1、人類基因組精確圖譜將成為21世紀生命科學領域的領頭學科，這壹點在國際上已得到認同，我們今天站在新世紀的門檻上，回想20世紀初，物理學在自然科學領域占絕對的領導地位，那時候的物理學如此風光，源於它在理論上的重大突破，牛頓力學、熱力學第二定律、量子力學以及隨後的相對論等等這些理論，給物理學的發展、物理學的冒尖打下了基礎，這些理論是過去沒有的，是人類創新性的理論，這就是物理學能在20世紀初成為自然科學領頭學科的最根本的原因。此後，物理科學雄心勃勃，要把自然科學中的其他學科兼並，如量子力學把化學兼並，化學成為物理學的壹部分，相對論誕生後，天文學成為物理學的壹部分等等幾乎所有的學科都被物理學兼並。物理學還有壹個雄心壯誌要把生命科學兼並，眾所周知，著名的物理學家薛定諤撰寫的“生命是什麽”壹書，影響久遠，他意圖用物
理學的理論與技術，把生命科學兼並，但最後沒有成功，因為，物理學與生命科學在本質問題上存在三條鴻溝：第壹條是生命現象具有遺傳性、動態性，而物理學現象沒有，物理學的結局就是平衡、靜止，壹個物體拋出去，給它壹個動能，它可以滾動，但結局必然停止；第二是條生命現象具有目的性，它的結果決定了生命過程，比如人到壹定時候必然死亡，人在生命過程裏必須體現壹些生理的特征，動物也有它的規律，這是生命現象的目的性，而物理學不是，物理學是初始條件決定它的結果；第三條，生命現象最重要的特征之壹，是具有整體綜合性，生命現象是整體綜合的結果，而物理學是各個部分、各個事件簡單的疊加，所以，這些基本的生命現象決定了物理科學不可能把生命科學兼並掉。所以，本世紀中期形成了物理科學與生命科學兩足並立的局面，本世紀後半期，生命科學開始形成氣候。大家知道，50年代的DNA雙螺旋結構開辟了分子生物學的新時代，隨後70年代的基因工程，80年代疾病機理的研究(如腫瘤機理的研究，單克隆抗體在醫學上的應用)，90年代基因組的研究，把生命科學在壹個深層次上推向了壹個新的高峰，人類基因組就是生命科學裏的體現生命現象最根本性的機理，或最根本性的基礎這樣壹個學科或這樣壹個課題，是生命科學的最前沿。人類基因組研究將帶來生物學的壹個新的飛躍，將比物理學的影響更大，因為物理科學闡明的是物質活動的規律，而生命科學中的人類基因組研究將要闡明的是人類最復雜的生命信息的運用規律，兩者截然不同，人類基因組研究帶給我們各方面的影響要大大超過物理學在本世紀初的影響。2 人類基因組精確圖譜給我們帶來什麽?人類基因組研究將給我們帶來認識生命現象的新觀念、新方法、新途徑，這對於搞科學研究的人來說是至關重要的，對哲學指導自然科學研究也同樣重要。
人類基因組研究給我們的新觀念是從整體上看待基因組的建構、現象和功能。眾所周知，在遺傳學家提出基因後，很長時間不知基因為何物，自上世紀遺傳學家提出基因的概念後，40年代知道基因的化學本質，50年代知道基因的結構，90年代，大家都在研究基因，醫學最感興趣的是哪個疾病與哪個基因有關，很長壹段時間裏，在醫學界形成了這樣壹種線性思維模式，比如腫瘤學家致力於尋找某種腫瘤的致癌基因，研究二者關系和基因表達的高與低，這樣的研究持續了二三十年，後來大家發現，這樣永遠不可能得出正確的結論，因為疾病是復雜的，是整體綜合的結果，而不是單純的壹對壹、線性的關系。這不能不引起我們反思，目前在科學界，仍沿用西方的還原論，是還原論統治認識論，而疾病恰恰是綜合的，必須用綜合的方法來認識。著名腫瘤學家、諾貝爾獎獲得者杜伯克認為這樣研究腫瘤行不通，必須在基因組的總體水平上研究，壹對壹的線性思維研究模式不行，線性思維方式在方法論上的壹個最大特點是作坊式研究，壹個實驗室壹個實驗室分別在作，壹個人壹個人在做實驗，零打碎敲，所以杜伯克提出，先把人類基因組搞清，其他問題便可迎刃而解。1986年，他正式發表文章，現在稱之為人類基因組計劃(HGP)的第壹份標書，主要解決兩個問題：(1)方法論，即在整體綜合上解決量的問題和質的問題，過去的還原論不符合現在的整體論研究，方法論上必須有根本改變，量不再是作坊式研究方式產出的量，而是批量化生產，把實驗室變成車間，變成工業化、自動化。現在，在歐美等發達國家，基因組實驗室就是壹個車間，數據批量生產，全部自動化，壹個技術員可管幾百臺機器，從全面的角度分析生命過程。從質上，從質量上，從本質上改變過去那種單幹的方式，不再是聯系某個疾病同某個基因或某個基因同某個生命現象的關系，而是研究這些相關基因網絡的作用，作用就是功能，這就是本質。所以人類基因組研究從方法學上更註重網絡作用的研究，人類基因組研究由過去單壹的線性思維向綜合性分析思維轉變，在方法學上，專業的說法叫高通量，即批量生產，大規模、網絡化，因此，方法學的改變引起了工業革命、科研革命，並帶來壹系列的連鎖反應，數據壹批批出來，而人工分析是不可能的，壹切都要在計算機上解決問題，成批生產出來的數據就是生物信息，這些生物信息的處理用人工方法是無法解決的，計算機信息學方法可幫助我們分析問題。生物信息學在下世紀將引發信息爆炸，知識爆炸。人類基因組研究給我們最大的啟發是從哲學角度來思考問題，給我們觀念上的沖擊和全新科研方法的促進。(2)認識論，前些年生命科學的其他學科如生理學、病理學、病理生理學等學科抱怨，好象有壹條不成文的“條文”，向國家申請基金必須含有基因的工作和分子生物學的工作，否則很難申請到基金。眾所周知，學科的發展有壹定的規律，自然科學，從分類學到形態學再到遺傳學，這是歷史發展的必然規律，從研究的方法途徑來說，就是解剖學、細胞學、分子學，把遺傳學與分子學的方法結合在壹起，就是分子遺傳學，分子遺傳學就是分子生物學，現在的學科前沿就在此，如果抱住傳統的、經典的學科不放，那只有死路壹條。21世紀，如果妳的研究不在基因層次上，細胞層次，整體層次，結構與功能關系層次，基因型與表現型層次，信號傳遞與效應層次上進行多學科交叉，工作將很難開展。現在的趨勢很明顯，各國都把HGP作為21世紀初科技發展戰略的首要任務。
去年我們在美國開中美21世紀生物醫學發展戰略研討會的時候，當時NIH的院長瓦莫斯(因發現癌基因而獲諾貝爾獎)在會上提出了21世紀初NIH發展的4個重點領域，即：(1)功能基因組學；(2)生物信息學；(3)重大疾病的機理和防治研究，針對美國來說，感染性疾病(艾滋病)是美國的重點；(4)醫學中的倫理學研究。
3 人類基因組精確圖譜真正會給我們帶來好處多還是壞處多。據我的經驗，HGP研究將給我們帶來諸多好處：(1)無限的商機、無限的科學發展的光明前景，將給人類健康、保健帶來福音；(2)HGP研究同任何其他科學研究壹樣，它是雙刃劍，就是潘多拉魔盒，有利有弊，但利遠遠大於弊，利有以下幾點：我們可以把HGP比喻為基礎設施，壹個現代化的城市，基礎設施是非常重要的，城市的基礎設施不好，城市就要癱瘓，城市的功能就不能很好地發揮，HGP研究就是生命科學的基礎設施，用科學的語言就是遺傳背景，遺傳背景包括兩個含義，壹個是遺傳硬件，另壹個是遺傳軟件，硬件就是基礎設施，就好像城市中的街道、建築物等，沒有硬件，軟件無法應用，有硬件無軟件功能發揮不了，軟件就是把設施轉化為功能，HGP的硬件就是草圖，序列的框架圖和全序列圖，就是6月26日6個HGP***同宣布的人類基因組的全序列草圖、框架圖，這樣的框架圖是看不懂的“天書”，我們現在的工作是要把它變成看得懂摸得著的功能。
所以，HGP研究首先看得見的是效益，效益包括兩個方面，壹是科學上的效益，它幫助我們了解疾病發生的機理，HGP研究讓我們對疾病的概念有壹個全新的改變，即人類所有的疾病都是基因病，這個觀點再次把遺傳學推向前進壹步，經典的遺傳學只是註意到這個東西遺傳給它，並不能從分子水平上說明它的機制，而現在基因組研究把遺傳學推向壹個新的層次，這叫基因學，也就是說，我們可以把人類所有的疾病都看成是基因病，基因病分單基因病、多基因病、獲得性基因病。單基因病有6 000多種，屬遺傳上的疾病，相對說來認識較多，搞清其機理比較容易壹些。多基因病有腫瘤、心腦血管病、高血壓、糖尿病、風濕癥、精神神經疾病等目前人類解決不了的疾病。獲得性基因病有艾滋病、乙型肝炎等病原微生物感染所致疾病。目前國際競爭多在多基因病這個層面上。搞清任何壹種疾病的易感基因(或致病基因)不僅可以幫助了解該疾病發生機理，也可為研究其他疾病相關基因提供借鑒。疾病發生機理主要包括基因機理和基因後機理，也就是說，任何疾病的發生首先直接或間接通過基因環節，然後經過基因外環節，即病理生理或病理過程，壹直到形態、表型改變，所以了解疾病的基因機理是至關重要的。通過基因了解發病機理，為認識疾病作出貢獻。二是可以馬上變成經濟效益，社會效益，HGP特別受矚目源於此，人們的爭論點也在此。因為HGP的最終目標就是為了人類健康，提高生存質量，也就是說，壹個基因只要對健康有益，就有用，壹個基因就是壹個治療和預防的方案，壹個基因就是壹個靶子，就可變成壹個治療方案，醫生就可以根據基因的功能設計治療和預防的方案。另外靶基因可變成藥品，設計制藥，篩選藥物。現在藥物基因組學非常看好，藥物基因組學壹方面可根據某個基因的功能來生產藥物，另壹方面可根據這樣壹個基因在不同個體的多態性來設計個體化治療。比如人體內存在壹類叫p450的混合功能氧化酶，任何外界的藥物，化學物進入機體後，第壹步經p450活化變成活性物質，再進行下壹步的作用，由於p450具有多態性，它在不同個體作用不壹樣，所以每個個體對藥物或化學物的反應性亦不同，這就是為什麽同壹藥品在壹個人有效，而在另壹個人無效 的重要原因。HGP研究能提供許多這樣的信息，根據這些信息來設計、實施個體化治療。人類基因組本身是壹個技術平臺，它的主要表現形式就是遺傳信息、生物信息，這些信息可變成光、電、顏色、各種看得見摸得著的信號，這樣產業化便可進行，材料工業可根據基因組的信息發展納米技術、生物材料、生物芯片，發展組合化學，這些都是在藥物、臨床等應用很廣的產業。隨著21世紀HGP的進展，可以說，壹個基因就可變成壹個朝陽產業。現在已有這樣的先例，在國外，如果哪個基因與信號傳導有關，那麽它的壹系列產品就接踵而來，信號傳遞過程中涉及許多靶點，每個靶點都可設計藥物。所以基因研究的潛力很大，不像彩電，壹經飽合，就不再有發展的余地。我們提供的許多生物信息，為新的能源的研制提供依據，電子信息的集成度有壹定限度，而生物信息的集成度更大，生物計算機在21世紀必然要取代電子計算機。生物信息可數字化，可以影響到社會的壹切領域，將來基因組的信息可以轉化成數字。21世紀醫學是基因組醫學，每個人都有壹個磁盤，記錄他的遺傳信息資料，醫生可根據當時當地情況，結合他的遺傳背景，給他壹個提示，壹個預報，醫生看病必須改變現在經典的模式。如果臨床醫生對基因組知識不懂或懂的少，對未來醫學的發展很不利。
人類基因組圖譜既然與人類的生存、生活、健康關系如此密切，憑借人的聰明才智，完全可以把基因組圖譜的信息轉變為對人類生存、生活和健康有利的資源，使其取之不盡，用之不竭，造福人類，延綿不斷。所以，今天當我們已經看到基因組圖譜給人類照射進希望的曙光時，有理由相信，21世紀將是基因組學占主導地位的生命科學世紀。基因組學研究大致可分為兩個大階段：結構基因組學研究和功能基因組學研究。20世紀90年代開展的國際性大科學工程“人類基因組計劃”屬結構基因組學研究，進入21世紀後，功能基因組學研究將成為研究和競爭的焦點，這是因為壹旦知曉基因組表達譜和基因的功能，即可很快過渡到基於基因譜和功能的開發、應用研究，直到解決臨床上的各種棘手的難題和人們的生存、生活和保健的問題，如環境問題、營養問題、防病問題等等。由於上述研究和應用涉及廣泛的理論、技術和資源問題，又可帶動數、理、化、天、地、生、信息、材料、環境、農業和醫學等等學科領域的發展。正因如此，我們幾乎可以說，21世紀必將是搶基因的世紀和基因應用並造福於人類的前景輝煌的世紀。也正因如此，不僅發達國家，而且在某些發展中國家，在制定21世紀科技發展戰略時，無不把人類基因組研究作為優先的主攻領域加以重點投資和支持，以便占據21世紀科技的壹個制高點，至少應從功能基因組學研究造就的成果這塊“蛋糕”中分享到壹塊。君不見，泱泱科技大國美國壹馬當先，正雄心勃勃要繼續在21世紀的基因組圖譜這塊領地獨占鰲頭。請看克林頓總統在給國會的科技發展報告中為美國描繪的21世紀科技發展宏圖即可見壹斑，這份題為“塑造21世紀的科學和技術”的發展戰略報告確定了美國21世紀科學研究的5個主攻領域，其中之壹為“通過基因圖譜研究推進醫療”，這壹主攻領域的目標就是“幫助科學家從基因角度了解疾病、健康(如生長和發育)過程以及免疫系統是如何辨別外來入侵者的，壹旦發現了壹種疾病的基因基礎，科學家就有可能將其擊敗”。所以，基因組圖譜在判斷遺傳危險度、基因診斷、治療和預防等方面將直接給人類帶來好處。有人估計，21世紀基因組學還勢必形成“朝陽產業”，直接參與市場經濟活動。
既然基因組圖譜研究展示了如此美好的前景，我們還猶豫什麽?
4 人類基因組(圖譜)和基因是天然的、客觀的存在，不管妳喜歡不喜歡，也不論妳如何看待它。基因組給妳什麽?給我什麽?給他什麽?這個答案現在已經有了：基因組給了我們大家壹個遺傳背景。遺傳背景有什麽用?說來話就長了，簡要地說，從大的方面說，它作為遺傳信息的載體，采用信息控制的機制，規定了我們人類只能是人類，而不是別的什麽動物或植物或微生物。所謂“種瓜得瓜，種豆得豆”或“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生兒打地洞”，就是各自的基因組起的作用。從小的方面講，人的生、長、老、病、死都與基因組表達圖譜密切相關，能說它不重要?
不過，對於人，遺傳背景好象“即明即暗”、“即近即遠”。“即明、即近”者為：當今已知道人群中存在遺傳異質性，分解到每壹個人，遺傳背景都有或多或少的差異，這種差異使每個人對環境因素(化學的、物理的、生物的)及心理因素的反應性(敏感性)千差萬別，比如說，妳容易患感冒，他不容易患；妳吃藥很見效，他吃同壹種藥則無效，等等，例子很多。由此即可見，基因組圖譜研究與人類的生存、生活和健康的質量關系甚大，在某些情況下起關鍵性作用。但是，在現在，基因組圖譜這個遺傳背景在相當大範圍內仍奧秘重重，迷霧層層，所知尚少，其廬山真面目尚需相當時日才能顯露，此即“即暗即遠”。因此，為了人類自己，研究基因組圖譜實乃盛世之舉，長遠之舉，明智之舉。
問題也不少。最大的壹個問題是：天然存在的人類基因組來自何方?是進化而成?還是上帝造物主的傑作?醫學哲學家和自然辯證法專家應作何種思考?生物醫學家應作何種論證?
5 基因組圖譜在表現生命現象時雖然起關鍵性作用，但不是唯壹的作用。任何生命現象歸根結底都是遺傳與環境相互作用的結果。生命的演繹過程就是各種復雜的因素在遺傳背景這張天幕上表演情節復雜的“戲劇”過程，很精彩。遺傳是內因，環境因素是外因，外因通過內因起作用，二者彼此依存。請看，基因組圖譜把難懂的辯證法解析得如此清楚，科普到如此明白。
所以，在談論基因組圖譜和基因的作用時，切忌走極端。過份誇大基因的作用，甚至作無限制的推測和引申，容易跌入“基因決定論”泥潭。反之，如若否認基因的重要作用(關鍵作用)，則容易跌入“基因無用論”和自然虛無主義陷阱。
還須指出，“基因決定論”的孿生姐妹就是“基因歧視”。這對錯誤的孿生基因論，由於為希特勒種族滅絕政策提供過“理論依據”，造成了歷史大災難，因而受到了歷史的批判。但是，基因學家應當高舉科學旗幟，在更高層次上用科學來說話——完全可以理直氣壯地說，根據現已掌握的知識，在基因組層次上，人類只有壹個***同的基因組，人與人之間是完全平等的。每個人的基因組所包含的10萬個基因中，總會有個別或少數基因屬於“脆弱的”或“不正常的”基因，不論是誰，概莫能外。當然，由於某些不可預測的復雜因素的影響，少數人的“脆弱的”和“不正常的”基因不幸得以表現，結果是生病、殘疾、缺陷。這不是他們的基因的不是，而是他們的運氣不佳，各種不良因素在他們身上起了作用。真正的辯證法並不否認這樣的事實：在地球這個生物圈中，為了保持整體的生態平衡，人類絕對不許也不可能處於單向壓倒強勢。病患者、殘疾者、缺陷者實際上承擔了人類在自然界中應當承擔的“負荷”，他們是替全人類受病患之苦，理應受到全體無病患的人們的同情、理解和照顧。試想壹下，如果他們不患病，也許妳我的“脆弱的”和“不正常的”基因會輪到表現。所以，在基因這壹層次上，人們“以心比心”就是批判基因歧視的最有力武器。
相對而言，“基因無用論”的市場要小得多，因為科技的進步壹再證明，基因是多麽的重要。基因無用論已經蒼白無力，站不住腳了。
6 隨著人類基因組圖譜研究的深入發展，以及鼓勵公眾最大限度地參與，相關的倫理道德、法律和社會問題正引起人們的關註。基因組研究的最終目標是使人類得到最大的利益，特別是與健康有關的利益。而由於基因組研究中不斷湧現的新信息、新技術、新療法、新藥物和新觀念等等新事物，在壹定時期內還難以判定其利弊優劣，在采用它們或研究它們時，必然涉及道德、法律和社會問題，例如：基因組遺傳信息的隱私權問題，基因診斷、治療和預防中的安全性問題，對涉及基因組的知情權及知情同意權問題，並由這些問題引發出來的保險權、工作權、繼承權、生育權等等問題。如何保證基因組圖譜研究不損害人們的利益或把損害程度降低到最低程度呢?通常可采取兩條途徑：壹是倫理規範、輿論監督，二是法律法規規範。
良心是最有效的倫理規範。良心需要不斷培養、純化和升華。對於壹個事業心特強和好奇心特強的基因科學家來說，有時有可能“走火入魔”，做出不合倫理道德的事，故需要輿論監督和法律法規的規範。
另有壹類基因組研究顯然超出倫理範疇，這就是基因武器的制造。針對壹定民族基因組多態性的特點，有可能制造出專門滅絕該民族的基因武器。這在理論上和技術上是成立的。我們反對這種嘗試。但是，世界之大，狂人瘋人總是存在的，也許有人已經在進行這種新型武器的研制。不過，以我之見，核武器也好，基因武器也罷，在科技高度發達和發展的今天，以及國際間科技信息交流的日益快速，這些厲害的新武器主要只起到壹種威懾力量的作用而已。試想，如果妳有基因武器，我也有能力制造，結果只能是誰也不敢首先使用，壹旦有哪個戰爭狂人膽敢使用，恐怕他自己的命運也好不了。
基因武器涉及國家安全，與每個人的安全密切相關，應從戰略高度來考慮這個問題。在基因組研究中，盡管倫理、法律和社會問題多多，這不能成為基因組研究的桎梏。我們應當堅信，人類出於生存和生活的本能和理智，在任何科技活動中會按壹定的程序進行並經常調節自己的行為，不出亂子，這是主流。