国际人类表型组计划上海市重大专项二期今启动，更多生命关键答案呼之欲出

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破解人类生命与健康的奥秘，国际人类表型组计划二期作为上海市市

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 <p>破解人类生命与健康的奥秘，国际人类表型组计划二期作为上海市市级科技重大专项，今天（11月1日）将正式启动。如果说2017年立项的首批上海市市级科技重大专项“国际人类表型组计划（一期）”为全球科学家共同探索人类表型的奥秘初步构建了统一的标准体系、跨尺度的科研平台，二期计划的启动标志着全球科学家将可进一步在形成国际共识的研究框架下共同出发，为解答人类表型及其调控机制这一生命健康的核心问题开展实质性协同攻关。这也意味着由中国科学家发起的国际大科学计划——国际人类表型组计划正迈向新征程。</p>
 <p>近日，这一重大专项实施团队骨干成员、上海国际人类表型组研究院和复旦大学的多位学者接受了本报记者的采访。</p>
 <p><strong>全球协同，“拼出”全人类生命奥秘完整“拼图”</strong></p>
 <p>近年来，国际学界越来越重视人类表型组学研究，学界普遍认为人类表型组计划是后基因组时代生命科学的战略制高点和原始创新源，也是引领生命科学研究范式变革和生物医药产业发展的关键所在。</p>
 <p>上海国际人类表型组研究院副院长、复旦大学人类表型组研究院执行院长田梅告诉记者，“表型”，是指基因和环境相互作用下的人体特征或基因的表现形式。人类表型有物理类表型，即人的结构性特征；化学类表型，即人体的组成性特征；生物类表型，即功能性特征。表型组则是生物体从宏观到微观、从胚胎发育到出生、成长、衰老乃至死亡过程中所有生物、物理和化学特征的集合。</p>
 <p>田梅举了一个形象的例子：有一对双胞胎，如果一个从小在赤道的低海拔地区长大，一个在高纬度、高海拔地区长大，他们会有完全不一样的表型，不仅外表会产生差异，蛋白、代谢和器官功能也会有不同变化。这就是环境对人的表型的影响，而这些影响与他们的健康、疾病、寿命都息息相关。</p>
 <p>人类基因组和人类表型组可以说是人类生命奥秘的两大关键。田梅告诉记者，不同国家和地区的人群，基因和遗传特征本就存在差异，不同环境又会对不同人群的表型产生巨大影响，唯有全球各个地区的表型组研究团队协同，才能“拼出”全人类生命奥秘的完整“拼图”——完整的“人类表型组图谱”。这，也是人类表型组计划的最重要目标。</p>
 <p>早在2015年，中国科学院院士、复旦大学校长金力等中国科学家就基于“测一切之可测”的理念，提出了国际人类表型组计划的设想。其后，在国家尤其是上海市重大专项支持下，金力领衔上海核心科研力量，凝聚国内外数十个顶尖科学家团队，牵头推动人类表型组大科学计划在国际科学界先行实质性启动。目前，已有来自20个国家的24位科学家，包括14位院士携团队加入。</p>
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   图为座落在张江的复旦大学人类表型组研究院。
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 <p>&nbsp;“一期”重大专项的实施已产出一系列重要创新成果，凸显创新策源功能。同时，在国际人类表型组研究协作组（IHPC）各国科学家大力带动下，世界各国正加快布局人类表型组领域，美国已成立“表型组健康组织（PhenomeHealth）”组织，开展“美国人类表型组倡议”研究计划；澳大利亚、新加坡和日本等国均建成国家人类表型组中心；英国、欧盟和印度等持续升级或启动表型组相关大型科研计划。</p>
 <p><strong>7年先期投入，中国科学家表型组研究领域具引领优势</strong></p>
 <p>我国自2016年起就前瞻布局人类表型组国际大科学计划，2017年上海市将之列入首批市级科技重大专项启动，由此汇聚起生命科学、数学、人工智能、医学、药学、中医等多领域专家学者。</p>
 <p>“正是上海市持续多年的支持，让中国在人类表型组学研究领域奠定了引领优势。”田梅说。</p>
 <p>通过上海市市级科技重大专项“国际人类表型组（一期）”的实施，一个国际协作网络就此构建。同时，中国人类表型组研究协作组中，有我国136名科学院，其中36位两院院士。在此基础上，中外科学家正联合发起一个新的国际科技组织——国际表型组学会。</p>
 <p>在2022年首次举行的中美科学家表型组思享会上，美国四院院士莱诺伊·胡德（LeroyHood）听完中国科学家的报告后坦言：“中国科学团队的研究工作令人惊叹，已在表型组学基础研究领域处于国际领先地位。”这位被誉为“系统生物学之父”的科学家对上海科学界取得的成绩更是赞不绝口。他认为，上海是全球表型组学研究的三大核心枢纽之首。</p>
 <p>田梅告诉记者，“国际人类表型组计划”在项目推进过程中，已达成四个“全球第一”：建成第一个跨尺度、多维度、一站式人类表型组精密测量平台；建立第一个每人测量24000余个表型的自然人群深度表型组队列；绘制第一张人类表型组导航图，发现150万多个表型之间的强关联，大部分为跨尺度关联、且为科学界首次发现；研发了第一套多组学标准物质“中华家系1号”，由此奠定了我国和上海在人类表型组学基础科研领域的国际领先优势。</p>
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   图为人类表型组相关联网络，即表型组全景导航图的庞大数据库的首页。
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 <p>“生命科学不同于其他学科，研究对象——人很难集中到一个地方，因此生命科学的国际大科学计划一定是分布式推进的，这就使统一的标准体系成为开展科研计划的前提，” 上海国际人类表型组研究院长石乐明介绍道。“中华家系一号”作为我国科学家率先研制的多组学标准物质不仅获批8种中国国家一级标准物质，而且还被包括芬兰赫尔辛基大学、欧洲先进转化医学研究基础设施（EATRIS）等在内的国内外100余家机构使用。“这为统一各国在表型组领域的数据质量标准奠定了坚实基础，有望大幅提高不同实验室科研数据的可参比性”，石乐明这样解释。</p>
 <p>记者了解到，在已绘制的1.0版导航图中构建的150万多个表型间的强关联，为科学界破解表型与疾病、衰老等生命现象之间的关系提供了关键线索。比如，复旦大学人类表型组研究院陈兴栋团队研究发现了多种代谢物与阿尔兹海默症等神经退行性疾病等有着显著相关性，为进一步研究这些疾病的发病机制以及提前筛查、精准防治疾病提供重要线索。</p>
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   研究组通过一期表型组导航图发现了人类各类表型中的150万个强关联。
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 <p>又如，在150万个强关联中发现，在人的生命周期中，随着年龄的增长，器官间代偿持续增加，表型网络恢复力却在下降。复旦大学漆远教授和钱峰研究员等团队发现，免疫系统在30多岁时和60岁左右有两个明显的转折点，“接下来，我们会通过更多的表型测量与AI分析，有望破解更多人类的衰老机制。”漆远透露。</p>
 <p>参与专项的上海中医药大学王拥军教授团队也惊喜地发现，通过表型组计划，有望对中医药的部分作用机制进行更为精准、科学的描述和解释。在参与重大专项“导航图1.0版”的过程中，王拥军教授进一步提出构建“中医证候表型组学”和“中医象数组学”的理论与技术，解答中医药现代化的核心问题，助力实现中医药理论从“0-1”的实破。</p>
 <p><strong>升级版启动，为新药研发、疾病预测等提供更完整信息</strong></p>
 <p>在“一期”专项已有成效的基础上，更多人类健康奥秘的关键解答“呼之欲出”。上海市已于今年8月正式立项并支持“国际人类表型组计划（二期）”市级科技重大专项，并于今天正式启动。</p>
 <p>重大专项二期将围绕“支撑大科学计划持续推进”和“创新策源与范式推广”两条主线展开，力争进一步巩固和确立上海在人类表型组大科学计划组织实施和人类表型组前沿研究中的国际引领地位，持续推动范式变革，提升创新策源能力。</p>
 <p>田梅介绍，重大专项二期将升级目前的人类表型组导航图，最终形成一套人类表型组全景“导航图”2.0版。人类表型组全景“导航图”和人类基因组图谱的结合将为新药研发、疾病预测等提供更完整的信息，帮助人们更科学地定义和认识健康的标准。例如，对细分年龄段人群在血压、血糖、BMI（身体健康指数）等表型中给出更有针对性的正常值范围，使相关健康标准的指导意义更精准、有效。</p>
 <p>专项二期还将构建全球人类表型组数据协同研究平台（PhenoBank），为全球科学家进一步合作研究提供支持，并且将推广表型组学研究范式，加快成果转化应用，力争产生包括新潜在药靶、新生物标志物、新机理在内的一系列新突破、新发现和新成果。</p>
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  文：姜澎<br>
   图：受访方供图<br>
   编辑：姜澎<br>
   责任编辑：唐闻佳
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国际人类表型组计划上海市重大专项二期今启动，更多生命关键答案呼之欲出

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