蛋白质组学研究助推新药研发
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军事医学科学院院长、中国科学院院士贺福初(前排中)带领团队紧张工作。沈基飞 供图
□ 吴志军 沈基飞
“蛋白质组的系统研究就像把水库彻底放干，相关的药靶蛋白都可以被发现，将可能给制药界带来难以想象的巨大前景。”军事医学科学院院长、中国科学院院士贺福初近日在接受笔者采访时如是说。2003年，人类基因组全部序列图宣告完成，人们在为这一辉煌成绩欢呼之时，亦愈来愈清醒地意识到一项更艰巨、更宏大的任务已经摆在面前——解读人类基因组这部“天书”。基因组功能阐明之后，生命科学几乎在转瞬之间进入了新的纪元——后基因组时代。自此，生命科学研究经过一个世纪的跋涉，重返近代生命科学的起始之地——蛋白质领域。
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解读基因先要研究蛋白质
破译人类基因组“天书”为何要从蛋白质组研究着手？人类基因组和人类蛋白质组这两大计划有何不同？贺福初院士解释说，人类和老鼠外形虽是天壤之别，但基因组却有99%相同。从大肠杆菌到啤酒酵母，从线虫、果蝇到鱼同样如此。何以“失之毫厘”而相差千里？生物蛋白质数的差别大概是基因数差别的三个数量级左右，也就是说，基因组学中微小的差异，在蛋白质组学中可以被千倍甚至万倍左右地放大。因此，要解读“天书”，就必须全面研究蛋白质。此外，基因组图谱只有一张，全球科学家来参与攻关都要历时10多年，而蛋白质组图谱每个器官、每个器官内每一种细胞都有一张，并且在生理过程中和疾病状态下也会发生相应改变。所以，任务更加艰巨，道路更加漫长。
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贺福初指出，目前人类蛋白质组计划整体发展情况可谓是全球群雄逐鹿。面对广阔的研究前景，世界各国纷纷加紧投入，积极组建研究中心，设立重大项目，调兵遣将，力图抢占该领域的科学与技术制高点。
8年来，人类蛋白质组示范计划在理论与技术领域均取得长足进步。因此，去年9月，国际人类蛋白质组组织宣布全面实施该计划。这必将全面带动生命科学与生物技术及生物产业的发展，中国有必要也有能力在这一宏大计划中发挥主流甚至主导作用。
蛋白质组学研究提升疾病诊治水平
贺福初介绍说，统计显示，如果以人类主要的100～150种疾病进行计算，应该有3000～15000种蛋白质具有成为药物靶标的可能。而人类有史以来所创制的新药仅2000余种，所用到的药靶仅500余种，仅用其1/30到1/6。为什么？因为传统的药靶蛋白筛选就像钓鱼，这些药靶就像游在浅水中的鱼，它很容易被钓到，而在深水里，甚至是不在这个鱼塘里的很多鱼用经典的方法是较难钓到或根本钓不到。所以从这个角度来讲，蛋白质组的系统研究就像把水库彻底放干，相关的药靶蛋白都可以被发现，将可能给制药界带来难以想象的巨大前景。
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因为这项重大课题充满诱惑和挑战，即使全球科学家通力合作，也要干上至少10余年。因此，蛋白质组计划被认为可与人类科技史上具有划时代意义的大科学工程——阿波罗“登月计划”相媲美。阿波罗“登月计划”让人类首次离开生长的“摇篮”——地球；人类蛋白质组又像天上的“月亮”，可以远望并憧憬，但难以企及并洞悉，所以人们称“人类蛋白质组计划”为“生命科学登月计划”。
贺福初指出，目前，世界各国都在高度关注蛋白质组研究的最新进展。从2003年基因图谱绘制告一段落之时开始，蛋白质组研究已经成为生命科学领域的“金钥匙”。目前，这一计划已成为当今国际生命科学和生物技术领域最活跃的学科前沿，其理论和技术应用广泛，成为人类疾病预防诊治研究的一个崭新途径和重要手段，因而受到各国政府高度重视并给予大力投入。
我国处蛋白质组学研究领先地位
贺福初介绍说，由于我国政府的高度重视，从上世纪末蛋白质组学诞生伊始，我国蛋白质组学研究迅速发展壮大。组建了迄今最大的专业化基地——作为国际总部的北京(国家)蛋白质组研究中心等，发展了一批具有自主知识产权的新技术新方法和新仪器、新试剂，大幅提高了技术能力和科研水平，取得了一系列重要成就。2004年中国科学家首次在国际蛋白质组学最顶级的专业刊物《分子细胞蛋白质组学》发表文章，近几年该刊物几乎每期都发表中国科学家的成果，甚至同期刊登来自同一个单位的3篇文章(占全期文章总数1/7)。据统计，我国在国际蛋白质组学主要刊物上发表的论文数量已位列世界第2位。
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同时，我国还在国际上牵头进行人类肝脏蛋白质组计划。贺福初介绍说，我国之所以牵头进行这一计划，是经过长期考量、认真论证的结果。肝脏是人生命中最重要的器官之一，具有多种重要功能，与其他器官也有广泛联系，是人体的“发电厂”、“化工厂”、“信息集散中心”，是造血系统、免疫系统的“摇篮”，也是血液的“源泉”。研究肝脏蛋白质组既可从器官层面认识人体组成规律，又可较全面了解人体生理功能。另外，肝病是我国人民的“宿敌”，全国一年的防治经费高达千亿元以上。所以选择肝脏作为突破口，显得尤为迫切。
此外，现在“再生医学”非常受到重视。而肝脏是终生保持旺盛再生能力的少数器官之一。因此，再生医学发展地最好的模型至今还是肝脏。肝脏容易遭受多种毒物、异物的毒害、感染、污染，因而非常容易罹患疾病。学者们非常希望肝脏蛋白质组计划能够做出突出的成就，将人类从肝脏疾病中解脱出来。
贺福初介绍说，在我国牵头进行的人类肝脏蛋白质组计划这一“登月计划”中，有着被誉为“九大行星”的下属课题。所谓的“九大行星”，是指人类肝脏蛋白质组表达谱和修饰谱、定位图和连锁图、生理组与病理组，样本库、抗体库和数据库。目前，其架构已基本搭成，这一系列研究的成果将进一步奠定我国在该领域的国际核心地位。
目前，我国已构建出世界第一张人类器官蛋白质组“全息”图，这张图的构建成功，是我国在该领域树立的一座重要里程碑，是计划实施结出的第一个硕果，这是人类有史以来首次揭示其自身器官的蛋白质全构成图，因而对国际蛋白质组学研究与人类蛋白质组计划，均可能具有里程碑性质。, 百拇医药