人类基因组转化医学精准医学

中国人类基因组计划的主要目标和内容
➢在国际人类基因组计划中的 “两个1%” : •基因组测序：基因组 DNA 的1%（30 Mb）
微生物基因组 “肿瘤基因组”和“千人基因组” •基因鉴定：人类全部基因 cDNA的1% (500-1000) 克隆、测序
泛基因组（pan-genome） 元基因组（metagenome）
植物化学组
Phytochemomics
大分子结构分析技术
生物筛选 先导化合物
生物筛选
结构基因组学
生化模型 细胞模型 动物模型
国 家 生 物 信
中草药中心
传统药物化学 组合化学
代谢物组学
生物筛选 专利化合物
生物筛选
结构与功能 化合物：
预测、设计
息 中 心
张浦
化学基因组学
生物筛选 化合物优化 生物筛选
合成、优化
细胞与免疫学部
研
基因组学研究
究
人类疾病相关
室
基因产物
生物信息学部
上海市整合生命科学研究
伦理、法律与社会问题研究部
的历史基础
（
结构与功能研究
课
系统生物医药
题
临床转换研发
组
（SBC）
）
基因组生物信息学
技
术
平 支撑 台
支持
组织架构： 联合、开放、互动的运
行机制
来自百度文库
新技术创新整合
国家人类基因组 南方研究中心 重点实验室
第二军医大学 学
海 交 大
临床医学转化研究
上海生科院
系
•生化细胞所
蛋白组 中心
复旦大学
遗 传 与 发
统 生 物
生物技术孵化器 “500豪”
•神经科学所 •营养所 •计算生物学所
医
实验动物中心
学 协
上海巴斯德 研究所
植生生态所
生物信息 技术中心
同
创 新 中
健康研究所 上海 交通大学
国家基因 研究中心
➢伦理、法律和社会问题： Ethical, Legal and Social Implications (ELSI)
南方中心
上海市疾病与健康 基因组学重点实验室
南方中心 执行机构
理事会
上海科学院
重点实验室 学术委员会
南方中心 专家委员会
实验室
主任、副主任 行政
基因组测序部
联席会议
业务
遗传学研究部
管理部
基因功能研究部
中国科学院上海分院 （中科院上海生命科学研究院） 上海复旦大学（上海医科大学） 上海交通大学（上海第二医科大学附
属瑞金医院、上海市肿瘤研究所） 第二军医大学 同济大学* 国家科技部中国生物工程开发中心 上海市科委（上海新药研发中心） 上海市浦东新区 上海张江高科技园区开发公司
人类疾病相关
人类基因组转化医学精准医学
从人类基因组计划到系统生物医学
讨论提纲
遗传、遗传学、基因组学、人类基因组学
上海浦东张江的“组学”平台
系统生物医学
生物信息学与大数据
转化医学精准医学
肿瘤的系统生物医学研究到肿瘤的精准治疗
Somatic mutation：肿瘤的异质性
以靶点为指导的治疗方案
Meta-analysis Actionability Atlas
江东
药物基因组学
(构效关系)
： 国 家
国家药物安全 评价中心
毒理 候选药物
国家新药 筛选中心
国家模式生
「 药 谷
临床医学研究中心 临床医学转换研究
一期
二期 临床试验
三期
SDA
制药集团 临床检测中心 诊断试剂企业
物研究中心
发展战略
浦西： 以健康与疾病为核心 上 生命科学基础研究
国际人类表型组研究计划 复 旦 大
肿瘤精准医疗和转化医学：人民自身、人民参与、为民服务
生命科学的第三次革命会聚研究
基因和环境与人类疾病
基因表达
DNARNA
代
谢 物
蛋白
基因
代谢生长 发育繁殖 （生理差异） 生理学
环境/内外 影响-互作
基因型 （遗传差异） 细 表观遗传学 胞
遗传学
亚健康/疾病 (病理差异) 临床医学
病理学
环境
体细胞基因突变（异质性/不稳定）
实验
技术
R&D （企业）
〔技术中心〕 药物基因组 临床双向
数据
“组学” 技术平台
疾病基因组 转化
（组学中心）
临床、应用 比较进化基因组：
数据整合挖掘—信息化
生命组学 实验生物学
计算科学 数学
植物
基因组学+系统合成生物学 微生物
系统生 物学
转化型 研究
•新一代 样本库 •数据与信息 •系统生物学
技术
药物所
张江 高科技园 ( 浦东 )
育 协 同 创 新 中 心
心
(浦东)
上海交大/瑞金医院转化医学中心
系统生物医学
（研究所）｛生物信息中心｝〔大学〕
生物信息学
基因组（表观基因组）技术：
计算生物学：知识理论 分析 技术突破-技术平台
功能基因组：功能机理
技术创新 〔技术中心〕
科学创新、转化研究
（大学） 〔研究所〕
科学问题和研究假说：如果我们想更多地了解肿瘤， 我们从现在起必须关注细胞的基因组。
研究策略：我们有两种选择，相比于逐个基因的解析， 从对细胞基因组测序入手，更为有用。
实验设计：从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤， 那就应从人类开始。
研究目标1：人类肿瘤研究将因对 DNA 的详细知识而得到巨大推动。 研究目标2：对于肿瘤之外的人类生理与病理的探索，也将发挥关键作用。
血友病 囊性纤维化
大肠癌 乳腺癌
中风 老年痴呆 糖尿病
哮喘
肺癌
心血管疾病 皮肤癌
车祸
人类基因组计划：失败的教训、科学的远见、国家的胆略
美国：登月计划的成功和肿瘤计划的失败 诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文《肿瘤研究的转 折点：人类基因组测序》（Science 231: 1055－1056）
➢ 医学基因组学: •科技部/卫生部支持成立全国人类疾病遗传资源收集网络。 •疾病基因鉴定（从单基因疾病开始）复杂疾病和性状 •中国人群基因组多样性：SNP HapMap GWAS
➢ 以人类健康为宗旨的功能基因组学： •转录组（Transcriptome） 表观基因组学（epigenomics） •蛋白组（Proteome） 结构基因组、代谢组等等 •模式生物（Model organisms） •生物信息学（Bioinformatics）
药物资源
临
床 病
转化医学
4P
人 循证医学
健
康 人
健康医学
医 学
群
动物
系统生物学
动物模型（比较医学）
生科院 及高校研究基础
基因组学
（疾病基因）
系统生物学
疾疾病病或发药生物机作制用机 生生物物大大分分子子靶靶标标
蛋白质组 结构基因组学
研究基地
上海生物芯片中心
克隆与表达（蛋白质）
同步辐射光源
新药研发国家实验室
建立筛选实验方法
X-Ray NMR
纯化
聚合大分子 三维图象、
药物所、复旦药学院
筛选天然产物
组合化学库
传统医学
中医 民族医药学