繪制人類表型組全景“導航圖”2.0版

11月1日，第四屆國際人類表型組研討會暨第五屆中國人類表型組大會在復旦大學開幕。會上，“國際人類表型組計劃（二期）”上海市市級科技重大專項正式啟動，上海市副市長劉多在開幕式上致辭并與中外科學家共同見證啟動儀式。中國科學院院士、復旦大學校長金力在開幕式上宣讀中國人類表型組研究協(xié)作組新增委員名單。10余位院士，400余位學者專家和各界代表出席大會。

2017年，首批上海市市級科技重大專項“國際人類表型組計劃（一期）”為全球科學家共同探索人類表型奧秘初步構建了統(tǒng)一的標準體系。6年后的今天， “二期”重大專項的啟動，則標志著全球科學家將可進一步在形成國際共識的研究框架下共同出發(fā)，為解答人類表型及其調控機制這一生命健康奧秘的核心問題開展實質性協(xié)同攻關。這也意味著人類表型組計劃，這個由中國科學家牽頭發(fā)起的國際大科學計劃正邁向新的征程。

“一期”達成四個“全球第一”

基因和環(huán)境相互作用決定人體特征（即表型）。表型組是生物體從宏觀到微觀、從胚胎發(fā)育到出生、成長、衰老乃至死亡過程中所有生物、物理和化學特征的集合。

上海國際人類表型組研究院副院長、復旦大學人類表型組研究院執(zhí)行院長田梅舉例說，如果有一對雙胞胎，一個從小在赤道的低海拔地區(qū)長大，一個在高緯度的高海拔地區(qū)長大，他們會有完全不一樣的表型，不僅外表會產(chǎn)生差異，他們的蛋白、代謝和器官功能也會發(fā)生不同變化。這就是環(huán)境因素對人的表型的影響，而這些影響與他們的健康、疾病、壽命都息息相關。

“因此，人類基因組和人類表型組可以說是人類生命奧秘的兩大關鍵?！碧锩氛f，“唯有全球各個地區(qū)表型組研究的科學團隊協(xié)同作戰(zhàn)，才能‘拼出’全人類的生命奧秘的完整‘拼圖’，而這也是人類表型組計劃的最重要目標。”

2015年，金力等中外科學家就基于“測一切之可測”的理念系統(tǒng)提出了國際人類表型組計劃的設想。其后，復旦大學凝聚國內(nèi)外數(shù)十個頂尖科學家團隊，在人類表型組計劃和基礎研究中為中國奠定引領優(yōu)勢。團隊建成第一個跨尺度、多維度、一站式人類表型組精密測量平臺；完成第一個每人測量24000余個表型的自然人群深度表型組隊列；繪制第一張人類表型組導航圖，發(fā)現(xiàn)150余萬個表型之間的強關聯(lián)；研發(fā)第一套多組學標準物質“中華家系1號”。在四個方面取得“全球第一”的成就。

在已經(jīng)繪制的1.0版導航圖中，構建了150余萬個表型間的強關聯(lián)，這為科學界破解表型與疾病、衰老等生命現(xiàn)象之間的關系提供了關鍵線索。復旦大學人類表型組研究院研究員陳興棟介紹，他的團隊發(fā)現(xiàn)多種代謝物與阿爾茲海默癥等神經(jīng)退行性疾病等有著顯著的相關性，這為進一步研究這些疾病的發(fā)病機制并且提前篩查、精準防治疾病提供了重要的線索。

“中華家系一號”作為我國科學家率先研制的多組學標準物質不僅獲批8種國家一級標準物質，而且還被包括芬蘭赫爾辛基大學、歐洲先進轉化醫(yī)學研究基礎設施（EATRIS）等在內(nèi)的國內(nèi)外100余家機構使用?！斑@為統(tǒng)一各國在表型組領域的數(shù)據(jù)質量標準奠定了堅實基礎，有望大幅提高不同實驗室科研數(shù)據(jù)的可參比性?！鄙虾H人類表型組研究院院長、復旦大學教授石樂明說。

“二期”推動原創(chuàng)性成果持續(xù)涌現(xiàn)

“堅冰已經(jīng)破除，航道已經(jīng)打開?！敝袊茖W院院士陳凱先認為，上海引領推動人類表型組大科學計劃已初具成效。

美國四院院士、系統(tǒng)生物學研究所創(chuàng)始人Leroy Hood曾評價：“中國科學團隊的研究工作令人驚嘆，已在表型組學基礎研究領域處于國際領先地位?！?/p>

在“一期”專項的基礎上，更多人類健康奧秘的關鍵解答“呼之欲出”。2023年8月，上海市正式立項并支持“國際人類表型組計劃（二期）”市級科技重大專項。

“二期”專項將圍繞“確保引領-支撐大科學計劃持續(xù)推進”和“搶先收獲-創(chuàng)新策源與范式推廣”兩條主線，力爭牢牢確立上海在大科學計劃組織實施和人類表型組研究中的國際引領地位，持續(xù)推動范式變革，提升創(chuàng)新策源能力。

田梅介紹，“二期”專項將升級目前的人類表型組導航圖，最終形成一套人類表型組全景“導航圖” 2.0版。人類表型組全景“導航圖”和人類基因組圖譜的結合將為新藥研發(fā)、疾病預測等提供更完整的信息，幫助人們更加科學、更加精準地認識健康評估的標準。

“二期”專項還將構建全球人類表型組數(shù)據(jù)協(xié)同研究平臺、聯(lián)合國內(nèi)外學者籌建國際表型組學會，為全球科學家進一步的合作研究提供支持，并且將推廣表型組學研究范式，加快成果轉化應用，力爭產(chǎn)生包括新潛在藥靶、新生物標志物、新機理在內(nèi)的一系列新突破、新發(fā)現(xiàn)和新成果。

10位頂級科學家共話表型組

在“人類表型組學：生命科學的新前沿”大會上，十位國際頂尖科學家作主旨演講，包括Leroy Hood，英國醫(yī)學科學院院士、澳大利亞國家表型組中心主任Jeremy Nicholson，德國科學院院士、弗萊堡大學醫(yī)院Jürgen Hennig，中國工程院院士、北京大學詹啟敏，日本國立成育研究中心研究所所長Umezawa Akihiro，美國兩院院士、哈佛大學教授林希虹，國家納米科學中心教授胡志遠等專家為公眾帶來精彩前沿報告。

11月2日至3日，大會將舉行主題為表型組學與新冠的長期防治、分子表型組前沿進展、分子影像與影像表型、時空組學與表型組學新技術、轉化表型組學與臨床應用、質量控制與標準化創(chuàng)新、生物大數(shù)據(jù)與人工智能、大型隊列與深度表型組隊列的8場平行分論壇，并在閉幕式上進行大會總結和會議最佳海報的頒獎。