人民日报：三问中国人类蛋白质组计划

军事医学科学院制图

不久前，经过多年的示范，中国人类蛋白质组计划(CNHPP)在北京正式启动，被誉为中国生命科学研究领域的里程碑事件。来自清华大学、北京大学、中国科学院、军医大学、解放军总医院、复旦大学等40余所高校和科研机构的近百名专家共同见证了这一历史性时刻。

蛋白质组计划和基因组计划有什么区别？中国蛋白质组学研究的国际地位是什么？中国的人类蛋白质组计划将如何进行？

围绕上述问题，记者专门采访了相关专家。

你为什么要实施中国人类蛋白质组计划？

从基因组中诞生；然而，生命必须由蛋白质组决定。只有蛋白质组学才能从根本上解释生命

“蛋白质”这个词比“蛋白质组”更广为人知。它是生物体中极其重要的高分子有机物，占人体干重的54%。荷兰科学家格里特于1838年首次发现了它。

基于此，澳大利亚科学家在1994年首次提出了“蛋白质组”的概念，这意味着在某个时刻某个组织、器官或个体中所有蛋白质的集合是一个完整的概念。

科学家对蛋白质组如此感兴趣的原因来自人类基因组计划。2003年4月，由来自6个国家的科学家进行了13年的人类基因组计划宣告结束。

“科学界曾经认为，只要绘制出人类基因组序列图，疾病的根源就可以被理解。但我们错了。”国际蛋白质组组织的第一任主席萨姆·哈纳舍说，事实上，我们只知道10%基因的功能，剩下的90%仍然未知。

“人们总是认为蛋白质组计划是基因组计划的附属品或副产品，这也是一种误解。人类基因组计划并没有像之前预期的那样，超越蛋白质的生物学功能，揭示人类生命、老年、疾病和死亡的所有秘密。基因组序列只提供一维遗传信息，而更复杂的多维信息出现在蛋白质组水平。”国际人类蛋白质组计划执行委员会、亚太蛋白质组组织主席、中国科学院院士何福初说，基因组和蛋白质组之间的关系就像字典和文章、元素列表和化学植物。

“基因组学中的微小差异在蛋白质组学中可以放大一千倍甚至近一万倍。要破译基因组，首先必须系统地理解蛋白质组。”据何福初说。

他说，例如，人类器官的基因组，如耳朵，鼻子，喉咙，心脏，肝脏和肺是相同的，但不同的是蛋白质组。因此，不同的器官有不同的形状和功能，蛋白质组是它们的基础。

"就像蛹变成蝴蝶一样，无论形状如何变化，基因组都保持不变."军事医学科学院放射与放射医学研究所的研究员钱晓红做了这个类比。在她看来，人类的每一种生命形式都是特定蛋白质组在不同时间和空间出现和发挥作用的结果。例如，某些偏离正常的蛋白质的高表达或低表达可以表明人体可能处于某种疾病状态。

“生命，来自基因组；然而，生命必须由蛋白质组决定。只有蛋白质组学才能从根本上解释生命。”何福初进一步解释说:“蛋白质组学可以揭示疾病的发病机制和病理过程，发现新的诊断标记、治疗方法和创新药物，可以全面提高疾病的预防和治疗水平。如果这个项目完成，它将揭示人体器官蛋白质组的组成。一旦任何部位出现异常，就可以实现全球定位系统定位，从而找到有针对性的诊断措施、干预措施和预防措施。"

问题2:中国能发展人类蛋白质组计划吗？

以何福初院士为代表的中国蛋白质组研究团队在这一领域向世界交出了一个美丽的答卷，并在某些方面走在了世界前列。

近代以来，中国错过了许多世界科技革命的机会。蛋白质组学研究只是中国生命科学中为数不多的始终走在世界前列的科学领域之一。

据专家介绍，中国人类蛋白质组的发展也催生了一系列覆盖全国的大型研究基地和合作网络。据不完全统计，目前有中国科学院、教育部、卫生计生委、军队和湖南、广东、重庆、浙江等10多个省部级重点实验室。北京蛋白质组研究中心由何福初院士发起，由以军事医学科学院、清华大学和北京大学为代表的七个单位共同组建，于2005年成为“人类肝脏蛋白质组计划”的国际执行总部，成为世界级的“生命之城”。

此外，从2000年到2010年，中国发表了2800多篇论文，在该领域排名世界第四。值得一提的是，在过去的四年里，中国在这一领域发表的论文数量急剧上升，历史上达到1000多篇。发表的年度论文数量已跃居世界第二位(第一位是美国)，位居国内其他学科的前列。

经过十几年的努力，中国蛋白质组研究团队给了世界一个美丽的答案:成功构建了世界上第一个质量最高、规模最大的人体器官——肝脏蛋白质组的表达谱、修饰谱、连锁图谱和综合数据库。首次实现了人体组织与器官转录组和蛋白质组的全面对接。在炎症诱导的肿瘤方面，已经发现了许多潜在的药物靶标、蛋白质药物和主要疾病如肝病和恶性肿瘤的生物标志物。例如，2008年，张学敏研究小组首次发现了一种新的炎症和免疫调节分子CUEDC2，可用作肿瘤耐药性的新标记，从而为克服癌细胞耐药性提供了新的药物靶点和新的治疗思路。2010年，周钢桥的研究小组“捕捉”到了肝癌的易感基因，为肝癌的风险预测和预警提供了重要的理论依据和生物标志物……上述结果发表在国际*科学与自然杂志上。

问题3:中国的人类蛋白质组计划进展如何？

它将分三个阶段进行，计划产生的大数据将全面揭示人类蛋白质的组成及其调控规律，并解读人类基因组的“天书”。

世界蛋白质组学领域新一轮科技竞赛已经开始。中国科学院张玉奎院士指出，虽然中国在蛋白质组学的某些领域处于世界领先地位，但一些国外团队正在加速发展。这提醒我们必须加快步伐，否则我们很快就会被踢出第一阵营。

“如果我们逆水行舟，我们就会撤退。我们不能失去已经取得的优势。”何福初说。

据报道，中国的人类蛋白质组计划将分三个阶段启动。第一阶段将全面揭示肝癌、肺癌、白血病、肾病等十大疾病涉及的主要组织和器官的蛋白质组，了解疾病的主要异常情况，然后开发诊断试剂和筛选药物，预计2017年左右完成。第二阶段，我们将努力覆盖中国人民的其他常见病，提高中国人口的疾病预防和治疗水平。第三阶段是实现对更多人类疾病的覆盖。

目前，全球每年生成的生物数据总量高达10到18次方位，生命科学领域正在爆发数据革命。最大的生物数据是基因组数据。完成后，蛋白质组学数据无疑将成为更大、更重要和更核心的科学数据。已经在中国部署和建设的蛋白质科学基础设施将陆续投入运行。这是世界上最大的蛋白质组学研究基地，将有力地支持和促进中国人类蛋白质组学计划的实施和大数据的产生。中国人类蛋白质组计划产生的大数据将全面揭示人类蛋白质的组成及其调控，并解释人类基因组的“天书”。

该计划以中国重大疾病防治需求为导向，开发蛋白质组研究相关设备和关键技术，绘制人体蛋白质组生理和病理图谱，构建人体蛋白质组“百科全书”，为提高重大疾病防治水平提供有效手段，为中国生物医药产业发展提供动力何福初说:“我们把科学价值放在第一位，把经济效益放在第二位，因为这是真正的原创性创新，是中国引领世界科技发展的重要领域之一。”(原题:关于中国人类蛋白质组计划的三个问题)