综合新闻

破解"短指"世纪之谜

记获国家自然科学二等奖的上海交大/中科院上海生命科学研究中心的NHGG联合研究室

     两年前,上海交通大学/中科院上海生命科学研究中心的NHGG联合研究室成功揭开了国际遗传学研究中的一个“世纪之谜”:找到并克隆了A-1型短指(趾)症的致病基因--IHH基因。中国科学家首次揭示了IHH基因在引起人类遗传疾病中的作用,受到国际学术界高度评价。荣誉属于不懈追求的开拓者,2004年2月20日,这一为国争光的科学成就在“2003年度国家科学技术奖励大会”上荣获了“国家自然科学奖”二等奖。

  这是一项具有重要历史意义和重大社会影响的成就。1903年,法拉比在他的哈佛大学医学院博士毕业论文中,首次报道了世界上第一例符合孟德尔遗传规律的常染色体显性遗传病A-1型短指(趾)症――患者手指与脚趾的中间指(趾)节变短,并可能与远端指(趾)骨融合或严重缩短,给工作生活带来极大不便。这一病例后来被作为遗传学的经典教例被全世界的生物学和遗传学教材广泛引用,因而有很高的知名度。除了这一特别原因外,任何一个新致病基因的发现和克隆的本身在遗传学界一直都是重要事件,所以竞争显得格外激烈。

  近百年来,许多科学家竞相致力于其发病机理的研究,努力寻找着短指(趾)症的致病根源。但是,虽然国际上的一些课题组拥有A-1型短指(趾)症大家系,却一直没有实质性突破。从1903年到2001年的99年时间里,科学家们对这一疾病的基因定位一筹莫展,基因克隆更无从谈起,离有效的诊断与治疗就相差更远。人类渴望知道答案但又无法得到,这就是A-1型短指(趾)症给人类留下的“百年之谜”。

  上海交通大学Bio-X生命科学研究中心/中科院上海生命科学研究中心贺林领导的联合研究室,与有关研究单位合作,深入贵州和湖南与外界隔绝的边远山区,从布依族、苗族和汉族找到了3个A-1型短指(趾)畸形大家系――在这3个四代同堂的大家族中,有43人伸出的手竟然比正常人手指短了几乎一节,脚趾也是同样的畸形。研究人员采集了32个患者及其家族中正常人的血样,并拍摄了28个患者的X光片,为慎重起见,研究人员还专门请临床专家对患者的X光片仔细检查,以确保每个患者都符合A-1型短指(趾)症特征。

  拥有了标本,研究室采用自动化连锁分析法,对人类23对染色体进行了全基因组扫描,将致病基因精细定位于2号染色体的35-36区,又采用候选基因法克隆到致病基因,终于发现一个名叫IHH基因正是“罪魁祸首”––它的3个不同突变位点均能导致短指(趾)症的发生。

  另一有趣的发现是,研究人员还在世界上首次发现该基因与身高存在密切关系,第3个短指(趾)症家系中男性患者的身高均不足1.60米,因此这一研究将为揭开人类骨骼发育和身高之谜提供重要的分子遗传学依据。由于该病是孟德尔常染色体显性遗传病,因此这项成果还可以直接用于临床诊断,有效遏止这三个家族和类似家庭今后出现A-1型短指(趾)症患儿。这也是世界上第一次把动物发育生物学研究中的焦点基因IHH在骨骼发生与发育中具有重要作用的认识扩展到了人。

  这是中国第一例由中国人自己完整完成的系统研究工作。专家们在鉴定中评价:“此项研究成功破解了人类第一例孟德尔常染色体显性遗传病的近百年之迷,在人类遗传史上的价值举足轻重。”美国华盛顿大学的饶毅教授在写近代中国科学史时写到:“贺林实验室发现IHH基因突变可以引起短指(趾)症,将动物研究结论伸展到了人。”成果论文在《美国人类遗传学》和《自然遗传学》杂志刊登后,受到国际学术界高度重视,在两年左右时间内已被引用了几十次。研究成果还申请了两项专利。由于其重大的科学意义和对社会的影响,这项工作还于2000年和2001年被4种不同机构评选为全国十大新闻。

  日前,这一成果荣获了2003年度国家自然科学奖二等奖,这也是上海交通大学国家自然科学奖“零”的突破。获奖后NHGG联合研究室的研究人员依然保持着科学工作者的本色,“努力做一些有特色和力度的工作,积极参加国际竞争!”这一成绩的取得,是我们这支优秀团队共同努力以及患者、患者家属和基层医生无私奉献的结晶。
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