李偉

博物館中的進(jìn)化論

丹麥?zhǔn)锥几绫竟钪木包c(diǎn)就是看海邊的美人魚像。但是有另外一個(gè)地方，常常被忽略，卻能令人大開眼界。這就是丹麥的自然歷史博物館。這座博物館包括了三個(gè)分館：動(dòng)物博物館、地質(zhì)博物館和植物博物館。最有特色、藏品最出眾的，當(dāng)屬動(dòng)物博物館。

動(dòng)物博物館的中心是一副巨型的梁龍骨架，它有17米長(zhǎng)，超過10米高，是世界上保存最完整的6具恐龍化石之一，其40%的骨架都是由原始化石組成。這個(gè)比例在所有博物館藏品中是最高的。2009年，古生物學(xué)家萊蒙德的兒子，在美國懷俄明州的采石場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了此具梁龍骨架。骨架被挖掘出之后在鹿特丹被修復(fù)組合，并進(jìn)入拍賣市場(chǎng)。丹麥自然歷史博物館以超過650萬美元的巨資買了下來，成為博物館的標(biāo)志性展品。

哥本哈根自然歷史博物館的工作人員在安裝鯨骨架，這頭鯨長(zhǎng)14米，體重超過30噸

博物館的另一大特色是對(duì)鯨骨骼標(biāo)本的收藏。丹麥地處北歐門戶，世界第一大島——格陵蘭島在其管轄之內(nèi)，鯨資源非常豐富。經(jīng)常有鯨擱淺于格陵蘭的海灘上，因此丹麥科學(xué)家有更多的機(jī)會(huì)取得這些龐然大物的標(biāo)本。展館中就陳列有藍(lán)鯨骨骼標(biāo)本，全長(zhǎng)十幾米，頭骨有鏟車那么大。鯨的心臟就像一口巨大的鐘，掛在充滿保存液的玻璃缸中展出。其實(shí)，被展出的藍(lán)鯨骨骼在其家族中只能算是普通身材。作為地球最大的生物，其身長(zhǎng)可以達(dá)到30余米。我們?cè)诓┪镳^的倉庫里就看到了更大的藍(lán)鯨骨骼，像一列小火車。

丹麥動(dòng)物博物館展示了許多特有的極地物種，如北極熊、馴鹿、麝牛，還有復(fù)原的猛犸等等。科學(xué)家們并非簡(jiǎn)單陳列，而是力圖以進(jìn)化論的體系與邏輯構(gòu)建展覽。比如在鯨的展室中，還展室了牛、羊等偶蹄類動(dòng)物。達(dá)爾文在環(huán)游世界時(shí)，已經(jīng)知道鯨并不是魚而是哺乳動(dòng)物，但他并不知道是哪些哺乳動(dòng)物進(jìn)入海洋后，演化成了鯨，也就是說鯨的進(jìn)化路徑并不清楚。這個(gè)問題也困擾了生物學(xué)家許多年。

直到近些年基因測(cè)序技術(shù)大規(guī)模使用后，科學(xué)家們通過對(duì)基因的研究和比對(duì)后才發(fā)現(xiàn)，我們最常見的牛羊等偶蹄類動(dòng)物，和鯨有相近的親緣關(guān)系。它們是鯨的近親。后來在孟加拉發(fā)掘出一種古生物化石，通過對(duì)化石DNA的提取和測(cè)序，它被認(rèn)為是鯨的進(jìn)入大海的祖先。這個(gè)我們從沒見過的遠(yuǎn)古生物也被丹麥科學(xué)家們復(fù)原出來，做成了模型：它就像一只狼，但沒有了耳朵，有著鋒利的牙齒，身體更具流線型，手腳都長(zhǎng)出了蹼，而尾巴則像蜥蜴。

華大基因?yàn)榈渼?dòng)物博物館的科學(xué)家們提供了技術(shù)支持。合作主要在生物多樣性方面，包括鴿子基因組、螞蟻基因組、社會(huì)動(dòng)物行為遺傳的研究等，發(fā)表了一系列的文章。至今最突出的成果，是2014年在《科學(xué)》上以?？问桨l(fā)表的鳥類基因組系統(tǒng)演化史項(xiàng)目，該項(xiàng)目徹底解決了現(xiàn)代鳥類起源和演化的歷史爭(zhēng)議，是演化生物學(xué)的一次重大飛躍。

“物種從何而來、如何演化、如何發(fā)展，是生物演化研究中最基礎(chǔ)的問題?；蚪M的應(yīng)用使我們得以重現(xiàn)歷史，回答這些最根本的科學(xué)問題?！比A大基因科學(xué)家張國捷說，“這是迄今為止對(duì)同一類群物種最大規(guī)模的基因組演化歷程分析，也是我們利用比較基因組學(xué)揭示生物宏觀演化歷史的重要一步?！?/p>

Jon Fjelds？教授是張國捷在丹麥動(dòng)物博物館的合作伙伴。Jon留著長(zhǎng)長(zhǎng)的胡子，與達(dá)爾文有幾分相似。他不僅是一名出眾的生物學(xué)家，也是一名畫家——為各種鳥類畫插圖。這些精美插圖被應(yīng)用于《科學(xué)》雜志上。在他龐大的標(biāo)本倉庫中，最重要的收藏是一只渡渡鳥的頭骨和完整的內(nèi)臟標(biāo)本。渡渡鳥早已滅絕，世界上只有兩處博物館保存著渡渡鳥化石。

Jon向我們解釋，鳥類是白堊紀(jì)物種大滅絕事件中的幸存者，其后它們?cè)诙唐趦?nèi)經(jīng)歷了一次超級(jí)物種大爆發(fā)。然而，現(xiàn)代鳥類的演化歷史和親緣關(guān)系，這一最基本的問題卻是困擾了學(xué)界數(shù)世紀(jì)的未解之謎。另外，鳥類快速演化形成了超過1萬個(gè)不同物種，產(chǎn)生這些鳥類生物多樣性背后的分子機(jī)制也知之甚少。

為了回答這些問題，華大基因與眾多科學(xué)家組成的國際鳥類基因組聯(lián)盟，共同完成了48只鳥類物種的基因組測(cè)序、組裝和全基因組比較分析。這48只鳥包括烏鴉、鴨、隼、鸚鵡、企鵝、朱鹮、啄木鳥、鷹等，囊括了現(xiàn)代鳥類的主要分支。

哥本哈根自然歷史博物館展出了很多極地動(dòng)物，以進(jìn)化論為主線構(gòu)建了展覽的陳列

之前所有試圖重建鳥類演化樹的努力，無論是用部分DNA測(cè)序，還是使用解剖學(xué)、行為學(xué)的特征都遇到很多的困難，所得到的演化樹之間充滿矛盾。研究人員表示，現(xiàn)代鳥類在早期發(fā)生了快速的物種形成大爆發(fā)，因?yàn)檫@一快速擴(kuò)張的時(shí)間很短，沒有演化出足夠多的序列差異，因此很難區(qū)分早期分支的親緣關(guān)系。為了估計(jì)鳥類之間的關(guān)系圖譜和分化時(shí)間，研究人員決定采用全基因組的信息來構(gòu)建鳥類的物種演化樹。

作為研究重要成果，這棵新的鳥類演化樹徹底解決了鳥類的早期分支問題，還對(duì)一些曠日持久的相關(guān)爭(zhēng)議給出了確切的答案。比如，新發(fā)現(xiàn)確認(rèn)了水生鳥類有三次獨(dú)立的起源;主要的陸生鳥類如鳴鳥、鸚鵡、啄木鳥、貓頭鷹、鷹、隼等都來自同一祖先;這種祖先的鳥類是頂級(jí)的捕食者，它同時(shí)也是一種在美洲已滅絕的巨型恐鳥的祖先。

全基因組分析結(jié)果提示，現(xiàn)代鳥類的擴(kuò)張發(fā)生在6600萬年前的大滅絕事件前后。這次物種大滅絕事件殺死了地球上的所有恐龍，只有部分鳥類存活了下來。之前的一些研究推測(cè)現(xiàn)代鳥類的擴(kuò)張應(yīng)該發(fā)生在大滅絕事件之前的1000萬年到8000萬年，而全基因組分析的結(jié)果推翻了之前的結(jié)論。

基于這些基因組數(shù)據(jù)，研究者認(rèn)為僅有很少的鳥類從大滅絕事件中存活了下來。后來這些鳥類逐漸演化出了1萬多種新鳥綱（Neoaves）鳥類，95%的現(xiàn)存鳥類來自這一新鳥綱鳥類。大滅絕事件釋放的環(huán)境也許為鳥類新物種的形成創(chuàng)造了良好條件，導(dǎo)致它們?cè)诓坏?500萬年的時(shí)間里快速產(chǎn)生了很多新物種，在很大程度上也解釋了為何現(xiàn)代鳥類具有如此豐富的多樣性。

基因組測(cè)序技術(shù)日漸成熟、成本下降，以及構(gòu)建演化樹計(jì)算方法和比較基因組學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，這些條件使研究人員能更好地解決這些科研難題。

上圖：哥本哈根大學(xué)的艾斯克（左）是丹麥的學(xué)術(shù)明星。他通過研究古DNA探索生物演化的歷史進(jìn)程下圖：丹麥生物學(xué)家吉爾伯特教授通過基因測(cè)序研究鳥類的進(jìn)化線索。他也是一名畫家——為各種鳥類畫圖

2015年6月，研究項(xiàng)目進(jìn)一步擴(kuò)展到所有鳥類，啟動(dòng)了“萬種鳥類基因組”項(xiàng)目，預(yù)期在5年內(nèi)建構(gòu)1.05萬種現(xiàn)生鳥類的基因組圖譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)鳥類生命之樹的數(shù)字化重建。這是國際上首次對(duì)同一大類群的所有現(xiàn)生物種進(jìn)行完整的基因組研究。

用基因組研究歷史

哥本哈根大學(xué)的艾斯克（Eske Willerslev）教授是丹麥的學(xué)術(shù)明星，在電視上經(jīng)常能看到他的演講或?qū)λ牟稍L。他是大學(xué)地質(zhì)遺傳研究中心的主任，研究方向是古DNA和生物演化。如果說歷史學(xué)家只能講述最近四五千年的故事，考古學(xué)家的視野再遠(yuǎn)一些，可以描述一兩萬年前的狀況，那么作為古DNA研究者，艾斯克將目光深入到幾十萬年前的生物世界。他最古老的一份研究樣本取自70萬年前一具被冰封的古馬骨骼。

艾斯克的辦公室里貼著一張2010年《自然》雜志的封面海報(bào)。封面文章是他與華大基因的合作成果，他們完成了世界上首個(gè)古人類基因組項(xiàng)目。從格陵蘭島上4000多年前薩卡克（Saqqaq）文明的一個(gè)古人類的頭發(fā)中，艾斯克提取出細(xì)胞核DNA碎片，做出了世界首例古人類全基因組的深度序列測(cè)定和解讀。這篇文章引起了巨大反響。

他對(duì)于古DNA的研究始于1999年?！白铋_始的時(shí)候?yàn)榱双@得古DNA，我們?cè)诒睒O地區(qū)打冰柱，研究冰柱里面的DNA序列?！卑箍苏f，“通過冰柱不僅可以獲得植物的DNA，還有各種微生物DNA，偶爾也能發(fā)現(xiàn)動(dòng)物DNA?！边@一學(xué)科可以研究古代環(huán)境的變化如何對(duì)生物體產(chǎn)生影響。很長(zhǎng)時(shí)期以來，科學(xué)家們只能通過化石標(biāo)本的外形來判斷標(biāo)本是什么物種，對(duì)多數(shù)殘缺的樣品而言，推測(cè)往往很困難。植物的化石可以保存得比較完整一點(diǎn)，但是動(dòng)物的化石保存下來非常困難。

2010年之后，由于新基因測(cè)序技術(shù)獲得重要發(fā)展，艾斯克發(fā)現(xiàn)許多研究工作可以借助基因測(cè)序取得突破，讓想象成為可能。其中就包括關(guān)于格陵蘭島原住民的遷徙問題，他們究竟是來自亞洲還是來自歐洲？這個(gè)問題爭(zhēng)論了很多年。

艾斯克此前在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)了一個(gè)古人頭發(fā)的樣品。“當(dāng)時(shí)我和華大基因的同行討論后，決定用新的測(cè)序技術(shù)來研究這一樣品，但是那時(shí)候很多人覺得這是不可能的工作。因?yàn)樵诠艠悠防铮艿降奈廴痉浅?yán)重，樣品里會(huì)有很多的微生物污染，所以絕大部分的樣品里都是微生物的DNA，不可能拿到人的DNA?！卑箍苏f。

在古DNA研究里有兩個(gè)很重要的挑戰(zhàn)，一個(gè)是微生物污染問題，另一個(gè)就是在制備DNA樣品時(shí)，絕對(duì)要避免引入現(xiàn)代人的DNA。因?yàn)槿嗽诓僮鳂悠愤^程中，實(shí)驗(yàn)者可能會(huì)把自身的DNA混雜進(jìn)去。此前發(fā)表過很多人類古DNA的文章，但后來發(fā)現(xiàn)許多都是現(xiàn)代人的污染，而不是一個(gè)真實(shí)的古人DNA?！八晕覀冮_發(fā)了一個(gè)新技術(shù)，叫DNA指紋技術(shù)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中DNA的變化過程，以防止在實(shí)驗(yàn)操作過程中，會(huì)有現(xiàn)代人的樣品和環(huán)境微生物DNA混雜進(jìn)來，這個(gè)技術(shù)本身就是一個(gè)重要的突破。”艾斯克解釋說。

另一個(gè)問題是，此之前的古DNA研究?jī)H能得到200個(gè)左右堿基長(zhǎng)度的DNA序列。但實(shí)際上如此少的DNA片段，沒有辦法告訴我們太多的有用信息。現(xiàn)在通過新的測(cè)序技術(shù)，我們可以一下子研究整個(gè)基因組序列。

經(jīng)過反復(fù)嘗試，艾斯克和華大團(tuán)隊(duì)通過各種方法的改進(jìn)，最后終于獲取到了格陵蘭古人的DNA樣品。所以這篇文章發(fā)表后引起了很大的轟動(dòng)，是當(dāng)時(shí)全世界第一個(gè)最完整的古人全基因組序列。“也就是說我們可以像研究現(xiàn)代人DNA序列一樣，來研究古代人DNA序列。這樣就有了可比性。例如我們可以搞清楚，在人類的遷徙過程基因交流有怎樣的變化。這是一個(gè)重要的技術(shù)性突破，有了這個(gè)技術(shù)之后我們就可以攻克很多有趣的難題。”艾斯克說。

他很快又將這一研究方法擴(kuò)展到大洋洲，希望搞清楚大洋洲古人類的緣起。他們是從非洲直接遷徙過來的，還是來自東亞？他通過對(duì)一個(gè)大洋洲古人的毛發(fā)獲得了首個(gè)大洋洲古人的全基因組序列。再通過與其他人類群體比較后發(fā)現(xiàn)，大洋洲古人包含了非洲和亞洲兩個(gè)族源，此前兩種假說都成立。

另一項(xiàng)研究是關(guān)于歐洲人的演化歷程——到底是先于亞洲人，還是后于亞洲人？同樣，亞洲人的演化過程，與美洲人是否同步，還是先有亞洲人，再有美洲人？通過基因測(cè)序及比對(duì)，他們發(fā)現(xiàn)早期人類遷徙是一個(gè)很快速的過程，當(dāng)人類祖先走出非洲后，很快就分布到了全球各個(gè)區(qū)域。艾斯克團(tuán)隊(duì)最近發(fā)表了一篇文章，研究了100多個(gè)青銅時(shí)代的古代歐洲人的DNA樣品，發(fā)現(xiàn)在那時(shí)期的歐洲人群里已經(jīng)有了非常大的多樣性，甚至已經(jīng)有中東地區(qū)的人群混雜在當(dāng)時(shí)歐洲人中，說明當(dāng)時(shí)人群遷徙如同今天一樣，是很頻繁的現(xiàn)象，這是超乎意外的發(fā)現(xiàn)。

在動(dòng)物演化方面，艾斯克對(duì)馬骨骼化石碎片進(jìn)行了基因組測(cè)序。這副化石深埋于加拿大育空領(lǐng)地薊溪遺址（Thistle Creek）古老的永久凍土層，有70萬年的歷史，是目前世界上最古老的可以獲得基因組序列的樣品。這項(xiàng)研究為包括遠(yuǎn)古人類在內(nèi)的諸多已滅絕物種的基因組圖譜繪制奠定了重要的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。2014年為華大基因啟動(dòng)的北極熊基因組測(cè)序研究項(xiàng)目提供了珍貴的北極熊群體樣品，該研究以封面故事發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，揭示了北極熊適應(yīng)北極極地氣候之謎。

艾斯克團(tuán)隊(duì)最近的一項(xiàng)工作，是通過古DNA研究導(dǎo)致病原菌的演化過程。他們?cè)诠湃说难例X里發(fā)現(xiàn)許多微生物，其中有很多是病菌或者病毒。通過跟現(xiàn)代病毒的比較，可以完整地看到這種病毒不斷變化的過程。

黑死病曾是人類的噩夢(mèng)，在歷史上多次爆發(fā)。但是在更遠(yuǎn)更古老的人類樣品里，他們也發(fā)現(xiàn)了這些病菌的存在。因此，這些病毒并非只是在中世紀(jì)爆發(fā)時(shí)才開始產(chǎn)生，在遠(yuǎn)古時(shí)代就已經(jīng)存在了。通過古DNA的技術(shù)，還可以揭開病毒或者細(xì)菌的逐漸演化的過程?！坝幸恍┎《驹缦葧r(shí)候非常致命，人一旦被感染，就會(huì)很快死去。但是宿主沒有了，對(duì)病毒的繁殖和擴(kuò)散也不是有利現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致病毒的滅絕?！卑箍私忉屨f，“慢慢地，在歷史演化過程中，病毒本身也在不斷地演化，演化產(chǎn)生一些變異，能夠使人更好地耐受，直到它傳播給其他個(gè)體后，之前的宿主才會(huì)死?！庇谑峭ㄟ^對(duì)古代病毒和現(xiàn)代病毒序列的比較，以及古今人類基因組變化的規(guī)律，就可以看到宿主和病毒有共同變化的趨勢(shì)，這對(duì)研究現(xiàn)代病毒的變異也很有借鑒意義。

個(gè)體化醫(yī)療

Jan Staffan Normark先生曾擔(dān)任諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)秘書長(zhǎng)，他也是一位著名的遺傳學(xué)家。每年給獲獎(jiǎng)?wù)叽螂娫?，通知獲獎(jiǎng)的消息，是Staffan的一項(xiàng)重要工作。由于時(shí)差原因，獲獎(jiǎng)?wù)卟灰欢艿谝粫r(shí)間接到電話。但為了公正性，委員會(huì)必須盡快通知獲獎(jiǎng)科學(xué)家。所以每到這個(gè)時(shí)候，Staffan就會(huì)為自己準(zhǔn)備一些零食，一邊打電話一邊消磨時(shí)間。在辦公室里，評(píng)委們都會(huì)有一張正襟危坐的畫像，而Staffan的畫像則是蹺著二郎腿吃零食的形象。

Staffan告訴我們，諾貝爾獎(jiǎng)的評(píng)獎(jiǎng)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：第一是新的發(fā)現(xiàn);第二是對(duì)新發(fā)現(xiàn)的價(jià)值認(rèn)定。有的成果很快就被認(rèn)為極具價(jià)值，而另一些則過了多年之后才重獲認(rèn)可。這也能解釋為什么在青蒿素發(fā)現(xiàn)30多年后，屠呦呦才走上諾獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。

如果把時(shí)間軸拉長(zhǎng)到最近半個(gè)多世紀(jì)，不難發(fā)現(xiàn)，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的“價(jià)值”，始終圍繞著以基因研究為重心的遺傳學(xué)領(lǐng)域。迄今為止，只有四人曾經(jīng)兩度獲得諾貝爾獎(jiǎng)，而其中就有兩人是因?yàn)檫z傳學(xué)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)而得獎(jiǎng)。弗雷德·桑格兩度獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，萊納斯·鮑林獲得化學(xué)獎(jiǎng)及和平獎(jiǎng)。這項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)得主的名單就像一份遺傳學(xué)發(fā)展史的名人錄：摩根、繆勒、比德爾、泰特姆、克里克、沃森、威爾金斯、尼倫伯格、莫諾、史密斯、巴爾的摩，還有科恩。

如同兩獲諾獎(jiǎng)的英國生化學(xué)家桑格所說：“從1943年開始，（基因測(cè)序）這個(gè)主題就成了我的研究重心，這源于這項(xiàng)工作固有的魅力和我自身的信念，因?yàn)槲疑钚艤y(cè)序?qū)斫馍镔|(zhì)非常重要?！?/p>

目前最受諾獎(jiǎng)青睞的領(lǐng)域當(dāng)屬個(gè)體化醫(yī)療，仍舊與基因研究密切相關(guān)。

個(gè)體化醫(yī)療，又稱藥物基因組學(xué)，也就是說藥物是根據(jù)患者的基因組定制的。目前，大多數(shù)藥物要么適合所有人服用，要么誰都不能用。參與藥物測(cè)試的患者都是隨機(jī)選取的，只有測(cè)試結(jié)果顯示該藥物在大規(guī)模樣本中安全有效，才能投放市場(chǎng)。

藥物基因組學(xué)有望改變這一狀況。不同藥物的代謝方式受到遺傳因素的影響，隨著科學(xué)家逐步解讀出這些因素，醫(yī)生應(yīng)該有可能在將來據(jù)此為患者開藥。基因檢測(cè)結(jié)果應(yīng)該能夠幫助醫(yī)生預(yù)見哪些病人對(duì)哪類特定的藥物反應(yīng)最好。此外，它還可以指引醫(yī)生避開會(huì)使特定DNA患者產(chǎn)生不良反應(yīng)的藥物，從而讓治療變得更加安全。

瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院的研究員賀兵博士，正在與華大基因合作，通過全基因測(cè)序的方法去研究糖尿病腎病的遺傳因素。他畢業(yè)于武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院，1998年獲瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院博士。糖尿病是一種世界范圍內(nèi)的嚴(yán)重疾病，很多糖尿病患者會(huì)導(dǎo)向腎病，并引發(fā)腎衰竭。“這狀況可能由多種因素所致，但有明確的遺傳傾向。例如并非所有糖尿病人都會(huì)發(fā)生腎病，有家族史的危險(xiǎn)倍增。”賀兵說。

他的團(tuán)隊(duì)正在從世界上一型糖尿病發(fā)病最高的芬蘭，收集了近90對(duì)兄弟/姊妹家庭的DNA樣品：二者均患糖尿病，但只一人有腎病，另一人無腎病為對(duì)照。DNA樣品由華大基因完成全基因組測(cè)序，以及序列結(jié)果的前期質(zhì)控分析和處理。目前重點(diǎn)分析蛋白編碼區(qū)以及相關(guān)的調(diào)控區(qū)的突變，初步的發(fā)現(xiàn)將進(jìn)行第二輪更大樣品量（2500病人和3000對(duì)照）的統(tǒng)計(jì)學(xué)證實(shí)。最可能的致病突變進(jìn)一步引入糖尿病小鼠的基因組，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上最后證實(shí)是否發(fā)生類似人的腎病。目前賀兵的研究正在密切觀察小鼠的腎臟變化。如果能夠找到糖尿病腎病的基因，則可以對(duì)相關(guān)人群進(jìn)行檢查和早期干預(yù)，并研制針對(duì)性的藥物。

借助基因研究，人類對(duì)于糖尿病已經(jīng)有了許多新的認(rèn)識(shí)。在哥本哈根大學(xué)，我們見到了Torben Hansen教授，他也是諾和諾德基礎(chǔ)代謝研究中心代謝基因組學(xué)的負(fù)責(zé)人。Torben的一項(xiàng)主要課題便是針對(duì)糖尿病的遺傳基因研究。

格陵蘭的因紐特人是Torben的研究對(duì)象?！耙蚣~特人的肥胖比率很高，但是他們雖然胖，卻很少有肥胖癥，健康指標(biāo)也是正常的，糖尿病的發(fā)病率也不高?！彼杉舜罅恳蚣~特人的DNA樣本做測(cè)序，發(fā)現(xiàn)一個(gè)蛋白質(zhì)的表達(dá)對(duì)糖尿病形成有重要影響。“如果父母雙方特定基因有突變，不能正常表達(dá)這個(gè)蛋白質(zhì)，就很容易患糖尿病。如果雙方都沒有突變，或者僅一方有，雖然肥胖，但是得肥胖癥、糖尿病的可能性就低?！盩orben說，“這就是為什么格陵蘭人只有15%的糖尿病發(fā)病率?！?/p>

他的另一項(xiàng)成果是針對(duì)單基因糖尿病的研究。研究人員在糖尿病患者人群中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的糖尿病類型——單基因糖尿病，它不屬于通常所說的一型或二型糖尿病，但往往會(huì)被誤診為后者。而對(duì)于單基因糖尿病患者施用胰島素通常起不到治療效果，有些甚至?xí)又夭∏榛蛞鹌渌鞴贀p傷。Torben教授與華大基因一起通過三年多的合作研究，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出應(yīng)用基因芯片篩查的方法診斷區(qū)分單基因糖尿病，價(jià)格只有300美元。目前已有上萬個(gè)丹麥糖尿病患者使用次芯片進(jìn)行篩查，調(diào)整治療方案。

Torben團(tuán)隊(duì)還研究了妊娠糖尿病的問題。許多孕婦在懷孕期間患上糖尿病，但生完孩子后會(huì)好轉(zhuǎn)。Torben用10年的時(shí)間跟蹤研究了380名妊娠糖尿病患者，發(fā)現(xiàn)11%的女性在生育完后依然患有糖尿病。結(jié)合單基因糖尿病的芯片檢測(cè)，他發(fā)現(xiàn)這些依然患有糖尿病的婦女中大多有這18個(gè)基因突變中的部分突變，這些突變大大增加了妊娠糖尿病患者后期患上糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)概率。如果孕婦事先對(duì)自己的基因狀況有了解，就可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)控制和干預(yù)措施。

2001年，臨近人類基因組第一個(gè)草圖公布的時(shí)候，人類基因組計(jì)劃負(fù)責(zé)人弗朗西斯·柯林斯（Francis Collins）描述了對(duì)人類基因組前景的設(shè)想。他預(yù)測(cè)，到2010年，科學(xué)家將能夠解讀基因如何影響幾十種常見病，如乳腺癌和心臟疾病等，為預(yù)防性治療鋪平道路。再給醫(yī)學(xué)10年的時(shí)間，就可以使用“定制藥物”來治療這些疾病了。到2030年的時(shí)候，基因藥物會(huì)將發(fā)達(dá)國家居民的平均壽命延長(zhǎng)到90歲。

這些大膽的預(yù)言已經(jīng)開始被逐步證明并實(shí)現(xiàn)。遺傳學(xué)已經(jīng)影響了對(duì)HIV、流感、癌癥等多種疾病的治療方案的設(shè)計(jì)。只針對(duì)特定基因型的乳腺腫瘤發(fā)揮作用的赫斯汀（Hercepin），已經(jīng)挽救了許多生命?；驒z測(cè)也使人們能夠開始預(yù)測(cè)患特定疾病的風(fēng)險(xiǎn)。目前為止，柯林斯的預(yù)言還未出錯(cuò)。