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生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)

作者:钛媒體APP
文 | 追問nextquestion

摘要:人類基因組計劃的宗旨在于揭示人類疾病的遺傳根源,并探索更為高效的治療方法。精神分裂症之是以成為研究的焦點,一方面源于三位項目核心發起人的個人興趣,另一方面則是基于家庭、領養和雙胞胎研究所得出的精神分裂症是遺傳性疾病的假設。研究者采取了多種方法進行深入探索,包括連鎖分析、候選基因分析、全基因組關聯研究(GWAS)、拷貝數變異、外顯子組測序等,但并未成功識别出具體的緻病基因。不過,研究發現了近300個與精神分裂症發病風險變化相關的單核苷酸多态性(SNPs)以及一些罕見變異,這些在少數個體中可能增加疾病風險。這些風險基因在多數疾病的臨床表現中發揮作用,但單獨存在時并不足以引發疾病。

随着時間的推移,越來越多的研究人員開始質疑精神分裂症是否嚴格屬于遺傳疾病。從1996年起,美國國立精神衛生研究院(NIMH)便開始把研究重點從臨床轉向基于人類基因組計劃的基礎研究。是以,該機構三十年來在遺傳學方面的投資,幾乎未能為受影響的個體帶來任何臨床上的實用成果。現在,是重新審視NIMH的精神分裂症研究項目的時候了。

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▷Torrey, E. Fuller. "Did the human genome project affect research on Schizophrenia?." Psychiatry Research 333 (2024): 115691.

2000年6月26日,在克林頓白宮舉行的新聞釋出會,被認為是當年科學界的一大盛事。總統預告了這項耗資30億美元、對人類基因組首次全面調查的項目——人類基因組計劃的完成。弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)曾形容它為“人類曆史上迄今為止最重要、最具意義的項目”(Kolata, 1993)。

他在釋出會上進一步指出,這項成就相當于“人類首次窺見自己的說明書,這是以往唯有上帝所知的”(Venter, 2007, p. 314)。克雷格·文特(Craig Venter)則将其視為“人類十萬年曆史中的一個劃時代時刻”(Venter, p. 315)。克林頓總統還将這項成就與伽利略的發現相提并論(Venter, p. 313),并承諾它将“革新大部分(甚至是所有)人類疾病的診斷、預防和治療方式”(Collins, 2010)。

精神分裂症是人類基因組計劃特别關注的重大疾病之一。依據2020年的人口普查資料,大約有400萬美國成年人正遭受這種疾病的困擾(Mojtabai 2021)。2019年的資料估計,當時受影響的人數為390萬,這一疾病在美國造成的年度經濟負擔高達973億美元的直接成本及2519億美元的間接成本,是最昂貴的疾病之一(Kadakia et al., 2022)。

01 引言:作為刺激因素的精神分裂症

在白宮的新聞釋出會上,媒體的焦點幾乎全在柯林斯和文特身上,他們十分好奇,克林頓總統是如何說服這兩位科學家停止公開抨擊彼此的研究,并宣布在人類基因組測序競賽中達成平局的。幾乎沒有人注意到查爾斯·德裡西(Charles DeLisi)在觀衆席上的安靜身影。盡管其他科學家也曾提議測序人類基因組,但德裡西是使這個想法成為現實的關鍵人物。而關于精神分裂症在推動項目實施中所扮演的重要角色,更是鮮為人知。

查爾斯·德裡西于日本轟炸珍珠港後兩天出生,成長于布朗克斯的一個意大利裔美國人社群,與他的祖父母住在一個大家庭中,并在街上玩棍網球(DeLisi, 2022a)。作為一個道地的紐約人,他充分利用了這座城市提供的教育資源,從德威特·克林頓高中到紐約市立學院,最後是紐約大學。他對實體和曆史都極為感興趣,雖然獲得了實體學博士學位,但在曆史領域也有所建樹。

在獲得博士學位後,德裡西在耶魯大學化學系進行了三年的博士後研究,随後在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作三年,之後又在貝塞斯達的國家癌症研究所工作了十年。正是在20世紀70年代到80年代初,分子生物學迅猛發展,吸引了衆多生物和實體科學領域的年輕畢業生。他們熱衷于繼續詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克裡克在1953年發現DNA結構的研究。

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▷查爾斯·德裡西。圖源:charlesdelisi.com

盡管德裡西的專業是實體學,他的研究興趣卻非常廣泛。在耶魯時期,他研究了DNA的實體特性;在國家癌症研究所,他參與建立了最早的DNA和蛋白質序列資料庫之一。通過妻子琳恩(Lynn DeLisi),一名精神病學家,他對分子生物學有了更深入的了解。琳恩是國家心理衛生研究所一個研究機關的進階研究員,該機關由精神分裂症研究員理查德·懷亞特博士(Richard Wyatt)上司,由渴望使用新興技術的年輕生物研究員組成,該機關旨在運用神經影像學、神經化學和遺傳學等新興技術,探尋精神分裂症的成因及更佳治療方法。

琳恩堅信精神分裂症是一種遺傳疾病,并從1985年開始研究有兩位及以上确診成員的家庭。這些家庭成了尋找緻病基因的“黃金标準”(Schwab, 2022)。琳恩回憶說,她曾與查爾斯“頻繁讨論DNA定位等問題”。查爾斯也提到,“琳恩的鼓勵和熱情,以及我們興趣的不斷交彙,成為了我職業生涯早期的積極動力”。

到1987年,琳恩已經鑒定出了首批精神分裂症家庭(這個數量後來增加到300多個),這是美國此類研究中最大的資料集之一。這其中包括加爾文家族,其12個孩子中有7人被診斷患有精神分裂症譜系障礙(Homann et al., 2016),這個家族後來成為羅伯特·科爾克2020年暢銷書《隐谷路:一個精神分裂症家庭的絕望與希望》(Hidden Valley Road: Inside the Mind of an American Family)的主題。

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▷遺傳學研究著名的加爾文家族。圖源:《隐谷路》中文版

1985年春,查爾斯·德裡西接到白宮科學技術辦公室的電話,詢問他是否有興趣擔任能源部(DOE)健康與環境研究項目的主任。深知這樣的機會難得,他毫不猶豫地接受了。在DOE洛斯阿拉莫斯實驗室的工作經驗讓他對該機構有了深刻的了解,尤其是對日本原子彈幸存者的長期遺傳後果的研究興趣。

到了1985年,分子生物學已經取得顯著的進展,特别是在基因定位和測序方面。基因定位涉及到在人類的22對染色體及性染色體X和Y上确定大約20000多個基因的具體位置,每個染色體可以攜帶從300到3000個基因不等。而測序則是指明确任何給定基因中核苷酸堿基對的排列順序,其總數大約達到30億對。例如,亨廷頓病的單個緻病基因在1983年被成功定位,而囊性纖維化的緻病基因也在1989年被準确定位。與此同時,對病毒全基因組以及人類基因組的小片段進行測序的工作也在緩慢進行中。一些研究者甚至開始探讨映射和測序整個人類基因組的可能性。

為了深入研究日本原子彈幸存者的遺傳後果,DOE在1985年組織了一個關于如何檢測緻病基因突變的研讨會。那個秋季,德裡西和他的團隊開始讨論發起人類基因組計劃的可能性。在此期間,他也在與妻子探讨測序人類基因組對鑒定導緻精神分裂症及其他精神疾病的基因的重要性。

相對于其他更知名的同僚,在華盛頓工作的經驗讓德裡西在實作其目标上具有一定的優勢。他首先評估了科研界對該想法的支援程度。為此,1986年3月,能源部在聖塔菲舉辦了一場為期兩天的研讨會,邀請了四十多位頂尖的人類和分子遺傳學家參加。雖然該計劃得到了強烈支援,但關于如何執行卻意見不一。成本預計高達30億美元,最終實際成本接近27億美元。接下來,德裡西評估了能源部内部對此的支援,并在1986年5月6日向他的上級送出了一份詳盡的計劃及預算預測,标題為“一個重大新計劃的提案:定位和測序人類基因組”。部門的反應是積極的。

憑借着在華盛頓十年的觀察經驗,德裡西明白要推進他的計劃,需要利用各種手段。對于任何需要新資金的聯邦項目而言,白宮下屬機構管理和預算辦公室(OMB)是一個大難關,再順利的情況要邁過這一步也困難重重。在裡根總統任内,OMB向所有聯邦機構(除了國防部)明确表示,不會為新項目提供資金。幸運的是,負責能源部項目的OMB預算稽核員和德裡西一樣有實體學背景,她成為了他計劃的一個倡導者。

德裡西意識到他還需要國會的強有力支援。幸運的是,負責監督能源部預算的關鍵參議院成員是來自新墨西哥州的皮特·多梅尼奇(Pete Domenici)參議員。作為預算委員會和撥款委員會的成員,多梅尼奇是華盛頓最有權力的人物之一。他立刻看到了德裡西計劃對新墨西哥的潛在益處,因為那裡設有洛斯阿拉莫斯和桑迪亞這兩個能源部的實驗室。

多梅尼奇對人類基因組計劃的支援,也有他個人的原因。他的女兒被診斷患有精神分裂症,這使得他的家庭對此極為關注。多梅尼奇的妻子南希(Nancy)被任命為國家心理衛生咨詢委員會成員,該委員會負責監督NIMH的研究。多梅尼奇調動基金的個人影響力和他對精神分裂症研究的關注,在NIMH衆人皆知。是以,在1987年,NIMH釋出了一份198頁的《精神分裂症特别報告》(Shore 1987),随後在1988年又釋出了一份100頁的《國家心理衛生咨詢委員會關于精神分裂症研究國家計劃的報告》(Keith et al., 1988)。這兩份報告均強調了遺傳研究在了解這種疾病方面的巨大潛力。

1990年,在參議院就人類基因組計劃預算舉行的聽證會上,多梅尼奇明确表示了他對這項研究的投入。雖然他通常支援預算緊縮,但他激情地反對哈佛大學的微生物學家伯納德·戴維斯(Bernard Davis)關于削減該項目預算,後者認為這會從其他有價值的研究中抽走資金。“作為一個應當對聯邦預算非常了解的人,我很少能看到一個足夠激動人心的項目,讓像我這樣試圖減少赤字的人還能保持熱情。但我在這裡找到了這樣一個項目”(Cook-Deegan, 1994, p. 174)。幾年後,多梅尼奇推薦查爾斯·德裡西獲得由比爾·克林頓總統頒發的總統公民勳章。

還有一個重大的障礙需要克服——決定哪個聯邦機構将負責該計劃。直到1986年中期,美國國立衛生研究院(NIH)對德裡西或能源部的計劃不怎麼感興趣,他們認為任何重要的健康項目自然應該屬于NIH。當時的NIH院長詹姆斯·溫加登私下嘲笑能源部測序人類基因組的企圖,稱其“就像是國家标準局提議建造B2轟炸機”(Venter, p. 105)。許多遺傳學家也看不起德裡西的提議,其中一位将其描述為“能源部為失業的炸彈制造者制定的計劃”(Cook-Deegan, p.98)。

然而,到了1986年中期,當德裡西的計劃似乎正在取得進展時,NIH開始拉響警報。詹姆斯·沃森(James Watson)尋求與德裡西會面,親自了解正在發生的事情。沃森贊同德裡西的計劃方向,但堅持認為這樣的大型項目應由NIH主導,并由他自己這樣的經驗豐富人士擔任負責人。在華盛頓,當機構認為它們的領地受到侵犯時,他們的反應往往激烈如同發情季節的公羊,其沖突的聲音超出波托馬克河。

但這次沒有發生這樣的情況,因為背後有着私下的談判。正如羅伯特·庫克-迪根在《基因戰争》(The Gene Wars)一書中描述的那樣,人類基因組計劃的一個顯著特點是它的沖突得到了控制,沒有演變成破壞性的不信任,也沒有讓NIH和能源部在國會面前直接對抗……如果戰線被劃定,基因組計劃作為一個整體幾乎肯定會被延遲或破壞(Cook-Deegan, p.105)。

到了1986年秋,一切準備就緒,高達30億美元的預計成本也阻止不了人類基因組項目的測序定位和測序工作啟動。能源部成立了人類基因組辦公室,并配置設定了400萬美元的初始資金來啟動該項目。此外,它還為1988财政年度準備了1300萬美元的預算請求。這一請求經管理和預算辦公室審批後被納入總統預算,并最終得到國會的資助。值得一提的是,從德裡西及其團隊開始探讨可能啟動人類基因組計劃到現在,僅僅過了一年時間。

1987年,紐約一所學術機構向查爾斯·德裡西提供了一份吸引人的職位,他選擇了接受。在接下來的幾個月裡,能源部和NIH圍繞人類基因組計劃的上司權進行了低調的談判,最終在1988年達成共識,由NIH主導該計劃。是以,在1988年秋,NIH成立了國家人類基因組研究中心,并邀請詹姆斯·沃森擔任其負責人,初步設定了2001年作為完成人類基因組定位和測序的目标日期。

作為DNA雙螺旋結構的共同發現者,沃森對人類基因組計劃的進展自然抱有濃厚的科學興趣。同時,他也有着極其個人化的動機。1985年11月,當能源部正在制定項目的初步計劃時,沃森15歲的兒子魯弗斯(Rufus)曾試圖在世界貿易中心頂部自殺,幸好這一行為被及時阻止(Aig, 1986)。随後,魯弗斯被确診為精神分裂症,接受了六個月的精神病治療。1986年5月,他從醫院逃出後失蹤數天。這一系列事件深深打擊了沃森及其妻子。

在後來的一次采訪中,沃森坦承,他接受人類基因組計劃負責人一職正是因為兒子的病情 :“我很快意識到,他的問題源于他的基因。這驅使我上司人類基因組計劃。解碼基因組,成了我了解我們兒子,并幫助他過上正常生活的唯一方法”(Isaacson, 2021, p.38–39)。沃爾特·艾薩克森(Walter Isaacson)在總結魯弗斯病情對沃森影響時指出:

沃森的科學追求與個人生活緊密相連。對他而言,人類基因組項目不再隻是一項學術探索;它變得私人而緊迫,幾乎讓他癡迷,堅信遺傳學能夠揭示人類生命的奧秘。正是天性,而非後天培養,塑造了魯弗斯的今天(Isaacson, p. 38–39)。

是以,查爾斯·德裡西、皮特·多梅尼奇和詹姆斯·沃森這三位關鍵人物在推動人類基因組計劃的誕生過程中,都因對精神分裂症的特殊關注而結下了不解之緣。

生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)

▷圖1989年,人類基因組計劃成立前會議合照,弗朗西斯·柯林斯與詹姆斯·沃森位列第一排。圖源:pubmed

02 基因組的測序:精神分裂症的前景

對于那些特别關注精神分裂症的研究人員和患者家庭而言,人類基因組計劃提供了一線希望。鑒于精神分裂症被普遍認為具有遺傳因素,該項目的目标在于識别導緻該病的基因,進而開辟治療新方法的道路。雖然最初有研究者認為,類似于孟德爾遺傳病,精神分裂症可能由某個單獨的缺陷基因引起,但目前已知超過5000種的單基因疾病大多數影響的人數極少。其中亨廷頓病、囊性纖維化以及鐮狀細胞貧血是幾種衆所周知的單基因疾病,分别影響約15000名、30000名美國人以及10萬名非洲裔美國人。

然而,大多數精神分裂症研究者現在相信,這種疾病不是由單一基因引起的,而是多個增加疾病風險的基因共同作用的結果。例如,APOE基因就是所謂的風險基因之一,它并不直接導緻晚發型阿爾茨海默病,但會增加攜帶特定變異的人患病的風險。APOE基因有三種變體,其中e4變體因增加攜帶者患晚發型阿爾茨海默病風險而臭名昭著:單份e4變體的歐洲血統人群中,約有25%的人患病風險增加一倍以上,而攜帶兩份e4變體的個體,則其患病可能性增加8到10倍。其他如BRCA1和BRCA2基因變異的攜帶者同樣面臨較高的乳腺癌和其他癌症的風險。這些大效應風險基因并不直接導緻疾病,而是與其他一種或多種緻病因素共同作用。

人類基因組計劃的早期遭遇了不少挑戰。據報道,沃森把握了這個項目的方向,并”如巨人般籠罩整個項目”(Cook-Deegan, p.161)。沃森對于項目的管理有着明确的看法,但他并不以人際交往技巧著稱。當貝納丁·希利博士(Bernadine Healy)在1991年4月被任命為NIH院長時,兩人的沖突進一步加劇。六年前,沃森曾在白宮科技政策辦公室貶低希利博士(Cook-Deegan, p. 328)。而如今,希利博士成為了沃森的上級。

沃森與希利博士的合作僅維持了一年,直到1992年4月沃森辭職。他們能夠共事這麼久,主要歸功于兩人幾乎不交流,并且沃森博士盡可能減少在華盛頓的停留,更多地留在長島的實驗室裡。兩人在諸多議題上意見不一,包括政府是否應對其DNA發現申請專利。

生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)
生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)

▷沃森(左)和希利(右)。圖源:wikipedia

人類基因組計劃的啟動引發了科學界的廣泛讨論,特别是關于它能實作什麼目标。鑒于其預計的高昂成本,國會也對此表示關注,并要求國家科學院的國家研究委員會(NRC)進行評估。1988年的NRC報告強烈支援人類基因組計劃,認為它将極大地促進映射和測序導緻許多疾病的基因的能力,并可能改善我們對癌症的了解。值得注意的是,該報告還提到人類基因組計劃對于了解一些更常見的多基因疾病,如高血壓、精神分裂症、智力障礙和神經管缺陷,可能具有重要意義(National Academy of Sciences, 1988)。可以說,人類基因組計劃對于非單基因疾病的潛在益處在項目之初就得到了強調。

1990年,詹姆斯·沃森在發表的論文中提出,我們DNA編碼的資訊“不僅有助于我們了解健康人類的功能,還能在化學層面上闡釋遺傳因素在癌症、阿爾茨海默病和精神分裂症等多種疾病中的作用”(Watson, 1990)。考慮到幾乎每個美國人都認識患有癌症、阿爾茨海默病或精神分裂症的人,人類基因組計劃提出的疾病治療新途徑使得聯邦政府的投資顯得更具吸引力。

随着人類基因組計劃的啟動,史蒂文·海曼(Steven Hyman)被任命為NIMH的負責人。當時年僅43歲的海曼已擁有來自劍橋、耶魯和哈佛的學位,并完成了精神病學住院醫師教育訓練以及為期五年的分子神經生物學研究所學生教育訓練,這在當時的美國精神病學家中十分罕見。海曼之是以投身精神病學,是因為他在醫學院時對與精神分裂症、雙相情感障礙、嚴重抑郁症患者的交流很感興趣,并對精神疾病的機制充滿好奇,認為這一領域迫切需要新的科學方法(Hyman, 2018)。

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▷史蒂文·海曼。圖源:broadinstitute

海曼被招募到NIMH工作,這一決定出自當時的NIH院長哈羅德·瓦姆斯(Harold Varmus)。瓦姆斯以其在癌症基因研究領域的貢獻獲得了1989年的諾貝爾獎。對瓦姆斯而言,分子生物學,尤其是遺傳學,代表了未來的方向。1995年,在國家科學院關于精神分裂症的研讨會上,瓦姆斯明确表示,如果不轉向基因研究,那麼那些堅持酶研究、MRI和CT研究以及PET掃描的人将會被時代淘汰,“你将成為恐龍”(Kolker, 2020, p. 252)。他還告訴海曼,NIMH狀況混亂,其研究投資組合“過時且缺乏連貫性”,并強調海曼的任務是“去解決這一問題”(Hyman, 2018)。

瓦姆斯的評價是準确的——NIMH的研究投資組合确實存在混亂。它大部分被心理學家占據,他們偏重于研究人類的行為和認知而非精神疾病。1999年的一份批評報告揭示了該機構支援的一些研究項目,如“青少年浪漫關系及其發展”、為了了解音樂之是以審美愉悅所進行的“表達性微結構的感覺與産出研究”,以及藍鳥的“交配系統進化”研究(Torrey et al., 1999)。進一步的研究發現,NIMH資助了三十三項關于不同鳥類的研究,其中就包括十四項關于鴿子的研究。這些研究引起了《華爾街日報》的關注,并發表了題為《鳥腦》的批評文章(Torrey, 2004)。

繼承了這一混亂的投資組合的史蒂文·海曼,努力與之保持距離。他公開表示對某些他“不高興資助”的項目的不滿,并承諾“繼續淘汰那些有疑問和無關緊要的研究”(Holden, 1999)。取消這些舊研究項目為海曼釋放了資金,使他能夠投資于遺傳學和其他分子研究領域的新項目。此外,他還資助了針對精神分裂症、躁狂症和抑郁症的三項高調治療研究。對于那些緻力于改進精神疾病治療的倡導者來說,海曼對這些臨床研究的支援及其對無關研究的淘汰顯得尤為重要。實際上,通過重點關注分子研究,海曼從根本上轉變了NIMH的研究方向,其影響直到幾年後才逐漸顯現。

在詹姆斯·沃森1992年辭去人類基因組計劃主任一職後,上司位置出現空缺。海利博士說服弗朗西斯·柯林斯填補這一空缺,當時柯林斯是密歇根大學的内科和人類遺傳學教授,積極參與了人類基因組計劃中的基因定位和測序工作。他的團隊在1989年成功識别了囊性纖維化基因,以及次年識别了神經纖維瘤病基因,對科學界産生了重大影響。柯林斯不僅在專業領域享有崇高聲望,還因在奈及利亞從事醫療傳教工作而受到同僚們的敬愛。對于人類基因組計劃,柯林斯持有極高的熱情;在被任命為項目主任時,他将其稱為“迄今為止人類啟動的最重要、最具意義的項目”(Kolata, 1993)。

柯林斯讓人類基因組計劃重新回到正軌,但他面臨着衆多科學和政治挑戰,許多與克雷格·文特直接相關。文特在1984年加入美國NIH,作為國家神經疾病與中風研究所(NINDS)的内部研究員。他擁有加利福尼亞大學聖地亞哥分校生理學和藥理學的博士學位,并曾在越南戰争中為美國海軍服役。

生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)
生物界的“奧本海默”——精神分裂症視角下的人類基因組計劃(上)

▷弗朗西斯·柯林斯(左)和克雷格·文特(右)。圖源:wikipedia

柯林斯和文特在個性和方法上有顯著差異。柯林斯是一名虔誠的基督徒,出版了暢銷書《上帝的語言:一位科學家呈現信仰的證據》(The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief),而文特則自豪地宣稱自己是無神論者。柯林斯能夠與所有人建立友好關系,而文特似乎不太關心别人對他的看法。柯林斯遵循沃森較為保守的人類基因組計劃方法,強調首先基因圖譜定位,然後再進行測序,而文特則主張采取更激進的直接測序方法。柯林斯主張所有資料應立即公開,文特則願意在一定時間内保留某些資料,以促進與私營部門的合作。這種性格和方法上的混合預示着未來的挑戰。

文特對人類基因組計劃的科學和商業潛力日益感興趣,尤其是在1989年項目啟動後。他堅信,采用霰彈槍測序的方法,即先将DNA切割成小片段進行測序和重組,能夠比沃森和其他項目上司人計劃的更快、更準确地完成測序工作。通過結合使用特殊形式的DNA(稱為互補DNA,或cDNA),文特逐漸完善了這一方法。他試圖在NIH的實驗室内測試這一方法,卻受到了資源限制的阻礙。他曾多次尋求詹姆斯·沃森的幫助,盡管沃森承諾提供支援,但最終未能兌現。

到了1992年,文特對于聯邦政府表現出的拖延和缺乏想象力感到失望,并在沃森離開三個月後離開了NIH。如一份曆史記錄所述,文特離開的原因在于,“在他看來,該機構既沒有充分支援,也沒有充分認識到他工作的重要性”(Cowan et al., 2002)。

到1992年,NIH的人類基因組計劃正穩步推進,逐漸吸引了風險投資家和生物技術企業家的注意,他們認為這是一個潛在的巨大商機。克雷格·文特成功籌集資金并創立了基因組研究所,在那裡他繼續進行研究,并通過快速測序一種細菌的基因組,展示了他的霰彈槍測序方法的效率。當一種新型、更快速的測序裝置問世時,該裝置的開發者與文特達成合作,共同成立了賽萊拉基因組學(Celera Genomics)。這家公司計劃測序人類基因組及其他生物的基因組,同時“對特定基因申請專利,并向制藥及生物技術公司銷售使用賽萊拉資料庫和計算機篩查設施的權利”(Cowan et al., 2002)。

1998年,一場關于誰能首先完成人類基因組測序的競賽正式開啟。一方是弗朗西斯·柯林斯上司的公共資助的人類基因組計劃及其國際合作夥伴,特别是英國的桑格研究所;另一方是克雷格·文特及其私人資助的賽萊拉基因組學,後者代表了衆多渴望分享潛在利潤的生物技術公司。雙方均聲稱在這場“基因戰”中占據上風,互相批評對方的成果。柯林斯批評文特的測序結果,認為它們不應該發表在正式的科學雜志上。文特則嘲笑柯林斯的項目耗資巨大,效率卻遠不及自己(Issackson, p.39)。随着争論越演越烈,一名記者指出:“人類基因組計劃,原本是人類最崇高的事業之一,如今卻更像是一場泥潭摔跤”(Venter, p.298)。

到了1999年夏,這場戰争的勝負已經變得明顯。賽萊拉僅用四個月便完成了果蠅基因組1.2億堿基對的測序,而人類基因組計劃預計需要12到18個月來完成同樣的任務(Cowan et al., 2002)。人類基因組的測序工作進展迅速,但持續的公開争執對華爾街股市造成了負面影響。是時候尋求和解了,于是克林頓總統訓示助手“讓這些家夥共同工作”(Venter, p.301)。

柯林斯和文特随後在華盛頓郊區的一座聯排别墅地下室舉行了一系列秘密會談,期間不乏披薩和啤酒(Issackson, p.40)。他們決定結束敵對狀态,并與克林頓總統一同宣布人類基因組的完成。兩人在白宮的新聞釋出會上各自被給予了10分鐘的發言時間,他們的研究成果将同時發表在一本領先的科學雜志上。

在白宮的新聞釋出會上,柯林斯和文特與克林頓總統共同出現在照片中,每個人面帶笑容,手持展示兩人的《時代》雜志封面,其中文特略微站在柯林斯前面。查爾斯·德裡西和詹姆斯·沃森作為嘉賓出席了活動。克林頓總統開場白中表示:“今天,我們正在解讀上帝創造生命的語言。我們對生命的複雜性、美麗以及上帝最神聖、最奇妙的禮物的敬畏之情不斷加深。”

柯林斯随後發言,也是歸功于神:“我們得以窺見我們自身的說明書,這本書過去隻有上帝知道”(Khullar, 2022)。文特在他的自傳中表達了對當天事件的滿意,除了那些提及上帝的言論:“我對自己作為四十億年進化曆程中自我複制的化學物質的想法感到更加敬畏,而非某位宇宙的鐘表匠随意組裝起來的觀念”(Venter, p.313)。

盡管2000年新聞釋出會上慶祝的人類基因組序列被稱作“工作草稿”,覆寫了90%的基因組且含有許多錯誤,但這一成就仍然引發了關于其潛在益處的廣泛預測。弗朗西斯·柯林斯向國會委員會表示,這标志着醫學領域“真正的基因組時代的黎明”,使我們能夠“了解遺傳因素在健康和疾病中的作用,并迅速将這種了解應用于預防、診斷和治療。”他預測,在未來十年内,“将會有針對許多常見疾病的預測性遺傳測試。”到2020年,“基于基因的定制藥物可能會被用于治療糖尿病、阿爾茨海默病、高血壓以及許多其他疾病……精神疾病的診斷和治療将會經曆一場變革”(Collins, 2003a)。

對于精神疾病而言,人類基因組計劃帶來的益處尤其顯著。柯林斯表示,“基因組時代為所有受精神疾病困擾的人帶來了巨大的希望……基于基因的研究将在新藥開發中扮演核心角色……就像抗生素在20世紀革命性地改變了傳染病的治療一樣,基因組研究準備在21世紀改革精神疾病的治療”(Collins, 2003b)。

美國精神病學界的領袖們也加入了柯林斯,熱烈歡迎基因組時代的到來。斯蒂芬·海曼,在2001年完成了作為NIMH院長的五年任期,表示他“确信我們将以更快的速度尋找到與大多數精神疾病相關的基因……針對常見精神疾病的高度選擇性、安全、有效的新療法将在不遠的将來成為可能”(Cowan et al., 2002)。

托馬斯·因塞爾(Thomas Insel)在2002年接任海曼成為NIMH院長,同樣認為“這個承諾是巨大的……我們有機會在基因組時代徹底改變精神障礙的診斷和治療方式”(Insel and Collins, 2003)。後來因塞爾承認在其任期内“大力投資于基因組學”(Barry, 2022)。諾貝爾獎得主埃裡克·坎德爾(Eric Kandel)強調基因組時代将為神經學和精神病學帶來前所未有的進步。

“這些成果将是如此豐富,不誇張地說,它将徹底改變這兩個學科,并為它們提供一個堅實的科學基礎,這通常是它們的主要目标之一,盡管這些目标往往沒有被明确表達”(Cowan and Kandel, 2001)。

似乎,精神病學的一個新時代已經到來。

然而,真就如此嗎?追問nextquestion将在下篇為你持續報道,敬請期待。

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