旧金山纪事––2007年7月20日星期五
杜克大学的科学家们按照基因线路图拟定了人类基因组计划,发现有三种基因的变异可以帮助那些新感染HIV的患者在变成艾滋病携带者之前的几年内就控制病毒。
这一最新发现揭示了特定的基因变异是如何与从肥胖、心脏病到乳腺癌、前列腺癌等生理状况相联系的,这一发现被形容为一次“雪崩”。
这是一个壮举,通过绘制整个智人基因图的巨大努力成为可能,智人基因组中有25000个基因,这些基因携带有成为人类所必须的指令码。
粗略的基因组轮廓于2000年6月完成。6年之后,科学家们报告说他们已经相当准确地破译了超过30亿DNA碱基对的序列––它们正是构成整个人类蓝图文本的字母。
在硅谷和圣地亚哥建成的新的高速机器使得科学家们可以扫描人类个体全部基因中微小的变异,并且通过比较成百上千次这样的扫描结果,他们还可以探测出这些不同的基因特征是否与健康问题有关。
发表于《科学》周四网络版的研究是第一个将这一新的基因扫描技术运用于传染性疾病的研究。
“我们此时所发现的已经超越了对HIV的研究”,美国过敏和传染病国家研究所安东尼·福奇博士说。这些“基因组相关研究”,他说,很可回答了提供有关细菌是如何导致人们生病、以及如何治疗和防止疾病等这样一些问题。
《科学》研究有7个国家的研究人员,由杜克大学的HIV/AIDS疫苗免疫学中心牵头。这一中心是由联邦政府资助的,其研究者试图发现究竟何种免疫系统特征对防止或者控制HIV(引致AIDS的病毒)感染来说是必须的。识别这些特征是发现有效的AIDS疫苗的关键。
“我们试着去了解为什么有些人能比其他人更好地对付病毒,” 杜克大学人口基因组中心主任、《科学》期刊上论文的主要作者大卫·古德斯丁说。在最新的试验中,研究者们汇聚了30000名HIV感染者的信息。科学家们从这一组中选出了486名感染者,他们的病史档案和身体状况使得他们成为了研究的绝佳人选。
研究的焦点是病毒的设定点––即当一个人血流中的病毒集中程度稳定时的水平。在不同的患者之间,这一设定点会有相当大的差异。一些人每毫升血液中仅有几百粒病毒,而有的人有几十万之多。通常,病毒水平最低的人们可以更好地应对HIV。
杜克的科学家们扫描了这486名患者的基因,以看看他们是否携带有在普通人群中经常能发现的550000种基因变异的任何一种,然后他们分析了数据以了解在基因差异与控制病毒的不同能力之间是否存在某种联系。
挑出了两个基因:一个称作HLA-B*5701,另一个称作HLA-C。
根据杜克大学研究人员的分析,这两个基因合计占486名患者病毒设定点差异的15%.。尽管这一百分比看上去很微小,但古德斯丁说,“遗传学能够解释如此大的变异已属非常罕见。”
在对几百个被称为“精英控制者”的HIV感染者的研究中,人们已经发现HLA-B基因的变异,在不用药物的情况下,这些感染者可以使其的病毒量保持在标准测试可检测到的水平之下。
通常,基因帮助“抗感染的”白细胞来摧毁其他被像HIV这样的所袭击的细胞,从而限制不断侵袭的细菌的速度。但是在多数患者身上,HIV能够阻止HLA-B基因。
以前,HLA-C基因从未与AIDS联系起来过,它是十分不可思议的,因为HIV无法阻止它。这一基因制造一种附着在白细胞表面上的蛋白质,而携带有其变种基因的人似乎能制造出更多这样的蛋白质––这恐怕能够解释为什么这些人的病毒水平更低。“每一个人都携带有HLA-C,但是其数量不等,”古德斯丁说。如果有人能够想出一个激活HLA-C的方式,那么这恐怕能成为发现有效的AIDS疫苗的基础。
在研究中同样发现了第三个值得怀疑的基因,锌带基因,它有可能可以抑制HIV的复制。
由圣地亚哥的依露米娜莎当尼白公司与圣塔克拉拉的昂飞公司所生产的新的基因阅读机器加速了基因组分析的进程。两家公司都制造了扫描DNA特定序列的仪器,这些DNA是患者液化了的遗传样本。
一个国际研究者协会选择目标序列,他们分析全球200多人的基因组,找寻其中的相似与不同。其成果是一份有关550000个共同的遗传突变的名单,它们可以作为人类基因组的参照点。基因机器可以同时扫描这些中的每一个。
有时这些遗传变异直接导致了一个不同寻常的特征;但更多时候它们仅仅是标记者––就像在一个绿色森林中的一棵红色的树––它们告诉科学家:在附近的基因上可能有些与众不同的东西。
拉霍亚的斯克里普斯染色体医学机构主任、心脏外科医生埃里克·托普尔博士说,基因组分析要比以前的那些旨在发现疾病的遗传联系的技术强大许多。
先前,研究者需要在一条染色体上识别出一块可疑区域,然后进行详尽彻底的研究,以确认某一疾病与某一基因之间是否存在联系。
“那是在以前的日子里……仅仅几年以前。”托普尔说。
现在,我们可以同时扫描整个人类基因组,并且科学家也已发现了与疾病有关的基因,而在以前,他们从未想到这其间会有联系。 |