绘制第二代人体解剖图

“人类基因组计划”（HumanGenomeProject，HGP）以其崭新的思想境界和宏伟的气魄，走上了科学大舞台，成为本世纪最伟大的科学工程。众所周知，本世纪涌现三大科学工程，即上半叶的曼哈顿原子弹计划，中叶的人类登月计划和后半叶的人类基因组计划。HGP是不同学术派别共同培育的全球性科学共同体。第一期称作“结构基因组学”的15年计划（1990—2005）的目标是：（1）建立、维持和扩充有关DNA顺序、遗传标志和基因位置、功能及其他有关信息的数据库。（2）绘制人类染色体图谱（遗传图谱）。（3）建立包括覆盖整个染色体的排序DNA克隆库在内的材料库。（4）发展分析DNA的新仪器设备。（5）发展分析DNA的技术。（6）对模式生物进行类似工作。（7）测定人类基因组DNA的全序列。（8）有关的社会学、伦理学、管理学和技术转让等问题的研究。就基因组科学本身而言，上述目标可归结为3张图，即遗传图、物理图和序列图。1993年，根据HGP的实际进展，增加了基因鉴定（识别）一项内容，相当于增加了一张“转录图”。在医学史上，格雷绘制的第一张人体解剖图奠定了近代医学的基础，HGP所提供的4张图，代表了第2代人体解剖图，它揭示的是基因组所蕴含的人体奥秘，从而奠定了21世纪的医学和生命科学飞跃发展的基础。

疾病是常见的表型，它既可体现在症状上，也可体现在相关基因产物的改变及由此所致的代谢过程改变。本世纪中叶，发现镰刀状细胞贫血症是由β珠蛋白基因中一个特定位点发生点突变而改变遗传密码的氨基酸所致，由此提出“分子病”的疾病概念。在广义上，凡生物分子发生异常改变所引起的疾病称为分子病。分子病是普遍存在的，如由珠蛋白基因异常引起的一类疾病叫“血红蛋白病”。由于各种受体异常引起的疾病叫“受体病”，同理，还有“酶病”、“离子通道病”、“膜病”等等。由此可见，从“分子病”概念的提出到受到广泛验证和认同，反映了人们对疾病发生机理认识的不断深入。

近年来，人们把“分子病”的概念又进一步深化，不仅注意生物分子的一级结构的改变与疾病发生的关系，还注意生物分子空间结构的改变与疾病发生的关系。最突出的例子是疯牛病病毒致病原理和老年性痴呆症发病机理的研究。Prion是引起疯牛病的病毒蛋白，它的致病原理是由于其分子的空间构象的改变。在老年性痴呆病的发生过程中，也发现一种参与发病的蛋白质折叠异常。因此，人们把这些因蛋白质空间构想或折叠改变所致的疾病称之为“折叠病”或“构象病”。在天然状态下，活细胞内蛋白质的合成、分选、运送和定位涉及修饰、加工、折叠等处理过程，折叠异常可引起病理改变发生。由于影响蛋白质的折叠的因素很多，估计随着时间的推移，将会有更多的“折叠病”被发现。由于生物大分子的空间结构具有重要的生物学功能，所以近年来出现一门以研究生物大分子空间结构为主要内容的分支学科——结构生物学。它既研究单分子结构，也研究两个或多个同源或非同源分子相互作用时形成超分子复合物的空间结构。这类研究对于治疗药物的分子设计与模拟具有重要的指导意义。

大量研究表明，人体健康状况或疾病状态作为“表型”，直接或间接地与基因相关。疾病发生是基因作用和基因外作用的综合过程，致病因素通过一定途径作用于基因，尔后产生基因后代谢过程改变、组织细胞的病理改变甚而行为的改变。因此，疾病的基因机理是研究疾病发生发展的本质一环。这就是近年来“基因病”概念被广泛接受的原因所在。根据“基因病”概念，可将人类疾病分为三大类：即单基因病、多基因病和获得性基因病。单基因病目前已发现五、六千种，其主要病因是在一个基因位点上存在缺陷的等位基因。换言之，单基因病是由一个致病基因所引起。这样的致病基因可以表现为显性遗传致病，也可以表现为隐性遗传致病。如果致病基因位于性染色体上，则患病与否与性别有关。多基因病的发生涉及众多基因的改变，这些基因改变在致病过程中的作用可能近乎等同，即所谓“多因微效”，也可能有主有次，为主者即所谓“主效基因”或“疾病易感基因”。不论何种情况，上述各种基因之间可以发生相互作用（调节、补偿等），同时也受多种环境因素（如生活方式、习惯、饮食结构、年龄、自然环境和社会环境等等）的影响，因此这类疾病发生的基因机理是很复杂的，它已成为当前国际医学研究的前沿热点领域。人类的许多常见病和危害严重的疾病如高血压、冠心病、脑血管病、恶性肿瘤、糖尿病、风湿病、关节炎、哮喘病、精神及神经性疾病等等皆属多基因病。获得性基因病是由病原微生物感染所致，不会遗传，大多是病原微生物基因与人体基因相互作用的结果，如艾滋病、病毒性肝炎等即是。

根据“基因病”概念，可以有目的地去寻找常见的重大疾病的致病基因或易感基因，为疾病的诊断、治疗和预防提供标靶，开发新的技术手段和药物。为了进行这些工作，必须充分利用疾病家系、隔离群和染色体改变材料等“基因资源”，建立科学的分析方法。

但是，不论单基因病抑或多基因病，实际上都涉及到多种基因的相互作用，对比之下，在一段时期内科学界所遵循的“一种疾病—一种基因”的研究模式变成了零敲碎打的线性思维模式，脱离了活细胞中基因网络作用的客观情况。