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今年的世界卫生日的主题是“精神卫生”。现在造成劳动力障碍的首位原因不是癌症，不是心脏病，而是精神障碍。精神病有多少呢﹖有人说１００个人里面有３０个，有人说有１０个精神病。我们比较保守地估计，比较明显的精神障碍，１００个人中大概有２、３个。这也了不得。从前我们老讲思想问题，其实是精神问题。有相当一部分“法轮功”的练习者也有精神障碍，只有用科学的方法才能让他们真正走出来。 ２０世纪免疫学的发展，首先是疫苗。虽然在１８世纪就有了牛痘，但疫苗技术的重大发展都是在２０世纪。在２０世纪的诺贝尔医学和生理学奖中最多的就是免疫学。 生物医学工程则是科学技术与医学的融合。现在心脏瓣膜都是可以做的，包括现在做的人工心脏，在体外代替心脏。又如对冠状动脉堵塞，以前治疗是靠“搭桥”，后来发现用一根导管从外周动脉进入，一直送到冠状动脉里边，导管前面有个气囊，到了狭窄的地方鼓起来把狭窄的血管扩开，称为经皮腔内冠状动脉成形术ＰＴＣＡ，现在很普通了，后来发现ＰＴＣＡ后有的会发生再狭窄。怎么办呢﹖拿一个金属的弹簧把它撑住，不让它变窄，这还不行，它绕过不锈钢金属还要增生，怎么办呢﹖在做支撑的时候，再给进行局部的放射性照射，把那些增生的细胞给抑制住，现在还有人把药物涂在架上，抑制增生的细胞。意大利的科学家最近把一个微型机器人放到肠道里面。随着它在肠道里运行，它可以发射出信号，肠道内的所有情况都可以在计算机中看到。不久的将来还可以把机器人放到血管里去，随着血液循环流动，发现有问题的地方。还可以通过机器人把它修好。这些都是生物工程应用的例子。 另一个重要领域就是神经科学。２０世纪发现了脑的左半球、右半球具有不同功能。左脑管语言的比较多，还有逻辑思维；右脑是管空间的，音乐啊、艺术啊，所以一般左撇子的艺术细胞多一点，惯用右手的人抽象思维强一点。你要是右优势者，就多用左手，让左右脑子都发达起来。在２０世纪神经科学取得了巨大进步，从神经元的发现，到神经元电的活动，从神经递质的化学物质释放，到它的细胞的电位变化等，科学家在这一些方面的重要工作都得到了诺贝尔奖。 下面我想重点介绍一下人类基因组计划，以及他们对现代医学的重大影响。孟德尔研究碗豆的遗传性状揭开了现代遗传学的序幕。他把黄色的、绿色的、高个的、短个的、光滑的、破皱的杂交后，发现了不同的性状之间都有非常明确的数量关系，于是他提出了遗传分离规律和组合规律。２０世纪初，摩尔根在果蝇的实验方面，提出了染色体的遗传性理论。到了三、四十年代，细胞里的染色体逐渐被分离出来，到了５０年代染色体检查已成为常规的临床检查。每一个染色体分离出来以后，给它拍照，然后把它的图形弄出来，它都有一定的形状和长度。 有些遗传病会多了一条染色体或者缺失，断掉一块，就可以用这个来诊断遗传性的疾病。随着医学的发展，人们不满足于只观察染色体的外观变化，想看看染色体里面到底是什么样的结构。到了５０年代初，美国科学家威肯斯用射线衍射的方法来探测ＤＮＡ的结构，他发现好像是一个螺旋结构，但是再进一步，他就弄不清楚为什么了。当时包括沃森，他跟威肯斯讲，你根本不可能得出结果，因为当时的技术不可能提纯ＤＮＡ。大家知道做ＤＮＡ检测首先要把样品提纯，不能提纯的话那实验的结果就不可能是很精确的。但１９５３年４月，沃森和克里克终于根据他们的计算和推测，建立了ＤＮＡ的模型，第二年他们获诺贝尔奖，他们的主要的结果就是提出这样一个模式：ＤＮＡ是由两股链组成的，每股链是由核苷酸连接而成，而核苷酸则由核糖、四种碱基中的一种与磷酸组成。由于碱基之间氢健的顺序使得他们必然是双螺旋的结构，而且碱基上面一定是腺嘌呤Ａ对胸腺嘧啶Ｔ，鸟嘌呤Ｇ对胞嘧啶Ｃ，双股螺旋可以解开。在细胞分裂时，两股分离开来，由每股再去合成与它对应的另一半。另外，它还可以合成ＲＮＡ，再根据ＲＮＡ序列翻译合成蛋白质。由于每三个碱基对序列编码一种氨基酸，因此可以根据ＲＮＡ上碱基的顺序决定所合成蛋白质的氨基酸序列。关于ＤＮＡ、ＲＮＡ的研究发展得非常快，接二连三地获得诺贝尔奖，从根本地改变了人们对自己的认识。到了８０年代中，科学家们开始进一步考虑，是不是有可能把我们人类染色体上的所有碱基对都测定出来。１９９０年时，美国决定启动“人类基因组计划”，用３０亿美元的投入和１５年的时间，完成全部核苷酸序列的测定。先是根据现在已有的遗传信息在染色体的定位建立遗传图，然后建立物理图，最后把全部的图测定出来。到１９９８年，遗传图谱、物理图谱都超额完成，但是ＤＮＡ序列测定工作用了一半的时间却只完成了大概１％。所以当时美国主持这项工作的负责人担心在２００５年不能如期完成任务。后来由于ＰＥ公司研制的测序仪将测序速度大大加快，加上其他方法上的创新，使测序工作进程大大加快。１９９９年９月９日塞莱拉公司宣布已经完成了果蝇ＤＮＡ全部序列的测定，并开始人类ＤＮＡ测序。到１０月２０日，在大概大约４０天的时间，他们就完成了１２亿个碱基对的测试。到２０００年４月６日，３０亿碱基对全部测试完毕，然后进行组装。２０００年６月６日人类基因组与塞莱拉公司同时宣布基本完成人类染色体ＤＮＡ测序。又经过半年工作，２００１年２月中旬他们又分别在Ｎａｔｕｒｅ与Ｓｃｉｅｎｃｅ上发表文章，公开结果。经最后测算，人类染色体上的碱基对为２９．１亿对，特别有意思的是经计算认定，人类的基因大概只有３万个左右，与原来根据蛋白质数量推算的１０万个基因相差很远。人类所有的基因仅比线虫与果蝇多一倍，人有而鼠没有的基因仅３００个左右。基因在染色体上的分布很不均匀，第１７、１９与２２号染色体上基因密集，以第１９号染色体尤为丰富；而第４、８、１３号及ｘ、ｙ染色体上则基因较少。实际上在染色体的２９．１亿个碱基对中仅１．０—１．５％直接编码蛋白质，而９８％以上为非基因ＤＮＡ，在基因组序列中存在大片的“荒漠区”，有３００多万个长片断重复序列。染色体中约有２１０万个单个碱基对部位可随个体而有所不同称为单核苷酸多态性，ＳＮＰ，正是由于这些不同造成了个体间的差别。染色体碱基对序列在个体间的差别不超过０．１％。这种差别大于人种间的差别。上述结果来之不易，是非常了不起的。但是对了解人类遗传奥秘还只能说是万里长征走出了第一步。 目前人类染色体碱基对中约有９％的序列尚不能保证正确；基因的确切数目尚不能最后肯定，更没有全部得到克隆，对已克隆的基因也只有一半左右了解它们的功能；对基因数少于蛋白质数的事实尚不能解释，是一个基因在转录、剪切、翻译过程中可合成多种蛋白质呢，还是由于蛋白与蛋白相互作用而产生新的蛋白呢，还是还有别的机制，目前还不得而知。更重要的是，人体内真正发挥生理功能的是蛋白质，而对人类蛋白质组学Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ工作还刚开始。所谓蛋白质组学，就是要研究清楚人类体内存在的全部蛋白质的种类，它们的结构，它们的结构－功能关系，以及各种蛋白质的相互关系。相对人类基因组计划而言，蛋白质组学的意义更大，但难度也更大。目前虽然已经有不少科学家开始这方面的工作，也取得了一些进展，但我认为真正解决问题还有待于方法学上根本性的突破。 那么人类基因组计划有什么意义呢﹖且不说它对蛋白质组学研究是一个不可缺少的基础，就让我们来看看目前能够看到的几方面具体应用价值。首先是基因诊断。最直接的是对遗传 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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