围发现的高度重复的DNA序列,如染色体末端的端粒和在细胞分裂过程中协调复制染色体分离的着丝粒。新序列还揭示了以前未被发现的节段重复,即在基因组中复制的长DNA片段,已知其在进化和疾病中发挥重要作用。新序列还在识别和解释遗传变异方面具有重要改进,并揭示了关于着丝粒周围区域的前所未见的细节。这一区域内的变异性可能为人类祖先如何进化提供新证据。研究人员称,这一完整的、无间隙的序列对于了解人类基因组变异的全谱和了解某些疾病的遗传贡献至关重要。研究人员表示,下一阶段的研究将对不同人的基因组进行测序,以充分掌握人类基因的多样性、作用以及我们与近亲、其它灵长类动物的关系。【总编辑圈点】基因组的某些区域,其实是一遍又一遍的重复,这些重复区域包括细胞分裂中一些极其关键的部分,也包括可能帮助物种适应的新基因。在过去,所有这些重复使得科学家无法以正确的顺序“组装碎片”——就像高难度的、几乎每一块都相同的拼图,而人们不知道其中哪一块该放在哪,就在基因组图谱上留下了巨大空白。现在的最新成果不再有任何隐藏或未知的部分,或者也可以说,一个全新的基因宝库正在全人类面前徐徐打开。
  • 学者研发便携式生物纳米孔测序仪 仅口袋大小就能测人类基因组
    p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 《自然-生物技术》日前在线发表一篇论文,介绍了一种纳米孔装置。该装置仅有一个口袋大小,却可以测序和从头组装人类基因组。该研究报告了迄今为止最连续的人类基因组组装且仅使用了单一测序技术。 /p p   理解和解读人类基因组是现代医学的基石,人们一直希望可以尽可能多地测序基因组。此前,受速度、成本和测序系统有限等多种因素影响,这项工作令人望而生畏。虽然测序技术已有所改进,但要快速、低成本地组装人类基因组并保证高准确度和完整性,依然颇具挑战。 /p p /p p   为此,英国诺丁汉大学研究人员采用了一种便携式生物纳米孔测序仪,对人类GM12878细胞系基因组进行测序和组装,生成了91.2Gb的序列数据。利用这一方法,单个读长可长达882kb,使研究者能够分析过去利用最先进的测序方法也分析不了的人类基因组区域。填补了相关空缺,并提高其准确性。 /p p   据悉,“读长”指的是测序反应所能测得序列的长度,如果DNA序列长度高于“读长”,那么必须把DNA序列分割成长度在“读长”以内短序列才能测序。较长的“读长”,体现了测序技术的优势。 /p
  • 迄今最全面人类基因组测序完成,比原图增加2亿碱基对和2000多个基因
    最新测序的完整的人类基因组图谱。图片来源:英国《新科学家》网站20年前,科学家宣布读取了一个人的全部脱氧核糖核酸(DNA),其实,他们漏掉了少许。现在,由于读取DNA方法的改进,科学家终于可以从头到尾读取人类的全部基因组了!据生物预印本网站(biorxiv)近日报道,美国科学家对全部人类基因组30.55亿个碱基对进行了测序,与此前结果相比,新结果增加了2亿个碱基对以及2000多个基因。人类拥有数万个基因,它们储存于DNA分子中,基因信息以4种碱基(C、G、T和A)的形式存在,两个碱基相互配对形成碱基对。科学家于1990年启动了人类基因组测序项目,并于2001年公布了首个人类基因组草图。但当时不得不将基因组分成小段读取,然后重新组装在一起,而这样无法将一些高度重复的片段放回原位。随后遗传学家继续改进,但重点还是放在提高现有序列的精确度,而非增加新序列,仍有约8%的序列缺失或错误。新版本基因组由“端粒到端粒”(T2T)联盟绘制。该联盟由加州大学圣克鲁斯分校的卡伦米加和国家人类基因组研究所的亚当菲利皮领导。研究人员选择从一个被称为CHM13的细胞系中读取DNA。该细胞系来自水泡状胎块——一种妊娠失败情况,可以在实验室中培养这种细胞。菲利皮说:“CHM13的独特之处在于,它不是任何人的基因组。”普通人类细胞的每段DNA都有两个副本,往往存在重大差异,一个来自母亲,另一个来自父亲,这使得对DNA精确测序变得更加困难,因为要搞清楚什么是测序过程中的失误、什么是真正的差异非常棘手。使用CHM13避免了这个问题,因为两个副本几乎完全相同。为组装基因组序列,研究团队利用了两种技术:一种是能读取非常长(超过100万个碱基对)片段的测序技术;另一种是精确度极高、能处理差别极小的片段(比如同一个基因的多个副本)的技术。2020年7月,该团队公布了完整的决定性别的人类X染色体。现在,他们公布了完整的人类基因组,新版本比上一个版本增加了近2亿个碱基对以及2226个新基因,是自人类参考基因组首次发布以来进行的最大改进。
  • 3438项!2023年湖南省自然科学基金拟立项项目公示
    2023年03月29日,湖南省科技厅公示了2023年自然科学基金拟立项项目情况,其中包括100项杰青项目、100项优青项目、1019项面上项目、1067项青年基金、以及1152项联合基金,共计3438项拟立项项目(公示名单附后)。公示信息如下:按照创新型省份建设专项项目管理有关要求,经申报推荐、形式审查、专家评审、省科技厅党组会审议、省自然科学基金委员会审定等立项程序,对2023年湖南省自然科学基金项目拟立项3438项,现予以公示(公示名单附后)。公示期为2023年3月29日至4月4日(公示期5个工作日)。在此期间,如有异议,请将有关情况反馈至省科技厅,并提供必要的证明材料。以单位名义提出异议的,应提供书面材料并加盖本单位公章;个人提出异议的,应实名反映情况,并注明姓名和身份证号码。匿名或超出期限的异议不予受理。联系方式:监督与诚信处 0731-88988999机关纪委 0731-88988679邮箱:hnst-jg@kjt.hunan.gov.cn地址:长沙市岳麓大道233号科技大厦(邮编:410013)附件:2023年度省自科基金拟立项项目表.pdf湖南省科学技术厅2023年3月29日2023年度湖南省自科基金拟立项项目表(杰青项目)序号项目类别项目名称申报单位负责人1杰青基于新型超快光场的量子态调控研究中国人民解放军国防科技大学刘金磊2杰青天体物理磁场的测量技术与宇宙射线粒子的起源湘潭大学张建福3杰青Rb-Xe自旋体系量子调控与量子纠缠研究中国人民解放军国防科技大学汪之国4杰青手性自旋电子学中南大学郭爱敏5杰青拓扑超导体UTe2微区分辨电子结构中国人民解放军国防科技大学张超凡6杰青大规模约束优化问题的求解理论与高效算法湖南大学陈亮7杰青基于高稳定黑磷的应变可调偏振光湘潭大学祁祥探测性能及多场调控研究8杰青液晶流体简化Ericksen-Leslie方程组和Beris-Edwards方程组的若干数学问题中南大学刘桥9杰青含表面活性剂液滴蒸发问题的模型与算法研究及机理分析湘潭大学袁海专10杰青囚禁离子系统的相干性提升及量子相变模拟中国人民解放军国防科技大学张杰11杰青超声速爆震燃烧中国人民解放军国防科技大学蔡晓东12杰青高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料研究中南大学程义13杰青高比能钠离子电池及关键材料中南大学曹鑫鑫14杰青电催化碳氮偶联湖南大学陈晨15杰青二维MXene高效有机溶剂纳滤膜的设计与调控中南大学韩凯16杰青桥联轴手性联芳基化合物的催化不对称合成湖南师范大学杨星17杰青新型金属-路易斯酸催化剂的合成及其协同催化研究湖南大学程立杰18杰青微纳电化学湖南大学何勇民19杰青基于微电子器件的锌离子电池湖南大学张明20杰青不对称Janus结构聚合物/无机复合纳米材料湘潭大学刘益江21杰青柔性自支撑水系锌锰二次电池的构建、性能调控及界面作用机制吉首大学吴贤文22杰青CsMYB36介导的黄瓜果把长度调控网络研究湖南农业大学王春华23杰青炎症性肠病的致病机制研究湖南大学周俊24杰青新抗原特异性TCR-T细胞治疗南华大学伍代朝25杰青LcCCA1-LcCYP98A调控模块介导千金子对氰氟草酯节律性响应的分子机制湖南省水稻研究所王立峰26杰青雌核发育青鱼抗SVCV优势性状的分子机理湖南师范大学肖军27杰青线粒体自噬的分子调控机制及其对帕金森病治疗的意义研究湖南大学王立明28杰青林业生物质资源化湖南省林业科学院李辉29杰青戊糖片球菌调控断奶仔猪肠道氧化应激代谢产物的挖掘湖南师范大学尹佳30杰青番茄褪绿病毒介导转录因子ERF4与SKIP2互作调控叶绿素降解的分子机制湖南省植物保护研究史晓斌所31杰青橘小实蝇早期侵染柑橘的可视化仿生嗅觉融合判别机理与方法中南林业科技大学文韬32杰青山羊消化道微生物与宿主互作机理中国科学院亚热带农业生态研究所焦金真33杰青农林剩余物/镁系轻质复合材料异质界面拓扑黏结机制研究中南林业科技大学左迎峰34杰青重金属污染场地土壤修复中南大学杨卫春35杰青尾砂固结影响下大范围尾矿库失稳溃坝风险InSAR评估研究中南大学杨泽发36杰青海洋环境三维重构及精细化预报研究中国人民解放军国防科技大学王辉赞37杰青钨同位素示踪大规模钨成矿作用:以湖南典型钨矿床为例中南大学李欢38杰青土壤砷生物地球化学过程及修复中南大学吴川39杰青西太平洋副热带高压耦合机理与诊断预测中国人民解放军国防科技大学洪梅40杰青软岩边坡工程稳定性分析理论及控制长沙理工大学曾铃41杰青矿物浮选分离中南大学焦芬42杰青增材制造各向同性医用钛合金组织调控机制与性能优化中南大学吴宏43杰青复杂含铁冶金固废微波碳氢耦合还原中南大学彭志伟44杰青织构与原子团簇“双尺度微结构”协同强化的耐蚀耐损伤铝合金成形机理湖南科技大学陈宇强45杰青柴油车集成式排气后处理系统智能长沙理工大学吴钢监测与协同优化控制研究46杰青洲滩湿地高关注新污染物靶向修复湖南大学王侯47杰青力学超结构强非线性动力学与先进功能序构设计方法中国人民解放军国防科技大学方鑫48杰青环境功能材料修复湿地水体污染湖南大学熊炜平49杰青智能网联车辆运动控制湖南大学边有钢50杰青电力系统电磁暂态分析与过电压防护湖南大学孙秋芹51杰青新型高性能钨合金材料及其应用基础研究中南大学蔡青山52杰青非传统有色金属资源高效回收与材料化中南大学胡久刚53杰青轨道车辆轻质材料结构强度与动力学中南大学王中钢54杰青红土镍矿增值冶金与正极材料多级调控长沙理工大学李灵均55杰青金属矿山深部开采中南大学彭康56杰青减污降碳协同增效相融合的农业有机固废资源化及应用湖南农业大学张嘉超57杰青基于垂直氧化物沟道的离子晶体管及其人造视觉研究中南大学蒋杰58杰青低碳能源系统工程中南大学杨声59杰青极端风环境下拉索抗风性能研究中南大学敬海泉60杰青键合硫碳材料储能电化学湘潭大学吴天景61杰青环境风利用的平流层飞艇智能自主区域持久驻留控制方法中国人民解放军国防科技大学杨希祥62杰青直喷稀燃模式下氢/氨发动机燃烧及低排放控制技术研究湘潭大学左青松63杰青高性能有机光电器件的应用集成湖南大学姚奕帆64杰青基于液态金属及铋基纳米材料的电子器件的构筑与应用湖南大学黄璐65杰青交通伤损伤机理与防护设计湖南大学莫富灏66杰青新制式轨道交通桥梁抗风减振中国建筑第五工程局有限公司周帅67杰青多孔功能材料的可控制备理论与应用基础中南大学杨娟68杰青镁合金新型特种加工关键技术及应用基础研究湖南科技大学卢立伟69杰青高性能图查询湖南大学周旭70杰青面向云端融合架构的高效能调度理论与方法湖南师范大学童钊71杰青复杂数据的可视表达与交互可视分析基础理论与方法中南大学夏佳志72杰青级联有色冶金过程分层协调优化控制中南大学谢世文73杰青有色金属生产过程智能感知方法及应用中南大学周灿74杰青重大装备制造群智机器人动态规划与协同控制系统湖南大学谭浩然75杰青基于玻色采样的量子机器学习理论与方法中南大学石金晶76杰青高功率近单模准连续光纤激光器中国人民解放军国防科技大学王小林77杰青多情景“双碳”目标约束对生产率的中长期影响与动态监测研究湖南大学艾洪山78杰青电力用户接入价政策改革的社会福利效应研究湖南大学谢里79杰青模型-数据混合驱动下“华龙一号”核反应堆冷却剂系统故障诊断智能方法研究南华大学隋阳80杰青肠道菌群影响重症中暑多脏器功能衰竭的机制研究中南大学湘雅三医院袁芳芳81杰青三核苷酸重复扩展疾病发病机制及治疗中南大学湘雅医院刘琼82杰青PRMT1和PHD2蛋白氧化修饰在胰腺炎“炎癌”转化过程中的作用及机制研究湖南省人民医院(湖南师范大学附属第一医院)谭超超83杰青降钙素基因相关肽受体CRLR/RAMP1在生发中心形成及系统性红斑狼疮发病中的作用及其分子机制中南大学湘雅二医院龙海84杰青中药来源抗结直肠癌活性天然产物的药物化学与化学生物学研究中南大学邓旭85杰青“脑-骨轴”介导的多器官衰老调控机制研究中南大学湘雅医院陈春媛86杰青ProBDNF/SORT1介导的巨噬细胞脂代谢重编程在类风湿性关节炎中的作用及机制研究中南大学湘雅二医院胡招兰87杰青皮肤黑素瘤免疫逃逸与免疫治疗抵抗的机制研究中南大学湘雅医院荔辉88杰青TET1通过调控Nurrl在多巴胺能神经元发育中的作用研究中南大学湘雅医院杰青恶性肿瘤发生与治疗微流控仿生分析芯片系统中南大学刘文明92杰青组
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