金力

基因測(cè)序和表型測(cè)量是遺傳學(xué)研究的基礎(chǔ)。在人類(lèi)基因組計(jì)劃的助推下，生命科學(xué)領(lǐng)域開(kāi)啟了遺傳研究的新紀(jì)元，系統(tǒng)解析基因和表型之間的關(guān)系成為新的前沿方向。

1911年，丹麥哥本哈根大學(xué)遺傳學(xué)家約翰森（W. Johannsen）提出“表型”（phenotype）概念。1996年，美國(guó)加州大學(xué)珈藍(lán)（S. Garan）首次提出“表型組學(xué)”（phenomics）的概念。經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐積累，筆者研究團(tuán)隊(duì)將表型組（phenome）定義為由基因、表觀遺傳、共生微生物、飲食和環(huán)境暴露之間復(fù)雜的相互作用而產(chǎn)生的一系列可測(cè)量特征，包括個(gè)體和群體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征[1]。

表型組具有復(fù)雜性、跨尺度和動(dòng)態(tài)性特征。基因組與表型組之間具有復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，包括單基因調(diào)控、多效一因（即多個(gè)基因調(diào)控同一表型）和一因多效（即一個(gè)基因調(diào)控多個(gè)表型）等。同時(shí)，表型組囊括從微觀到宏觀的所有表型，涵蓋轉(zhuǎn)錄、蛋白、代謝、細(xì)胞、器官、心理等多個(gè)層面。另外，表型組具有隨著時(shí)空動(dòng)態(tài)變化的特征，即伴隨著生物體出生、成長(zhǎng)發(fā)育到衰老死亡的整個(gè)生命周期，以及海拔、溫度、濕度等環(huán)境變化而呈現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)變化。

表型組學(xué)作為一門(mén)日益興起的新交叉學(xué)科，致力于全基因組水平上的系統(tǒng)性表型研究，是后基因組時(shí)代生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要引擎[2]。

人類(lèi)基因組計(jì)劃：生命科學(xué)領(lǐng)域首個(gè)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃

六國(guó)科學(xué)家共同參與、提前完成的人類(lèi)基因組計(jì)劃

1980年代，美國(guó)科學(xué)家逐步提議開(kāi)展人類(lèi)基因組測(cè)序研究和表型關(guān)聯(lián)研究。1990年10月，人類(lèi)基因組計(jì)劃（Human Genome Project）正式啟動(dòng)，目標(biāo)是精確測(cè)定30億堿基對(duì)構(gòu)成的人類(lèi)基因組。1996—1999年，英國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)和中國(guó)先后加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，組成國(guó)際基因組測(cè)序聯(lián)盟。中國(guó)承擔(dān)了人類(lèi)基因組計(jì)劃的“1%計(jì)劃”，即3號(hào)染色體堿基測(cè)序任務(wù)。2000年6月，人類(lèi)基因組序列草圖初步完成。2001年2月，人類(lèi)基因組測(cè)序成果發(fā)表。2003年4月，凝聚著國(guó)際合作力量的人類(lèi)基因組計(jì)劃宣告提前完成[3]。

人類(lèi)基因組計(jì)劃的意義

人類(lèi)基因組計(jì)劃是人類(lèi)探索自身奧秘的歷史性里程碑，將生命科學(xué)研究帶入了基因組時(shí)代，推動(dòng)了高通量基因測(cè)序成本不斷降低，促進(jìn)了蛋白質(zhì)組、代謝組等組學(xué)研究的發(fā)展，為從分子層面進(jìn)行疾病研究、健康管理等提供了突破口。作為生命科學(xué)領(lǐng)域的首個(gè)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，人類(lèi)基因組計(jì)劃涵蓋科研、產(chǎn)業(yè)、倫理、社會(huì)等層面，為開(kāi)展國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的團(tuán)隊(duì)建設(shè)、管理機(jī)制等樹(shù)立了典范。

中國(guó)作為參與人類(lèi)基因組計(jì)劃的唯一發(fā)展中國(guó)家，在基因組測(cè)序、基因多樣性等方面做出了突出貢獻(xiàn)。這為中國(guó)繼續(xù)參與重大國(guó)際合作項(xiàng)目，如國(guó)際人類(lèi)基因組單體型圖計(jì)劃（International HapMap Project）等，以及籌備發(fā)起大科學(xué)計(jì)劃奠定了重要基礎(chǔ)。

盡管人類(lèi)基因組計(jì)劃極大地促進(jìn)了生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，但從基本的基因組信息到解析人類(lèi)健康圖譜和疾病機(jī)制，依然非常艱巨。以精神病研究為例，科學(xué)家們一直在尋找穩(wěn)定、精確的表型指標(biāo)，然而，通過(guò)基因研究篩選有價(jià)值的表型和精神病鑒定標(biāo)準(zhǔn)卻充滿了挑戰(zhàn)[4]。

開(kāi)展人類(lèi)表型組研究成為后基因組時(shí)代科學(xué)界共識(shí)

人類(lèi)基因組計(jì)劃完成后，生命科學(xué)研究進(jìn)入了大樣本、大數(shù)據(jù)、大科學(xué)、大發(fā)現(xiàn)的新時(shí)代?？茖W(xué)家們將目光聚焦在大科學(xué)光芒下基因研究的同時(shí)，也在期待下一個(gè)新時(shí)代[5]。

經(jīng)典遺傳學(xué)研究通常有兩種策略：一是從表型到基因型的研究策略，即正向遺傳學(xué)，側(cè)重基于家族或不同個(gè)體間的研究；二是從基因型到表型的研究策略，即反向遺傳學(xué)，通常受限于模式生物而難以大規(guī)模使用遺傳編輯技術(shù)評(píng)估轉(zhuǎn)基因結(jié)果，尤其涉及倫理問(wèn)題而無(wú)法在人類(lèi)研究中開(kāi)展[6]。然而，通過(guò)表型組研究策略如全表型組關(guān)聯(lián)研究，有助于為健康和疾病研究提供全新的視角[6]。

繼人類(lèi)基因組計(jì)劃之后，人類(lèi)表型組研究的重要性已引起廣泛關(guān)注，開(kāi)展人類(lèi)表型組研究已經(jīng)成為國(guó)際學(xué)術(shù)界的共識(shí)。

在完成人類(lèi)基因組計(jì)劃后，美國(guó)科學(xué)家們首次提出人類(lèi)表型組計(jì)劃（Human Phenome Project）一詞，但因當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的限制，其表型測(cè)量與研究主要以醫(yī)療電子檔案、臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)為主。

2012年，美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心啟動(dòng)建設(shè)公共數(shù)據(jù)庫(kù)ClinVar，開(kāi)展人類(lèi)遺傳變異與表型關(guān)系的研究。2014年，美國(guó)系統(tǒng)生物學(xué)研究所開(kāi)展“百人健康計(jì)劃”（Hundred Person Wellness Project），主要就100名自然人群志愿者的睡眠、生理活動(dòng)等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)研究[7]。2015年，美國(guó)提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃”（Precision Medicine Initiative）并籌備發(fā)起“我們所有人研究計(jì)劃”（All of Us Research Program），目標(biāo)是建立國(guó)家隊(duì)列，測(cè)量100萬(wàn)人并建立健康數(shù)據(jù)庫(kù)。

2003年，英國(guó)政府提議發(fā)起的“英國(guó)生物樣本庫(kù)研究計(jì)劃”（UK Biobank）正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目通過(guò)英國(guó)國(guó)家醫(yī)療服務(wù)體系（National Health Service）采集50萬(wàn)志愿者信息，包括血液樣本、遺傳和生活方式等數(shù)據(jù)，探究影響常見(jiàn)疾病的基因與環(huán)境暴露之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)[8]。2012年，英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)依托倫敦奧運(yùn)會(huì)興奮劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)施成立表型組中心（MRCNIHR National Phenome Centre， NPC），通過(guò)血液、尿液等進(jìn)行相關(guān)代謝研究。其表型組研究主要依托于分散在英國(guó)各地的不同機(jī)構(gòu)中心，側(cè)重于疾病與代謝表型研究。

2018年，德國(guó)投資建立國(guó)家研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（National Research Data Infrastructure，NFDI）。2020年，歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)癌癥研究中心等成立聯(lián)盟，將德國(guó)人類(lèi)基因—表型檔案（German Human Genome-Phenome Archive）作為NFDI提案的一部分正式啟動(dòng)，旨在提供基礎(chǔ)設(shè)施并保證個(gè)人數(shù)據(jù)安全等。

2019年，澳大利亞莫道克大學(xué)牽頭成立國(guó)家表型組中心（Australian National Phenome Centre），依托表型測(cè)量平臺(tái)構(gòu)建了由多家大學(xué)、醫(yī)院等組成的西澳大利亞健康轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)（Western Australian Health Translation Network），通過(guò)測(cè)量代謝相關(guān)表型來(lái)研究糖尿病、癌癥、孤獨(dú)癥等疾病。

此外，日本、冰島、盧森堡、芬蘭、法國(guó)、加拿大、瑞典、荷蘭等國(guó)，也開(kāi)展了基于大型人群隊(duì)列的表型組研究項(xiàng)目。國(guó)際企業(yè)包括谷歌等也積極開(kāi)展聚焦健康的相關(guān)表型研究。

總體而言，繼人類(lèi)基因組計(jì)劃后，國(guó)際上尤其以發(fā)達(dá)國(guó)家為主，相繼開(kāi)展了國(guó)家或地區(qū)層面的人類(lèi)表型研究或大健康計(jì)劃，積極開(kāi)拓人類(lèi)表型組研究的新時(shí)代。然而，這些表型研究工作局限于分散的表型測(cè)量平臺(tái)，或側(cè)重于特定人群或類(lèi)型的表型，缺乏系統(tǒng)化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的表型測(cè)量平臺(tái)、表型組整合研究，以及人類(lèi)表型測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)而言，我國(guó)是最早系統(tǒng)地布局人類(lèi)表型組研究的國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年建設(shè)和積累，開(kāi)拓了跨尺度、多維度、全景式的表型測(cè)量和研究工作，為籌備發(fā)起人類(lèi)表型組計(jì)劃做出了重要貢獻(xiàn)。

表型組：生命科學(xué)新時(shí)代的“密鑰”

為什么要研究表型組

基因與表型之間的關(guān)聯(lián)是非常復(fù)雜的，通過(guò)基因組學(xué)研究難以解釋因環(huán)境暴露并涉及大量基因參與的諸多復(fù)雜疾病，如糖尿病、癌癥等。需要通過(guò)表型組研究，深入探究基因的重要功能以及對(duì)健康和疾病的影響。隨著基因測(cè)序技術(shù)和分析技術(shù)日趨成熟、價(jià)格日益親民，生命科學(xué)研究的限速步驟逐漸從基因測(cè)序轉(zhuǎn)向了表型測(cè)量[4]。

通過(guò)表型測(cè)量和海量的基因信息，可以更好地比較個(gè)體間的特征差異?；陔娮硬v的表型數(shù)據(jù)和流行病學(xué)數(shù)據(jù)，可開(kāi)展以臨床疾病和社區(qū)人群為基礎(chǔ)的表型組研究，探究遺傳變異對(duì)于表型的影響[9]。在當(dāng)前全球新冠疫情肆虐的背景下，表型組與環(huán)境研究被建議列入實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的七大機(jī)會(huì)之一[10]。通過(guò)表型組研究，有利于完善醫(yī)療診斷，提供更合理的疾病治療和防控方案。

表型、表型組與健康的關(guān)系

表型組研究涉及測(cè)量各種多組學(xué)參數(shù)，研究其在個(gè)體層面和群體層面對(duì)于健康和疾病的影響以及預(yù)測(cè)治療效果。對(duì)于表型組研究來(lái)說(shuō)，理解“正常表型”“健康表型”以及“疾病表型”之間的區(qū)別，包括界定這些表型之間的關(guān)聯(lián)和過(guò)渡是非常具有挑戰(zhàn)性的。比如，對(duì)于肥胖表型而言，身體質(zhì)量指數(shù)（Body Mass Index， BMI）大于30千克/米2被認(rèn)為是不正常范圍，但卻不一定導(dǎo)致代謝疾?。粚?duì)于某些被認(rèn)為正常的自然人群，卻可能具有代謝性肥胖的健康問(wèn)題[11]。

通過(guò)深度表型測(cè)量（deep phenotyping）和表型組研究，理解相關(guān)表型的動(dòng)態(tài)變化特征，檢測(cè)重要信號(hào)轉(zhuǎn)變和鑒定相關(guān)的分子標(biāo)記物[12]，有助于指導(dǎo)科學(xué)的個(gè)性化健康管理和疾病治療干預(yù)。

表型組研究成果已落地應(yīng)用

在生命體由健康狀態(tài)到疾病狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程中，常常受到衰老、環(huán)境暴露的影響。通過(guò)表型組研究，逐步落地實(shí)現(xiàn)基于表型組大數(shù)據(jù)的個(gè)性化健康管理、疾病標(biāo)志物篩查等應(yīng)用，為中國(guó)和全球健康目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供科技支持與保障。

美國(guó)系統(tǒng)生物學(xué)研究所胡德（L. Hood）院士團(tuán)隊(duì)基于深度表型測(cè)量研究了衰老相關(guān)疾病和健康網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合多組學(xué)生物標(biāo)記物提供生活方式指導(dǎo)[13]。復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院丁玎、崔梅研究員團(tuán)隊(duì)及復(fù)旦大學(xué)人類(lèi)表型組研究院陳興棟研究員團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，代謝物水平變化與老年癡呆發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)，對(duì)于癡呆癥早期診斷和干預(yù)具有重要研究意義[14]。

基于泰州人群隊(duì)列的表型組研究，筆者團(tuán)隊(duì)等發(fā)現(xiàn)，對(duì)于結(jié)直腸癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌等5種常見(jiàn)腫瘤，可由無(wú)創(chuàng)血液檢測(cè)早于常規(guī)診斷的癌癥早期篩查，這對(duì)癌癥生物標(biāo)志物的篩選具有重要應(yīng)用價(jià)值[15]。

澳大利亞莫道克大學(xué)尼科爾森（J. Nicholson）院士團(tuán)隊(duì)探討了新型冠狀病毒引起的深度代謝擾動(dòng)，認(rèn)為表型研究對(duì)于測(cè)量和監(jiān)控包括新冠肺炎等多種疾病的系統(tǒng)性病理過(guò)程非常有效，應(yīng)該被列為分子研究和大規(guī)模篩選的重要工具[16]。

人類(lèi)表型組研究的重要意義

通過(guò)人類(lèi)表型組研究，尤其通過(guò)全球大協(xié)作的人類(lèi)表型組計(jì)劃，將實(shí)現(xiàn)科學(xué)策源、精準(zhǔn)健康和產(chǎn)業(yè)培育等方面的多重成效。

在科學(xué)策源方面，通過(guò)對(duì)人群樣本開(kāi)展跨尺度、全周期的人類(lèi)表型精密測(cè)量，獲得海量的表型組大數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，大規(guī)模發(fā)現(xiàn)基因—表型—環(huán)境之間、微觀表型與宏觀表型之間的跨尺度關(guān)聯(lián)及相互作用，為解析復(fù)雜生命過(guò)程的機(jī)理繪制出相關(guān)人群的表型組參比圖譜。這將提供新一代“導(dǎo)航圖”，探究表型間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)及其相關(guān)機(jī)制，驗(yàn)證科學(xué)假說(shuō)，進(jìn)一步提升生命科學(xué)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新策源。

表型組研究及相關(guān)科研成果的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，將為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)變革和大健康產(chǎn)業(yè)的新興增長(zhǎng)點(diǎn)提供持久的創(chuàng)新動(dòng)力。人類(lèi)表型組研究將發(fā)現(xiàn)一批全新的表型標(biāo)志物，整量級(jí)獲得藥物新靶點(diǎn)、新機(jī)制，為新型診斷試劑和產(chǎn)品、下一代原創(chuàng)新藥、個(gè)性化健康管理裝備、智慧醫(yī)療器械與設(shè)備等提供超級(jí)引擎；形成高精度的生物與健康大數(shù)據(jù)庫(kù)，為培育和發(fā)展基于“表型組+大數(shù)據(jù)”“表型組+人工智能”的大健康產(chǎn)業(yè)提供豐富、堅(jiān)實(shí)、多元的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

此外，我國(guó)建成世界首個(gè)跨尺度、多維度人類(lèi)表型精密測(cè)量平臺(tái)和自主研發(fā)的全過(guò)程、自動(dòng)化表型組大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過(guò)表型組研究推廣表型測(cè)量和分析等相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，積極融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)個(gè)性化健康管理和診斷助手研發(fā)，引領(lǐng)大健康產(chǎn)業(yè)的跨代發(fā)展。在繼人類(lèi)基因組計(jì)劃后啟動(dòng)生命科學(xué)領(lǐng)域矚目的人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，將從科學(xué)、產(chǎn)業(yè)、社會(huì)等多方面推動(dòng)全球科技創(chuàng)新與進(jìn)步，對(duì)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療、精準(zhǔn)預(yù)防和主動(dòng)健康管理等具有根本性意義。

人類(lèi)表型組研究需要全球協(xié)作和全社會(huì)參與

我國(guó)率先布局人類(lèi)表型組研究

中國(guó)具有56個(gè)民族的多樣性人類(lèi)遺傳資源，對(duì)于建立代表性人群隊(duì)列和表型組研究具有重要意義。我國(guó)的人類(lèi)表型研究從1980年代起步建設(shè)。自2014年起，復(fù)旦大學(xué)開(kāi)始籌備發(fā)起人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。2015年，科技部基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)支持啟動(dòng)全球首個(gè)大規(guī)模人類(lèi)表型組研究項(xiàng)目“中國(guó)各民族體質(zhì)人類(lèi)表型特征調(diào)查”。2016年，上海市科委對(duì)表型組研究給予了優(yōu)先啟動(dòng)支持；同年，“國(guó)際人類(lèi)表型組”被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)列入需布局的重大科學(xué)基礎(chǔ)工程。2017年，上海市首批市級(jí)科技重大專(zhuān)項(xiàng)“國(guó)際人類(lèi)表型組計(jì)劃（一期）項(xiàng)目”立項(xiàng)。為引領(lǐng)布局人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，我國(guó)初步探索包含平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、協(xié)同網(wǎng)絡(luò)、科研攻關(guān)在內(nèi)的“四位一體”基本構(gòu)架。

同時(shí)，我國(guó)舉辦了系列人類(lèi)表型組國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，在人類(lèi)表型組領(lǐng)域具有國(guó)際話語(yǔ)權(quán)和學(xué)術(shù)影響力。2015年，在“國(guó)際人類(lèi)表型組學(xué)研究”為主題的香山科學(xué)會(huì)議上，與會(huì)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家取得共識(shí)，一致建議發(fā)起人類(lèi)表型組計(jì)劃。2016年，首屆國(guó)際人類(lèi)表型組研討會(huì)在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)，倡議啟動(dòng)國(guó)際人類(lèi)表型組研究計(jì)劃。2018年，在上海舉行第二屆國(guó)際人類(lèi)表型組研討會(huì)，明確人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的實(shí)施路線圖、合作機(jī)制和組織架構(gòu)，中國(guó)人類(lèi)表型組研究協(xié)作組（Human Phenome Consortium of China， HPCC）宣布成立，由國(guó)內(nèi)33家高校、22家三甲醫(yī)院構(gòu)成人類(lèi)表型組國(guó)內(nèi)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)；筆者、尼科爾森和胡德共同倡議成立人類(lèi)表型組國(guó)際協(xié)作組（International Human Phenome Consortium， IHPC），與18個(gè)國(guó)家的23家著名研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展國(guó)際合作。2019年，復(fù)旦大學(xué)牽頭舉辦新型研發(fā)機(jī)構(gòu)——上海國(guó)際人類(lèi)表型組研究院，推動(dòng)國(guó)內(nèi)外人類(lèi)表型組研發(fā)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。2020年，通過(guò)線上舉辦第三屆國(guó)際人類(lèi)表型組研討會(huì)，人類(lèi)表型組國(guó)際協(xié)作組的各國(guó)科學(xué)家，就人類(lèi)表型組大科學(xué)計(jì)劃近期優(yōu)先聚焦的三大方向達(dá)成共識(shí)，包括“新冠肺炎和其他重大疾病的表型組學(xué)研究”“表型組研究技術(shù)體系與科研基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建”，以及“表型組學(xué)研究中的標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOPs）”。2021年，在線召開(kāi)的IHPC第三次理事會(huì)通過(guò)了表型數(shù)據(jù)共享原則，并公布了初步繪制的全球首張人類(lèi)表型組導(dǎo)航圖，為實(shí)施人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃指明了方向。

隨著人類(lèi)表型組計(jì)劃的國(guó)內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)逐漸發(fā)展和優(yōu)化，中國(guó)人類(lèi)表型組研究協(xié)作組集聚了含30位院士在內(nèi)的77位委員；人類(lèi)表型組計(jì)劃國(guó)際協(xié)作組匯聚了歐美主要發(fā)達(dá)國(guó)家和“一帶一路”沿線國(guó)家的主要研究力量，吸引了含10位來(lái)自中、英、美、德等國(guó)科學(xué)院院士在內(nèi)的23位國(guó)際著名科學(xué)家參與人類(lèi)表型組研究，為人類(lèi)表型組研究的全球公共技術(shù)平臺(tái)和學(xué)術(shù)交流中心構(gòu)建了國(guó)內(nèi)外協(xié)作機(jī)制。

推進(jìn)人類(lèi)表型組研究需要多層面協(xié)作

人類(lèi)健康問(wèn)題是全球性問(wèn)題，不受?chē)?guó)家、地理等因素的限制，尤其對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，由疾病引發(fā)的健康威脅不斷上升。目前，通過(guò)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃匯聚全球力量解決人類(lèi)健康領(lǐng)域的共同關(guān)鍵問(wèn)題，已成為主要的科學(xué)組織模式。人類(lèi)表型組計(jì)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)化、集成化、工程化的項(xiàng)目，需從平臺(tái)建設(shè)、科研治理等層面的國(guó)際科學(xué)創(chuàng)新合作來(lái)實(shí)施，推進(jìn)人類(lèi)表型組的研究工作。

德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、澳大利亞先后建設(shè)了人類(lèi)表型組研究平臺(tái)。為更好地利用分散在全球的人類(lèi)表型組平臺(tái)資源，平臺(tái)建設(shè)、表型測(cè)量和分析標(biāo)準(zhǔn)等方面的全球協(xié)作至關(guān)重要。人類(lèi)表型組計(jì)劃協(xié)作組設(shè)置了技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，旨在統(tǒng)一平臺(tái)的表型測(cè)量與分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、可比，最大化利用已有平臺(tái)、項(xiàng)目等資源，為人類(lèi)表型組研究提供核心基礎(chǔ)。

人類(lèi)表型組研究涉及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、倫理學(xué)、公共事務(wù)、信息共享及安全等多學(xué)科交叉領(lǐng)域，參與的國(guó)家和組織具有多樣性和復(fù)雜性，需要健全管理架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，包括決策咨詢(xún)、監(jiān)督評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)防控等，實(shí)行資源和成果分享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，從經(jīng)費(fèi)籌措、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、社會(huì)倫理、數(shù)據(jù)安全、人才匯聚與培養(yǎng)等方面，全方位為人類(lèi)表型組計(jì)劃的實(shí)施保駕護(hù)航。

人類(lèi)表型組研究需要全社會(huì)支持與參與

人類(lèi)表型組研究以個(gè)體或特定群體為研究對(duì)象，需要公眾、科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界等全社會(huì)力量的支持與參與，從而有序地進(jìn)行人類(lèi)表型組計(jì)劃項(xiàng)目的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

人類(lèi)表型組研究需要公眾作為受試志愿者參與支持，從個(gè)體水平開(kāi)展縱向的深度表型測(cè)量，對(duì)于從健康狀態(tài)到疾病狀態(tài)轉(zhuǎn)變的科學(xué)研究和個(gè)人健康管理具有重要意義；基于特定人群的隊(duì)列研究，從群體角度揭示統(tǒng)計(jì)性分布及影響因素，為個(gè)體化治療和精準(zhǔn)預(yù)防提供科學(xué)證據(jù)。人類(lèi)表型組研究還涉及相關(guān)倫理、法律、隱私等社會(huì)問(wèn)題，需要公眾參與監(jiān)督和共同完善。

此外，人類(lèi)表型組研究需要科學(xué)界、企業(yè)界等的持續(xù)參與和聯(lián)動(dòng)。人類(lèi)表型組研究將為科研領(lǐng)域和健康產(chǎn)業(yè)等提供創(chuàng)新源泉，推動(dòng)基礎(chǔ)理論研究、新型診斷試劑、原創(chuàng)新藥、新技術(shù)和設(shè)備等應(yīng)用方面協(xié)同發(fā)展。

結(jié) 語(yǔ)

隨著后基因組時(shí)代的到來(lái)，表型組研究的重要意義日益顯著，通過(guò)籌備發(fā)起人類(lèi)表型組計(jì)劃，將突破生命科學(xué)領(lǐng)域和醫(yī)療革新的瓶頸，全面解讀人類(lèi)生命健康密碼，引領(lǐng)探索人體小宇宙的未來(lái)征程，助力實(shí)現(xiàn)人類(lèi)衛(wèi)生健康共同體的美好愿景。

[1]Jin L. Welcome to the Phenomics Journal. Phenomics， 2021， 1（1）： 1-2.

[2]Bilder R M， Sabb F W， Cannon T D， et al. Phenomics： the systematic study of phenotypes on a genome-wide scale. Neuroscience， 2009， 164（1）： 30-42.

[3]Henry C. Human genome project finished—International consortium announces， all original goals met， plans for future. Chemical & Engineering News， 2003， 81（16）： 12.

[4]Bilder R M. Phenomics： building scaffolds for biological hypotheses in the post-genomic era. Biol Psychiatry， 2008， 63（5）： 439-440.

[5]Scriver C R. After the genome—the phenome？ J Inherit Metab Dis， 2004， 27（3）： 305-317.

[6]Hebbring S. Genomic and phenomic research in the 21st century. Trends Genet， 2019. 35（1）： 29-41.

[7]Diamandis E P. The hundred person wellness project and Googles baseline study： medical revolution or unnecessary and potentially harmful over-testing？ BMC Medicine， 2015， 13（1）： 5.

[8]Tutton R， Kaye J， Hoeyer K. Governing UK Biobank： the importance of ensuring public trust. Trends Biotechnol， 2004，22（6）： 284-285.

[9]Pathak J， Kiefer R C， Bielinski S J， et al. Applying semantic web technologies for phenome-wide scan using an electronic health record linked Biobank. J Biomed Semantics， 2012， 3（1）： 10.

[10]Denny J C， Collins F S. Precision medicine in 2030-seven ways to transform healthcare. Cell， 2021， 184（6）： 1415-1419.

[11]Kim H Y， Chang W K， Chang D L， et al. Can "healthy" normal alanine aminotransferase levels identify the metabolically obese phenotype？ Findings from the Korea national health and nutrition examination survey 2008-2010. Dig Dis Sci， 2014， 59（6）： 1330-1337.

[12]Chen R， Mias G I， Li J， et al. Personal omics profiling reveals dynamic molecular and medical phenotypes. Cell， 2012， 148（6）： 1293-1307.

[13]Trachana K， Bargaje R， Glusman G， et al. Taking systems medicine to heart. Circ Res， 2018， 122（9）： 1276-1289.

[14]Cui M， Jiang Y， Zhao Q， et al. Metabolomics and incident dementia in older Chinese adults： The Shanghai Aging Study. Alzheimers Dement， 2020， 16（5）： 779-788.

[15]Chen X D， Gole J， Gore A， et al. Non-invasive early detection of cancer four years before conventional diagnosis using a blood test. Nat Commun， 2020， 11（1）： 3475. DOI： 10.1038/s41467-020-17316-z.

[16]Nicholson J K. Molecular phenomic approaches to deconvolving the systemic effects of SARS-CoV-2 infection and post-acute COVID-19 syndrome. Phenomics， 2021. 1（4）： 143-150.

關(guān)鍵詞：基因組 表型組 人類(lèi)表型組計(jì)劃 健康 ■