生命科学百花齐放

 本版稿件均由本报记者冯丽妃撰写 从干细胞成为“当红明星”到转基因鱼走上餐桌，从发现乙肝受体分子到利用尿液细胞获取神经干细胞，2012年，国际国内的科研领域无处不体现着生命科学研究的炙热。 在美国《科学》杂志日前评出的本年度十大科学突破中，生命科学领域独揽六项，其热度可见一斑。丹尼索瓦人基因组、让干细胞形成卵子、X射线激光解开蛋白质的结构、基因组的精密工程、ENCODE项目、大脑/机器界面等研究成果让生命科学研究异彩纷呈。 在国内，对于生命科学研究来说，2012年同样很精彩。干细胞、免疫学、乙肝、基因组学等各类研究成果频出，呈现百花齐放的局面。 “当红明星”之全能干细胞 干细胞可谓是今年生命科学领域的“当红明星”。 10月8日，英国科学家约翰·戈登和日本科学家山中伸弥共同获得2012年度诺贝尔生理或医学奖，使干细胞研究再次成为焦点。 在医学界，干细胞被称为“万能细胞”。它是一种未充分分化、尚不成熟但具有再生各种组织器官和自我复制能力的多潜能细胞。 成熟的体细胞并不具有分化能力。戈登与山中伸弥的发现让成熟体细胞“返老还童”，可重新编程为可分化的细胞，具有发育成机体所有种类组织的能力，同时摆脱了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。 “当前，国内在干细胞技术创新、机理机制探索以及临床前研究等领域形成多支优秀团队，取得了一系列具有国际影响力的突破。”干细胞研究专家、中科院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿在接受《中国科学报》记者采访时表示。 2012年，裴端卿等研究人员准确定位了多能干细胞诱导过程中一个极为重要的障碍，破解了产生障碍的原因并找到了清除这个障碍的办法。同时，他们成功利用病人尿液细胞获取神经干细胞，为治疗神经损伤及神经退行性疾病如脊髓损伤、帕金森病等打开了一扇新的大门。 在过去的一年里，我国科学家还发现了造血干细胞发育新位点，探究出干细胞癌变之谜，首次建立小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞系，并建成世界上最大的、具有不同组织相容性抗原的人胚胎干细胞库。 裴端卿表示，未来，干细胞领域的突破在很大程度上可能来自对干细胞基础特征的认识以及对细胞命运决定机制的揭示。因此，在努力拓展理论创新的同时，体系技术突破和应用也值得期待。 “我国在不远的将来会引领世界干细胞事业发展！”裴端卿对我国干细胞领域的未来发展充满信心。 十年磨一剑之免疫学 2012年，中国免疫学研究发生了一件标志性的事情：细胞出版社推出《聚焦中国——免疫学发展特刊》并详细介绍了近年来我国免疫学基础及临床研究的飞速发展情况。 “近年来，我国免疫学家在天然免疫、特异性免疫、免疫调节、自身免疫性疾病、肿瘤免疫等多个领域做出了许多杰出的原创性工作。”中国免疫学会理事长、中国医学科学院院长曹雪涛在接受《中国科学报》专访时说。 2012年4月，曹雪涛实验室发现天然免疫应答过程的新型调控机制，即MHCI类分子的非经典功能。该发现在理论上对参与天然免疫重要蛋白质分子TLR的信号活化及调节机制进行了完善与补充，为验证相关疾病的病理机制提供了新线索，也为相关疾病防治提供了潜在的研究靶标。 同时，过去一年里，武汉大学生命科学院舒红兵课题组、中科院上海生科院戈宝学课题组也在天然免疫识别、活化与调控新机制研究上取得突破性进展。 此外，中科院上海生科院钱友存课题组、浙江大学免疫学研究所鲁林荣课题组发现了T淋巴细胞分化、发育、迁移新机制；中国科技大学田志刚课题组和解放军第302医院王福生课题组也在肝炎发病机制研究方面取得新进展。 十年磨一剑。我国免疫学领域的SCI论文发表数量从2001年的全球第15位上升到2011年的第3位，仅次于美国和英国。 “当前，我国免疫学研究虽然已取得很多成果，但存在‘山多峰少’的状况。科研影响力仍待提高，进入免疫学研究‘第一方阵’的任务仍然非常艰巨。”曹雪涛指出。 他表示，凝练根本性科学问题、建立独创性技术体系、提出引领性学术观点、创造突破性科研成果，将成为我国免疫学发展最为紧迫而重要的任务。 “相信在中国免疫学传统独特研究体系的基础上，立足中国医疗卫生事业实际需求和资源优势，紧跟国际免疫学研究前沿，中国免疫学将取得更大突破，逐步走向世界免疫学研究的前沿！”曹雪涛满怀信心地说。 基础临床并肩之乙肝研究 2012年11月，北京生命科学研究所（以下简称“北生所”）发表的一篇学术论文，在国际肝病学术界引发轰动。 北生所的科研人员在世界上首次发现了乙型肝炎病毒（HBV）受体，从而揭示了乙肝病毒感染的关键过程，为乙肝及其相关疾病提供了有效的治疗靶点和新药开发途径。 全球目前有超过3.5亿慢性乙肝患者，其中1500万人同时感染了使病情更严重且无药可治的丁型肝炎病毒（HDV）。我国也是乙肝大国，约有1.2亿人携带乙肝病毒，每年约有35万人死于慢性乙肝相关疾病。 北生所李文辉团队经过5年攻关，终于发现HBV和HDV的功能性受体——钠离子牛磺胆酸共转运多肽（NTCP），为人类治疗乙肝找到了准确的靶点。 在临床方面，首都医科大学附属佑安医院是国内最大的感染与传染病医院。该院放射科主任李宏军在接受《中国科学报》记者采访时表示，未来两年，该院将从无创检查入手，完成世界上最大样本的HBV感染者队列。 同时，医院还将进行相关肝再生结节的靶向基因筛查，全面系统地对肝脏再生结节的病理分期、分子生物学指标与其影像学特征等多模态指标的相关性开展科学评估，并建立以无创影像学诊断为主导的综合评估理论体系及参考标准，实现实时监测，早期诊断，达到治愈的目的。 国际领先之基因组测序 2012年，动植物物种基因组测序成为国内生命科学研究领域的一大热点。谷子、番茄、棉花、甜橙、牡蛎、双峰驼等动植物全基因组序列图谱被破译，一个个物种生命活动的“黑匣子”就此打开，从而为解释物种进化、性状形成以及品种改良提供了重要参考。 “目前，国内基因组学研究的主要发展还是集中在有经济价值的植物物种和一些动物物种的基因组测序上。一般由领域科学家发起、测序单位或服务公司协助完成。就新闻效应而言，文章质量还是很高的。”中科院北京基因组所研究员于军在接受《中国科学报》记者采访时说。 “目前，我国高通量测序能力是世界第一，近几年在《自然》、《科学》、《细胞》等高影响因子期刊上发表的基因组文章数量也处于领先地位。”上海交通大学教授孟和告诉记者。 尽管如此，于军和孟和均认为当前我国基因组学技术开发能力仍较滞后，亟待加强。 “从整个研究现状来说，我们还没有突破‘拿着别人的枪，装着买来的弹’的局面。只是从‘打着别人指定的鸟’和‘打着别人打剩下的鸟’的局面，转为‘随意打着鸟’的阶段。”于军比喻说。 “中国不仅需要有自己的‘枪’，更要有自己的‘山头’来攻才行。”于军认为，我国基因组学研究也应具有中国特色、有国际领先内容、有科学突破的大型科学项目，未来应加强技术开发、项目凝练和成果应用。 孟和则认为，尽管当前许多基因组图谱已发表文章，基因组数据也已经释放，但基因组图谱整体精度依然不够，有很多连接不起来的“洞”。同时，一些研究仍流于基因组序列特征的描述和“报账”，没有很好地挖掘和分析出基因组序列同生物学特性的内在联系。 于军希望，未来中国人能做出并且用上自己的DNA测序仪。“没有基本技术的支持，科学的发展速度就会受到限制。”