生命科学与生物技术研究进展2009

中国医药生物技术２０１０年２月第５卷第１期ＣｈｉｎＭｅｄＢｉｏ蛐ｏｌ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１０，Ｖ０１．５。Ｎｏ．１

ＤｏＩ：１０．３９６９／ｅｍｂａｊ．ｉｓ姐．１６７３－７１３Ｘ．２０１０．０１．０１７

生命科学与生物技术研究进展２００９赵贵英，张树庸

２００９年生命科学与生物技术研究在世界范围内的新进

展、新技术、新成果层出不穷，本文就国内外相关研究进展

简况以信息传递形式加以总结。

１国外研究进展简况

１．１最古老的原始人化石研究结果列２００９年十大科学进

展之首

迄今最古老的人是“阿尔迪”人，他们生活在距今４４０万

年以前，居住地为如今的埃塞俄比亚。这是来自９个国家

不同专长的４７名科学家为期１５年的艰苦卓绝以及高度

协作的研究成果。其列在美国Ｓｃｉｅｎｃｅ杂志２００９年度十大

科学进展之首。

实际上，最早的“阿尔迪”化石发掘于１９９４年，但获

得该发现的研究团队非常谨慎，他们没有匆忙地公布结果，

而是对１５万个动物和植物化石进行了长达１０多年的详

尽分析和材料处理，并且还将化石送到世界各地不同的实验

室进行评议。最后他们才公布了自己具有划时代意义的发现

和分析。

１．２雷帕霉素延长实验鼠寿命

研究人员发现，利用免疫抑制药物雷帕霉素对小鼠体内

一种关键性的信号通道进行调制，能帮助它们延长寿命。这

是人们首次在哺乳动物身上取得结果。该发现中值得注意的

是，科学家是在这些小鼠进入中年时才开始进行治疗的。

１．３甲型Ｈ１Ｎ１流感

２００９年３月，在墨西哥爆发“人感染猪流感”疫情，

迅速波及全球蔓延。世界卫生组织（ＷＨＯ）初始将此流感

定为“人感染猪流感”，２００９年４月３０日世界卫生组

织、联合国粮农组织和世界动物组织宣布，一致同意使用

Ａ（Ｈ１Ｎ１）型流感。我国卫生部公布中将这一词定为“甲

型Ｈ１Ｎ１流感”。截至２００９年１２月１８日，世界卫生组

织公布最新疫情，甲型Ｈ１Ｎ１流感已在全球造成１万人

死亡。

甲流的流行，让更多的人了解了人畜共患病这个概念，

狗流感、猪流感、猫流感、羊流感开始引起大家的关注，甚

至有人提出流感病毒在人、畜、禽三者身上整合变异的“超

流感”。同时，新型传染病频发，也为人和自然的和谐发展

提出新的考验。

１．４基因疗法治愈色盲

眼科专家小组将特殊的基因注入两只患有色盲症的猴

子眼中，让猴子第一次看到红色和绿色。华盛顿大学的杰

伊?内特兹认为，通过基因治愈色盲是一项被认为“绝对不

可能”的事，但现在的成就说明基因疗法的效果。

?要闻回顾?

１．５破解人类表观基因组

２００９年１０月１４日，美国索尔克生物研究所利用强大的计算机和新技术绘制了两种人类细胞的表观基因图谱，分别为胚胎干细胞和肺部纤维原细胞，这是首张人类表观基因组图谱。通过将其与患病细胞表观基因组对比，科学家就可发现表观基因组中的缺陷是如何导致癌症以及其他疾病的。在了解先天和后天因素如何影响人类的健康方面实现重大突破。

１．６艾滋病疫苗曙光出现

２００９年９月，美国和泰国的研究人员对两种原有疫苗混合而成的新疫苗进行了测试，整个实验有１．６万名志愿者参加，结果表明，这种疫苗可使接种者的感染风险降低３１％。这是研究人员首次证明疫苗能预防艾滋病病毒感染。１．７孤独症或是基因变异惹的祸

美国联邦政府２００９年１０月公布最新数据显示，１％的美国儿童患有孤独症系列综合征（ＡＳＤ）。研究人员找到孤独症“疑凶”——５号染色体的变异。５号染色体变异是１５％孤独症患者的主要病因。研究人员对涉及大脑内产生连接的蛋白进行编码的基因变异进行研究后发现，这些基因变异极为常见。

１．８骨质疏松症新药另辟蹊径

当前治疗骨质疏松症的药物主要是通过减少破坏骨质细胞来起作用，破坏骨细胞随着年龄增大而增多。目前，一种正接受美国ＦＤＡ审查的新药ｄｅｎｏｓｕｍａｂ却另辟蹊径——它通过抑制破坏骨骼细胞来起作用。２００９年８月公布两项研究显示，ｄ曲ｏｓｕｍａｂ可减少妇女以及正接受前列腺癌治疗的男性骨折的几率。

１．９发现导致老年痴呆的新基因

２００９年９月科学家再次发现了３个可能引起老年痴呆症的新基因，研究发现，其中的两个基因同老年痴呆患者大脑的淀粉样蛋白斑块有关，这些蛋白斑块在大脑的堆积导致神经细胞死亡并使患者出现认知障碍，第３个基因则影响神经的连接。这３个基因如何增大老年人罹患老年痴呆症的风险目前尚不清楚。

１．１０无需插入基因也可以实现人体细胞重组

美国伍斯特理工学院与ＣｅｌｌｔＩＩｅｒａ公司的研究人员通过降低细胞暴露的大气氧含量，及将称为成纤维组织细胞生

作者单位：１００５００北京，中国医学科学院医药生物技术所（赵贵荚）；１０００１２北京实验动物研究中心（张树庸）

通讯作者：张树庸，Ｅｍａｉｈｚｈａｎｇｓｙ＠ｍａｉｌ．１ａｓ．∞．∞

收稿日期：２０ｌｍ０１．２１

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中国医药生物技术２０１０年２月第５卷第１期ＣｈｉｎＭｃｄＢｉｏｔ∞ｈｎｏｌ，Ｆｅｂｍａｒｙ２０１０，Ｖ０１．５，Ｎｏ．１

长因子（ＦＧＦ２）的蛋白添加到培养基中，来打开现有的尚处于休眠状态的干细胞基因ＯＣＴ４、ＳＯＸ２和ＮＡＮＯＧ。

ＦＧＦ２是一种天然蛋白，对维持胚胎干细胞的多能性至关重要。更令人惊异的是，干细胞基因ＯＣＴ４、ＳＯＸ２和ＮＡＮＯＧ并不象推定的那样在未经处理的皮肤细胞中完全休眠，事实上这些基因会发送信息，只不过这些信息并没有被转录成可形成细胞多能性的蛋白。研究人员称，这个事实不仅使他们重新思考什么才是多能性的真正标志，而且也表明在调控干细胞基因表达的这些细胞中存在着一种天然机制，这为研究人员打造一条研究细胞重组的全新思路，从而避免了插入额外基因或利用病毒所带来的健康风险，这一成果开辟了细胞重组的新途径，未来通过诱使患者自身细胞修复和再生受损组织，该方法将用于治疗一系列人类疾病和创伤。

１．１１美开发出成体细胞转化为干细胞的新法，转化率比传统方法高２００倍

美国斯克里普斯研究所一个研究组显著提高了将成体组织转化成干细胞的效率，使干细胞医学研究迈出一大步。丁盛博士将焦点集中在了可生成结蹄组织的成纤维细胞生成的自然过程研究上，这种自然发生过程称为ＭＥＴ（间质——上皮细胞转化），会使成纤维细胞更接近与干细胞状

态。研究组测试了大量类药分子，寻找抑制１＇ＧＦｂ（转化生长因子Ｂ）和ＭＥＴ（裂原活化蛋白激酶）的路径。慨和ＭＥＫ都参与ＭＥＴ过程。经过研究发现两种化学物质——ＡＬＫＳ抑制剂ＳＢ４３１４２和ＭＥＫ抑制剂ＰＤ３２５９０１的组

合，其在促进成纤维细胞转化为干细胞的效率提高１００倍。若将一种名为ＴＨＩＡＺＯＶ删的新型化合物与ＳＢ４３１４２

和ＰＤ３２５９０１结合可提高转化率２００倍。除对实际应用的巨大推动外，新方法的开发也使人们对成体细胞转化为干细胞的生物学理论有更深的了解。

１．１２注射干细胞可修复心肌损伤

美国迈阿密大学研究人员将成人骨髓中提取的间质干细胞注射迸发生心肌梗死不到１０ｄ的患者体内，这些间质干细胞随着静脉血流入心脏，并最终到达受损部位。间质干细胞在心肌组织“扎根”后会清除受损区域的受伤组织，从而提高心脏的博动力，间质干细胞还能在一定程度上促进新的心肌组织生长。这种疗法在５３名患者身上取得良好效果，但尚不能认为这种疗法一定有效。

１．１３全球首例老鼠子宫移植手术成功，人类子宫移植将于两年内实现

英国２００９年１０月２２日报道，一个国际联合医药团队表示，他们成功地在老鼠身上进行全球首例子宫移植手术。接受子宫移植的老鼠存活了１０个月。研究人员称可能于两年内在人体进行子宫移植实验。

１．１４ＩＩ型糖尿病患者体内发现一种新的基因变异一个国际研究小组在Ⅱ型糖尿病患者体内发现了一种新的基因变异，与以往发现的几种与Ⅱ型糖尿病有关的基因变异不同，该变异不会影响人体内胰岛素分泌，只会降低人体肌肉细胞利用胰岛素的能力，此发现为科学家开发治疗糖尿病的新方法提出新的靶标。

１．１５美国绘出人体细菌分布图

美国科罗拉多大学的研究人员在美国＆据，聊杂志网站上发表了此项研究成果。据估计约有１００万亿细菌寄生在人体体表或体内。这些细菌在很多生理功能中发挥关键作用。其中包括免疫系统和消化系统，它们有助于预防病源体入侵。科学家对９位志愿者２７个区域的细菌菌落进行分析，发现各部位细菌茵落呈现出巨大差别，位于腋窝、足底、口腔的差异较小，腿部、躯干的菌落不同。奈特教授表示“如果能够更好地了解这些差异，我们将能找到不同疾病基因的生物标记。由于人体基因组变化较小，而细菌基因图谱变化很大，因此寻找细菌的差异与特殊部位的疾病之间的关系意义很大。”

１．１６迄今规摸最大的罕见肿瘤基因研究完成

一个国际研究组发现５种基因的变异增加患神经胶质瘤的风险，从而确定某些遗传因素对这种疾病的发生具有重要作用。这５种基因分别是：位于８号染色体的Ｃａ）Ｃ２６，位于５号染色体的１ＥＲＴ、位于９号染色体的ＣＤＫＮ２Ａ、位于２０号染色体的ＲＴＥＨ以及位于ｌｌ号染色体的ＰＨＬＤＢＩ，相比没有这些基因变异的人来说，有这５种基因的最大变异者患有神经胶质瘤风险分别增加了１８％、２４％、２７％、２８％和３６％，这些基因的影响是独立的。因此，如果变异基因越多患病风险就越大。

１．１７肺癌和皮肤癌完整基因图谱完成

英国科学家绘制出肺癌和皮肤癌完整基因图谱。该研究意味着医生能更早地发现人体癌细胞，让病人据此预防，并且只需进行一个简单的血液测试，然后根据每个个体的不同情况，制定出“个体化”的治疗方案，也能让科学家尽快研发出针对特定基因变异的抗癌药，下一步将是从这几千种变异中找出哪些变异基因真正导致癌细胞的形成和扩散，哪些变异是偶然的，以便更好地找到方式来进行纠正和预防，绘制出完整的癌细胞基因图谱有助于为健康人群ＭＯＴ血样测试，以测试出受检者ＤＮＡ是否有可能已产生病变。这是２００８年４月２９日成立的以国际癌症基因组协会的“癌症基因图谱项目”的首批成果。计划用１０年投资ｌＯ亿美元绘制５０种癌症的变异基因的全图谱。如果该项目完成，医生可对患者进行个性化治疗，并有助于设计出以癌细胞遗传弱点为靶标的新药。

１．１８纳米阵列技术使基因测序成本降至５０００美元纳米阵列技术属于第三代测序技术，即采用高密度ＤＮＡ（玻璃板）纳米芯片技术，芯片上嵌入ＤＮＡ纳米球，然后用非连续、非连锁联合探针锚定连接（ｏＰＡＬ）技术来读取序列，该技术的应用可以减少试剂消耗和成像时间，这是由英国完整染基因公司、哈佛医学院和华盛顿大学联合完成的，研究人员称５年内让所有人都能进行基因测序，以求服务于人类的医疗健康。

１．１９新型纳米粒子药物递送系统研制成功

美国研制出新型纳米粒子药物递送系统，可绕开免疫系

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统来杀死肿瘤细胞，这项技术由美国马萨诸塞的ＢＩＮＤ生物技术公司研发，己在动物身上治疗前列腺癌试验成功。名为ＢＩＮＤ０１４的纳米粒子药物系统通过将药物包裹在一个“特别制造的传送包内”来解决药物传送中的三大难题，如何确保治疗性分子到达体内正确位置，如何在数天内缓慢地释放药物以及如何保证免疫系统不将其视作外来之物而加以破坏。ＢＩＮＤ０１４的直径仅为人类头发丝的千分之一，大约１００ｎｎｌ。这种药物递送系统能通过一种ＰＭＳＡ分子进行定位，非常精确地找到病源，因为供这种纳米粒子定位的ＰＭＳＡ分子可出现在许多肿瘤中，所以对诸多乳腺癌、肺癌、脑癌等都可使用，科学家将在一年内对２５名癌症患者进行试验，如可能计划５年内获制药许可，此法可使患者避开化疗之苦。

１．２０首个基因靶标剔除大鼠培育成功

美国威斯康辛医学院及法国国家卫生院等部门的研究人员联合宣布，他们利用锌指核酸酶技术成功创建了首个基因靶标剔除大鼠。其为开发出带有人类疾病的新型基因工程动物模型铺平了道路。锌指核酸酶技术将使此类动物模型的创建速度更快，也许还可能创造出不同于大鼠的其他实验物种。

大鼠在许多生理特性上要比小鼠更接近人类，是建立人类疾病模型的理想的对象。广泛的遗传特征表明，大鼠约２．５万到３万个基因中的９０％与人类和小鼠相似，其较大身材使其成为通过连续采样进行药物评估的高级模型。培育剔除了突变的大鼠一直是一项重大挑战，但此项新技术将使大鼠在生理学、内分泌学、神经学、新陈代谢、寄生虫及癌症形成和发展的研究中发挥更大的作用。雅各布则希望利用这些基因剔除大鼠更好地了解高血压、心脏病、肾衰竭和癌症等疾病的进程。

科学家指出使用标准实验室技术进行微量注射，锌指核酸酶技术为剔除细胞内和整个生物体内的基因提供了一个强大的工具。该技术将成为对细胞、植物和转基因动物进行基因改造的可行方案。

１．２１２００９年诺贝尔生理学或医学奖揭晓

瑞典卡罗林斯卡医学院２００９年１０月５日宣布，将２００９年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽沙白?布来克本、卡萝尔?格雷德和杰克?绍斯塔克，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。研究成果揭示，端粒变短，细胞就老化；而端粒酶活性很高时，端粒长度就能得到保持，细胞老化就会延缓。这有助于攻克癌症和衰老等医学难题。

卡罗林斯卡医学院的科学家说：“这一发现让我们对细胞有了新的了解，对疾病的压力有了清楚的认识，并促进了潜在的新治疗方法的问世。”他们三人所作的工作为人类了解端粒及端粒酶——位于染色体末端、携带着ＤＮＡ的物质——如何影响癌症及衰老相关的生理状况奠定了基础。

围绕端粒酶开展的工作成为药物研究的热点，特别是在抗癌药的研究方面，比如，美国默克公司和杰龙生物医药公司针对端粒酶研制了一种治疗疫苗，自去年起就处于试验阶段的这种疫苗能够对肺癌和前列腺癌患者起到治疗作用。

２国内研究进展简况

２．１克隆鼠“，Ｊｗｂ”诞生

中国科学院动物研究所周淇和北京生命科学研究所高绍荣领导的研究小组使用成年老鼠的皮肤细胞成功克隆出了具有繁殖能力的老鼠“小小”。他们首先将黑鼠的皮肤细胞“逆转”为ｉＰＳ细胞，自主构建了３７株ｉＰＳ细胞系；然后把其中６株ｉＰＳ细胞分别注入１５００多枚四倍体囊胚，继之将此植入一群代孕白鼠的子宫，２１ｄ后“小小”奇迹般的诞生了。“小小”的诞生充分证明ｉＰＳ细胞的全能性，因此推断可以制造人身体的任何组织。

２．２中国首次提出“人类泛基因组”概念

由深圳华大基因研究院领衔，华南理工大学主要参与的合作研究成果——《构建人类泛基因组序列图谱》，树立了新的人类基因组测序标准，为未来医学研究指明了方向，反映出我国基因组学在世界的领先地位。

该研究使用深圳华大基因研究院自主研发并具国际领先地位的第二代测序技术大基因组组装工具，对炎黄一号基因组（即首个亚洲人个人基因组）进行深度测序和拼接，发现了人类基因组中除原先公认的单核苷酸多态性、插入删除多态性和结构性变异以外，还存在着种群特异甚至个体独有的ＤＮＡ序列和功能基因。还分析指出了人类基因组中存在“有或无”型的基因变异，从而首次提出“人类泛基因组”的概念，即人类群体基因序列的总和。

２．３我国动物干细胞基础研究获重要进展

内蒙古大学生命科学院李喜和与英国剑桥大学发育生物学研究所合作发现一种介于Ｅｓ和ｉＰＳ间的新型干细胞技术。

他们对着床后５．５。７．５ｄ小鼠外胚层细胞诱导培养过程中ＬＩＦ因子的作用有了重新认识：ＬＩＦ因子对于外胚层细胞的重编程发挥了关键作用。研究还推翻了以前对外胚层重编程的传统认知，认为外胚层千细胞不但可以在体外条件下表现出千细胞的所有特征，而且在体内条件下可高效率的形成嵌合体，更重要的是它可以进入生殖系统，具有正常生殖传代的能力。

李喜和等提出了外胚层细胞间干细胞ＥＳＣＳ重编程的分子调控摸型，这对进一步探讨不同分化阶段细胞重编程的机制，干细胞在畜牧和医学等领域的应用具有重要意义。２．４我国原创新药从细胞层面治疗心衰，“重组人纽兰格林”完成ＩＩ期临床研究

“重组人纽兰格林”是上海泽生科技开发有限公司研发的基因重组蛋白类药物，是目前国际上首个在细胞层面治疗心衰的药物，研究显示其能有效提高心功能，缩小扩张的心脏，增加运动耐量，改善生活质量。

通过北京、上海、广州等国内１０余城市３５家大医院，以及澳大利亚１家医院３２６例受试者的临床Ⅱ期实验，

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与对照组相比取得明显治疗效果。该技术一旦在美国完成国际临床试验，将成为中国进军国际市场的首个原创基因工程药，年销售额在５０亿美元以上。

２．５我国科学家培育出猪千细胞

我国科学家找到了把猪的体细胞转化为干细胞的方法。这项研究在创建人类基因疾病模型，改造动物基因用于人类器官移植，并培育出能抵抗猪流感等疾病的猪种方面开创了一条新路。

英国梅森教授说：“培育猪体干细胞的突破性成果有可能再次激发科学家培育带有人类基因的猪器官的热情，用于为糖尿病患者培育胰腺，可为肾衰竭患者培育肾脏等。”２．６日本血吸虫基因组测序完成，为开发抗血吸虫药物及疫苗奠定了理论基础

国家人类基因组南方研究中心主持协同有关部门单位经过５年多的工作，完成了日本血吸虫基因测序和基因功能分析工作。研究发现，血吸虫能编码并分泌弹力蛋白酶消化宿主如人、牛皮肤组织而进入人体内形成危害。血吸虫在致病过程中，除了编码蛋白酶消化宿主皮肤和血液外，还分泌一些炎症相关分子如前列腺素、聚糖、脂质、自身抗原样蛋白等。这些因子可诱导宿主免疫反应，形成肉芽肿等免疫损伤，导致严重的血吸虫病。研究人员认为，血吸虫基因组研究，将有利促进与该重要传染病相关诊断、治疗和预防研究，为实现我国乃至世界范围控制和消灭血吸虫奠定了基础。

２．７我国科学家绘出大熊猫“晶晶”基因组精细图由深圳华大基因研究院领衔的最新研究成果《大熊猫基因组》表明大熊猫有２１对染色体，基因组大小２．４ｇ，重复序列含量３６％，基因２万多个。经二倍体测序，证明大熊猫基因组织仍然具备很高的杂合率，从而推断具有较高的遗传形态性，不会濒临灭绝。经过对同源基因分析发现，大熊猫不喜欢吃肉，主要原因是一个基因ＴＩＲＩ失活了，无法感觉到肉的鲜昧，但是大熊猫本身没有能够消化竹子纤维的基因，消化竹子纤维主要靠胃肠道细菌群，在已经进行全基因测序的物种中，大熊猫基因组与狗的基因组最接近，数据分析结果同时还进一步支持了大多数科学家所持的“大熊猫是熊科的一个亚种的观点，证明了熊科内部各类群的分类情况”。

２．８我国率先研制成功口服重组幽门螺杆菌疫苗科技部２００９年４月２４日宣布，我国率先在世界上研制成功“口服重组幽门螺杆菌疫苗”（简称Ｈｐ疫苗）。日前，该疫苗已经获国家食品药品监督管理局批准颁发的国家一类新药证书，可有效预防和控制Ｈｐ感染所致的相关疾病。预计，该疫苗两年内上市。服用一次疫苗后，机体对幽门螺杆菌的免疫力可维持４—５年，如果此后加强免疫一次，防预期将进一步延长。此项工作是由解放军第三军医大学研究小组完成的。在研制过程中，该研究小组已获得国家发明专利８项，是一项具有完全自主知识产权的新药。该疫苗已经先后申请国家发明专利授权１４项和ｌ项国际专利。幽门螺杆菌是１９８２年两位澳大利亚专家发现，并因此获得了诺贝尔奖，而今天研究出对抗该病的却是我们中国人，这不但标志着中国在预防幽门螺旋杆菌感染及相关胃病研究领域跃居世界先进水平，也显示中国的医药研发水平迈上了一个新的台阶。

２．９我国家蚕基因研究获重要成果

由深圳华大基因研究院与西南大学合作研究共获得４０个家蚕突变品种和中国野桑蚕的全基因组序列，共获６３２．５亿对碱基序列，覆盖了９９．８％的基因组区域，绘制了世界上第一张基因组水平上的蚕类变异图谱。这是世界上首次报道的昆虫基因组变异图，从全基因组水平上揭示了变异的起源进化，发现了驯化对家蚕生物学影响的基因组印记。

２．１０我国科学家用基因治疗心肌梗死取得重要突破新基因ＩＬＫ对心脏病具有“拯救”作用。南京大学附属鼓楼医院心脏科徐标教授率领的博士生团队，开展了有关心肌梗死后抗心肌重建的基因治疗实验研究，为心肌梗死后心脏重构及继发后的心力衰竭治疗提供新方法。研究论文发表在全球心血管病学杂志影响排名第一的《循环》电子版在线。

２．１３国家一类新药“依叶”在深圳投产

我国自２００６年以来唯一批准，拥有完全自主知识产权的一类心血管化学新药“依叶”生产基地，在深圳高新产业园区建成投产。这是海归人员创业团队深圳奥萨医药的又一重大成就。

奥萨创始人首席科学家徐希平博士及其领军的科研团队经过１０多年艰辛科研，在高血压治疗、脑卒中防治等新药的研发领域获得了重大突破：发现叶酸能显著降低同型半胱氨酸（ＨＣＹ），能预防脑卒中发生。２００６年，由奥萨团队自主研发的新药“依那普利叶酸片”（依叶），经历三期临床实验，２００８年国家药监局批准上市，也是我国近４年来批准的唯一同类创新药，这将显著降低我国脑卒中发病率和死亡率，打破外国高价药垄断局面。

志谢：本文得到了任彦林先生的大力帮助，在此表示衷心感谢ｌ

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