革新范式人类表型组学策动生命科学原始创新

　　促进人类健康、解析健康原因始终是驱动生命科学原始创新的核心需求和问题之一。表型是生命体的生物特征。表型组，是指生物体从微观组成到宏观、从胚胎发育到衰老死亡全过程中所有表型的集合。表型组学是继基因组之后生命科学的又一个战略制高点和原始创新源。基于大数据与人工智能时代的新理念、新方法，人类表型组大科学计划正深刻地改变着生命科学领域的科研面貌，引领生命科学的范式变革。

　　10月24日，由复旦大学、中国生物物理学会表型组学分会、上海国际人类表型组研究院联合主办的第二届中国人类表型组大会及第三届国际人类表型组研讨会开幕。作为表型组学研究领域最为重要的前沿学术峰会，今年两场大会均聚焦“表型组时代的人类健康”这一主题，吸引了来自全球300余位正式代表、近千位听众在线参加，共同分享表型组学最新研究成果，探讨人类健康重大问题的科技解决方案，凝聚 “国际人类表型组大科学计划”的中国动力与全球合力。

　　“中国人类表型组研究协作组”三位共同组长，中国科学院院士、复旦大学常务副校长、复旦大学上海医学院院长、上海国际人类表型组研究院院长金力，中国工程院院士、中国工程院副院长、中国医学科学院北京协和医学院校长王辰，中国科学院院士、中国科学院大学副校长徐涛共同担任中国大会主席。被誉为“国际代谢组学之父”的澳大利亚国家表型组研究中心主任尼克尔森（Jeremy Nicholson）, 被誉为“系统生物学之父”的美国科学院、工程院、医学科学院和人文与艺术科学院“四院”院士、中国科学院外籍院士胡德（Leroy Hood）以及金力三位“国际人类表型组研究协作组”共同发起人担任国际研讨会共同主席。

　　“基于测一切之可测的理念，人类表型组计划就是要对人类的各种表型进行全尺度、全周期、从微观到宏观的、精密系统测量，从而进一步去了解人类的各种表型和人类健康的关系。”金力表示，与30年前相比，精密测量技术和大数据科学的发展赋予了科学家们通过对大规模人群样本全景精密测量获得海量表型大数据并加以科学分析的强大能力。继而，科学家们将能成体系发现表型-环境-基因境之间、宏观表型-微观表型之间的跨尺度关联与相互作用，最终绘制出人类健康与疾病的全景式表型组参比图谱。

　　“我们可以把这张图理解成为一张‘导航图’，也就是几万种甚至十万种不同人类表型之间的关系图。”金力强调：“科学家们按图索骥，可以大大提高生命科学的创新效率,大大提高我们对生命现象认知的能力。”而这张解析复杂生命系统机理与奥秘的新一代“导航图”，也将使人类表型组成为生命科学未来原始创新的关键策源地与战略制高点，引领新一轮健康科技与生物产业变革。

　　尽管“人类表型组计划”的概念由美国科学家最先提出，但我国在全球范围内率先对人类表型组大科学计划进行了布局，并实质性推动相关研究开展。记者了解到，早在2014年，复旦大学就开始筹备发起“人类表型组”大科学计划。2015年，复旦大学承担国家科技基础性工作专项项目《中国各民族体质人类学表型特征调查》，采集了55个民族共4万余人的形态观察、功能、生化、生理等十余类近千个表型数据，在此基础上构建了专用数据库和数字化样本库，提供数据全流程规范化管理；2016年4月，在国务院批准的《上海系统推进全面创新改革试验加快建设具有全球影响力的科技创新中心方案》中，“国际人类表型组”被列入需布局的重大科学基础工程；2018年3月，上海市首批市级科技重大专项“人类表型组计划（一期）”正式启动；2018年底，“中国人类表型组研究协作组”和“国际人类表型组研究协作组”相继成立，人类表型组计划的国内外协同创新网络基本框架形成；2019年，经上海市批准，独立法人新型研发机构上海国际人类表型组研究院成立，研究院致力于建成推进人类表型组大科学计划的国内外协调机构、战略性科研力量和高质量转化平台。

　　据悉，从2018年至今，在平台建设、数据系统、协同网络、科研攻关等方面，我国已进一步为引领人类表型组大科学计划探索构建起“四位一体”的基本构架。充分依托已经建成的人类表型组精密测量平台，复旦大学自2020年正式启动“上海核心自然人群队列健康表型跟踪研究”。该研究通过网络和微信等渠道，将征集1000名常住上海的志愿者前往张江的人类表型组精密测量平台，每人检测20000个表型，开展深入分析与研究。目前，已有超过170名志愿者完成了全部检测项目。近年来，仅在复旦大学牵头的上海市市级科技重大专项支持下，我国学者已在包括Nature、Science等期刊上发表重要科研论文200余篇。面向国家重大战略需求、面向经济社会发展、面向人民健康，2018年至今，已有100余项人类表型组应用基础研究和应用示范研究，在“国际人类表型组计划（一期）”重大专项支持下同步展开。部分项目已经取得了重要的“早期收获”。

　　金力介绍，人类表型组研究成果能够帮助人们整量级地提高医学诊断准确性和效率，实现对疾病的精准分型、精准分类，引导临床实现精准诊断、个性化治疗，促进个人的精准健康管理。这对支撑精准医学、促进人类健康具有重大意义。同时，人类表型组计划及相关科研成果将发现一批全新的表型标志物，大量获得药物新靶点、新机制，为新型诊断试剂和产品、下一代原创新药、个性化健康管理装备、智慧医疗器械与设备等提供超级引擎。而在计划推进过程中形成的高精度生物与健康大数据资源库，将为培育和发展大健康产业提供丰富、坚实、多元的数据基础。人类表型组计划的深入推进，最终将为我国引领生物医药产业变革提供持久的创新动力。（光明日报全媒体记者颜维琦 通讯员陶烁）

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