復(fù)旦大學(xué)人類(lèi)表型組研究院科研人員在分析數(shù)據(jù)。學(xué)校供圖

　　“你肯定知道人類(lèi)基因組計(jì)劃。”

　　2024年11月，上海，復(fù)旦大學(xué)人類(lèi)表型組研究院的會(huì)議室內(nèi)，田梅端詳了一下記者，問(wèn)道。

　　田梅是研究院執(zhí)行院長(zhǎng)、世界分子影像學(xué)會(huì)主席。面對(duì)科學(xué)家，記者老實(shí)承認(rèn)：“我記得世紀(jì)之交，人類(lèi)基因組計(jì)劃是街頭巷尾熱議的話(huà)題。大家都說(shuō)，它會(huì)讓每個(gè)人知道自己的生老病死。”

　　“沒(méi)錯(cuò)，1999年，中國(guó)科學(xué)家正式加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，承擔(dān)1%的測(cè)序任務(wù)。”田梅邊說(shuō)邊打開(kāi)面前的電腦，一份PPT投影到會(huì)議室前方巨大的屏幕上，標(biāo)題赫然顯現(xiàn)——人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。

　　在人類(lèi)基因組計(jì)劃完成20多年后，中國(guó)科學(xué)家轉(zhuǎn)變角色，率先系統(tǒng)提出開(kāi)展人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的科學(xué)倡議，并在復(fù)旦大學(xué)建成全球三大表型組學(xué)研究中心之一。

　　各國(guó)科學(xué)家們?cè)俅渭Y(jié)，向人體和生命奧秘開(kāi)始新的進(jìn)軍。

　　率先布局，開(kāi)啟表型研究

　　機(jī)體的運(yùn)行、疾病的產(chǎn)生、器官的興衰……從古至今，人體的奧秘吸引了無(wú)數(shù)科學(xué)家探索。

　　在過(guò)去的40年，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自人類(lèi)基因組計(jì)劃。然而隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，基因組無(wú)法解釋所有疾病的致病原因。盡管基因組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量疾病靶點(diǎn)，但依然有很多疾病沒(méi)有找到對(duì)應(yīng)的基因靶點(diǎn)。

　　2015年5月，北京香山飯店。1993年正式創(chuàng)辦的香山科學(xué)會(huì)議舉行第525次會(huì)議，這次會(huì)議首次聚焦“國(guó)際人類(lèi)表型組研究”這一問(wèn)題。

　　“生命科學(xué)發(fā)展遇到新瓶頸，需要科研范式轉(zhuǎn)換。”“亟須系統(tǒng)深入進(jìn)行人群表型特征的精確測(cè)量，利用大數(shù)據(jù)手段，建立基因與表型的關(guān)聯(lián)，為我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和跨越式發(fā)展提供科技支撐。”……最終，大家一致倡議，發(fā)起人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。

　　表型，是指生命體的各種特征。

　　有的肉眼可見(jiàn)：?jiǎn)坞p眼皮、直發(fā)卷發(fā)、喝酒是否容易臉紅……有的肉眼不可見(jiàn)：靜息代謝、皮膚表面菌群……各種表型全部統(tǒng)合起來(lái)，就是表型組。

　　人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，就是通過(guò)系統(tǒng)精密的跨尺度測(cè)量，積累海量的生物信息大數(shù)據(jù)，再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建模，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)還未被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的基因—表型—環(huán)境以及宏觀—微觀表型之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病更加精準(zhǔn)的診斷、干預(yù)、調(diào)控和治療。

　　“某種意義上，表型組學(xué)是基因組學(xué)的延伸。”中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)、人類(lèi)表型組研究院院長(zhǎng)金力說(shuō)。他是香山科學(xué)會(huì)議的參會(huì)者之一，也是人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的發(fā)起人之一。

　　金力經(jīng)常用的一個(gè)比喻是：“如果說(shuō)人類(lèi)基因組計(jì)劃讓科學(xué)家手里有了探索生命奧秘的指南針，那么人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃將打造未來(lái)遨游生命科學(xué)世界的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。”

　　從一開(kāi)始，人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃就被定位為“國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃”。

　　“我們當(dāng)然可以在中國(guó)人中做，或者在某一個(gè)國(guó)家、某一個(gè)民族人群中做。”金力說(shuō)，“但是，表型本身在全球不同人種、不同人群之間存在較大差別。如果我們不能利用這種差別來(lái)增加表型的多樣性，那就太可惜了。”

　　早在2014年，復(fù)旦大學(xué)便開(kāi)始籌備發(fā)起工作。2018年，上海市首批市級(jí)科技重大專(zhuān)項(xiàng)“國(guó)際人類(lèi)表型組計(jì)劃（一期）”啟動(dòng)，由復(fù)旦大學(xué)牽頭，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院等承擔(dān)。

　　隨后，中國(guó)科學(xué)家聯(lián)合國(guó)際上志同道合的頂尖學(xué)者，共同發(fā)起成立了國(guó)際人類(lèi)表型組研究協(xié)作組（IHPC）和中國(guó)人類(lèi)表型組研究協(xié)作組（HPCC）。人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃正式啟航。

　　四個(gè)第一奠定引領(lǐng)優(yōu)勢(shì)

　　“你有機(jī)會(huì)可以當(dāng)我們的志愿者，接受一個(gè)‘超級(jí)體檢’。”在聯(lián)系采訪之初，研究院工作人員就對(duì)記者發(fā)出邀請(qǐng)，“如果折算成市場(chǎng)價(jià)格，這個(gè)體檢價(jià)值十萬(wàn)元。”

　　“超級(jí)體檢”的真名，叫“自然人群隊(duì)列健康表型研究”。研究院的3樓是人類(lèi)表型組計(jì)劃的“檢測(cè)中心”。志愿者要在這里用兩天一夜的時(shí)間，檢查2.4萬(wàn)個(gè)指標(biāo)，也就是2.4萬(wàn)個(gè)表型。

　　支撐起這一龐大檢測(cè)的，是十幾個(gè)檢測(cè)室，以及讓人眼花繚亂的設(shè)備，還有一整套流程。精密測(cè)量平臺(tái)主任羅競(jìng)春帶著記者逐個(gè)參觀。

　　“這個(gè)，用來(lái)測(cè)皮膚表面的菌群。所以檢測(cè)當(dāng)天，額頭、前臂、頭皮和后背都不要接觸水。”

　　“這是腦電檢測(cè)，測(cè)量人在靜息狀態(tài)下的自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)。戴上電極帽，你的腦電信號(hào)會(huì)實(shí)時(shí)出現(xiàn)在面前的電腦屏幕上。”

　　還有一間小臥室，志愿者需要佩戴電極帽、血氧儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備在這里睡一晚。此外，還有一個(gè)攝像頭。“攝像頭會(huì)在22點(diǎn)打開(kāi)，直到第二天6點(diǎn)。”羅競(jìng)春說(shuō)，“睡覺(jué)的各種狀態(tài)，也是表型數(shù)據(jù)。”

　　看起來(lái)，似乎也就是比一般體檢全面一些。“十萬(wàn)元”的價(jià)值，如何體現(xiàn)？

　　“表型測(cè)量，關(guān)鍵在于精密。測(cè)量方法精密，測(cè)量細(xì)節(jié)也同樣精密。”羅競(jìng)春說(shuō)，“比如志愿者測(cè)量多久再休息多久可以達(dá)到最佳效果，都經(jīng)過(guò)精密設(shè)計(jì)。”

　　好似一名向?qū)В_競(jìng)春撥開(kāi)拼圖中的迷霧。隨著迷霧全部散去，拼圖完整呈現(xiàn)。

　　“你剛才看到、聽(tīng)到的所有一切，正式名稱(chēng)是全球第一個(gè)‘跨尺度多維度人類(lèi)表型精密測(cè)量平臺(tái)’及其全套標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序體系。”羅競(jìng)春微笑著說(shuō)。這是他和同事們5年多的心血，目前居于世界領(lǐng)先地位。

　　這是中國(guó)在人類(lèi)表型組這一生物醫(yī)學(xué)最前沿的領(lǐng)先實(shí)力最直觀的展示。

　　在這個(gè)平臺(tái)及作業(yè)體系里，完成了超過(guò)1400人、每人測(cè)量2.4萬(wàn)個(gè)表型的健康人群表型精密測(cè)量千人核心隊(duì)列——這是第一個(gè)“全球第一”。

　　依據(jù)上述數(shù)據(jù)，中國(guó)科學(xué)家繪制了全球首版人類(lèi)表型組導(dǎo)航圖，發(fā)現(xiàn)150余萬(wàn)個(gè)表型間強(qiáng)關(guān)聯(lián)，其中絕大多數(shù)是科學(xué)界首次發(fā)現(xiàn)；研發(fā)全球首個(gè)多組學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)“中華家系1號(hào)”，并獲頒8個(gè)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)認(rèn)證——第三、第四個(gè)全球第一。

　　也就是說(shuō)，中國(guó)科學(xué)家的工作，在“測(cè)什么”“怎么測(cè)”“怎么算”等核心問(wèn)題上，為建立國(guó)際性表型組學(xué)研究的“標(biāo)準(zhǔn)操作程序”作出了重要貢獻(xiàn)。“上述工作基本奠定了中國(guó)在人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃中的引領(lǐng)優(yōu)勢(shì)。”田梅說(shuō)。

　　統(tǒng)籌資源展示高校擔(dān)當(dāng)

　　截至目前，國(guó)際人類(lèi)表型組研究協(xié)作組由來(lái)自20個(gè)國(guó)家的23位科學(xué)家（其中14位各國(guó)院士）組成，中國(guó)人類(lèi)表型組研究協(xié)作組由來(lái)自國(guó)內(nèi)137名協(xié)作委員（其中38位院士）和91家協(xié)作單位組成。

　　統(tǒng)籌實(shí)施好國(guó)內(nèi)外各種資源，穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，是一項(xiàng)和科研工作同等重要的任務(wù)。

　　“人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃源起于中國(guó)。我們有責(zé)任把這個(gè)計(jì)劃組織實(shí)施好，展現(xiàn)中國(guó)高校的責(zé)任擔(dān)當(dāng)、能力水平。”田梅說(shuō)。

　　研究院也是《表型組學(xué)（Phenomics）》期刊編輯部所在地。

　　這本期刊，是復(fù)旦大學(xué)主辦的同行評(píng)審國(guó)際期刊，錨定打造表型組學(xué)國(guó)際頂尖期刊目標(biāo)，組建起包括中、美、德、英、澳、日、韓等25個(gè)國(guó)家36位頂尖科學(xué)家的國(guó)際化編委會(huì)。

　　研究院副院長(zhǎng)、期刊執(zhí)行主編丁琛說(shuō)：“期刊承載著前沿創(chuàng)新策源與國(guó)際科技協(xié)同的重大使命，是中國(guó)為人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃打造的重要國(guó)際公共產(chǎn)品與學(xué)術(shù)平臺(tái)。”

　　包括期刊在內(nèi)，在復(fù)旦大學(xué)人類(lèi)表型組研究院等科研機(jī)構(gòu)的努力下，中國(guó)已為人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃打造四大科技公共產(chǎn)品。另外3項(xiàng)是：人類(lèi)表型組系列國(guó)際國(guó)內(nèi)高端學(xué)術(shù)大會(huì)、國(guó)際人類(lèi)表型組標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新中心和生命健康科技智庫(kù)。

　　與此同時(shí)，中國(guó)科學(xué)界引領(lǐng)兩大協(xié)作組達(dá)成一系列國(guó)際科研共識(shí)與文件，包括明確人類(lèi)表型組大科學(xué)計(jì)劃的主要目標(biāo)、技術(shù)路徑和優(yōu)先研究方向，發(fā)布《人類(lèi)表型組相關(guān)測(cè)量框架性指南》，啟動(dòng)全球已有的深度表型組隊(duì)列之間的協(xié)同比較研究，等等。

　　“人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃的推進(jìn)實(shí)施，有助于上海打造長(zhǎng)期支撐服務(wù)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新引擎，進(jìn)而建成具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心，成為吸引全球優(yōu)秀科學(xué)家的人才蓄水池。”田梅說(shuō)，通過(guò)打造更多的標(biāo)志性戰(zhàn)略成果，高校在服務(wù)國(guó)家和區(qū)域戰(zhàn)略上，會(huì)發(fā)揮越來(lái)越關(guān)鍵的支撐作用。

　　研究院的墻壁上，鐫刻著人類(lèi)科學(xué)先驅(qū)伽利略的名言：“測(cè)一切之可測(cè)，并使不可測(cè)變?yōu)榭蓽y(cè)。”

　　田梅輕敲鍵盤(pán)，一個(gè)球狀模型出現(xiàn)在屏幕上。那些紅黃藍(lán)綠色密密麻麻的小點(diǎn)，看起來(lái)，就像一個(gè)由無(wú)數(shù)繁星組成的小宇宙。

　　這就是人類(lèi)文明首個(gè)表型組導(dǎo)航圖。生命的奧秘，在這些“小宇宙”間閃爍。

《中國(guó)教育報(bào)》2025年01月04日 第01版