北京大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院 譚曉暉

有時候?qū)σ粋€異常的特殊的病例深入挖掘，往往可以獲得有價值的科研成果,。本文作者目前在美國喬治華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心做助理教授,，這是此前作者在美國國立衛(wèi)生研究院做訪問學(xué)者期間的一段科研經(jīng)歷。她圍繞國外同行已經(jīng)放棄的一個病例,，又向前邁進(jìn)了一步,，找到了一種黑色素瘤的新致病基因。 

　　被擱淺的經(jīng)典病例研究

　　美國名叫克里斯托弗的男性嬰兒1989年出生時,，他的右手手指遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)攣縮和第五個腳趾的位置異常；13個月大時,，又發(fā)現(xiàn)患有感音性神經(jīng)性耳聾,。其家族史中多名近親罹患黑色素瘤。這名男孩14歲時被推薦到美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）接受診療,。診斷是：1.惡性黑色素瘤,。2.先天性耳聾。3.部分性DiGeorge綜合征,。

　　NIH的科學(xué)家意識到這是一個非常罕見而珍貴的綜合病例,。如果能夠在克里斯托弗的體細(xì)胞中找到9號和22號染色體之間互換的準(zhǔn)確定位，很可能會發(fā)現(xiàn)與黑色素瘤,、先天性耳聾以及DiGeorge綜合征相關(guān)的基因,，從而在這三種疾病的預(yù)防和治療工作中起到重要作用。

　　為了定位9號和22號染色體之間的斷裂位點(diǎn)，2001年克雷默博士和他的研究小組確定了9號和22號染色體的位置互換,，定位兩條染色體的斷裂點(diǎn)位于9號染色體短臂2區(qū)1帶（9p21）和22號染色體長臂1區(qū)一帶（22q11.2）,。但要確定究竟是哪個基因與克里斯托弗所攜帶的綜合征有關(guān)，簡直是大海撈針,。研究就此擱淺,。

　　大膽提出科研假說

　　2007年7月，我從北京大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院分子腫瘤學(xué)實(shí)驗(yàn)室來到了克雷默博士的皮膚科及DNA修復(fù)研究室,。帶著對這個課題的濃厚興趣,，我開始了探索研究。閱讀了幾乎所有的關(guān)于黑色素瘤,、先天性耳聾以及DiGeorge綜合征的文獻(xiàn)報道,，并與多位前輩交流后，我發(fā)現(xiàn)每對9號和22號染色體中各只有一條發(fā)生了互換,，還各有一條是正常的,。會不會由于那兩條沒有互換的與互換的染色體摻雜在一起掩蓋了被丟失的基因信號？如果能把互換的9號和22號染色體與正常的染色體分離開來,，很可能就會得到比較基因組雜交的陽性結(jié)果,。克雷默博士非常贊同我的合理假說,。

　　無法探知復(fù)雜重復(fù)序列

　　22號染色體的斷裂點(diǎn)位于22號染色體長臂1區(qū)一帶,，這個區(qū)域含有各種復(fù)雜的重復(fù)序列，其中還有一個連人類基因組計劃也無法檢測的堿基對序列荒島區(qū)（GAP）,。經(jīng)過DNA測序證實(shí),，克里斯托弗的22號染色體斷裂點(diǎn)確實(shí)落在了這個22號染色體易位熱點(diǎn)上，這一現(xiàn)象為研究增加了不小的難度,。

　　其實(shí)各國科學(xué)家長期以來對該區(qū)進(jìn)行研究克隆,，但由于復(fù)雜重復(fù)序列不能對之進(jìn)行擴(kuò)增測序，只能望洋興嘆,。如果能將克里斯托弗22號染色體斷裂的兩端序列加以延伸,，就可以知道斷裂點(diǎn)究竟是落在了一個什么序列上。帶著這個幻想,，我先后與多名在各自研究領(lǐng)域內(nèi)知名的NIH科學(xué)家合作,，嘗試了多種DNA水平的PCR方法，通過TAR cloning來鑒定22號染色體斷裂的兩端序列,。但是,，同樣由于該序列的復(fù)雜性，這些嘗試均告失敗,。

　　那么如果繞開這些重復(fù)序列行不行呢,？為什么不可以在RNA或蛋白水平探索一下,？梅爾澤博士否定了我這個想法。他說,，這個區(qū)域根本就是非編碼區(qū),，不能在RNA上探索，更不用說在蛋白水平上進(jìn)行擴(kuò)展了,。再說,，世界上多個頂尖級的實(shí)驗(yàn)室都曾對這個區(qū)域進(jìn)行研究，如果有可能,，應(yīng)該早就被發(fā)現(xiàn)了,。

　　致病基因終被找到

　　雖然大腕兒給出了明確的否定結(jié)論，但我有些不甘心,，仔細(xì)比對了已獲得的斷裂點(diǎn)周圍的序列,，發(fā)現(xiàn)有些序列還是有編碼基因的可能。鑒于該區(qū)含有多種重復(fù)序列的特性,，很可能被染色體易位打斷的部位是一個與預(yù)測基因LOC653203有很高同源性的新基因,。于是我決定自己先悄悄地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，等到拿出明確的結(jié)果,，再公開自己的看法,。

　　我首先按照預(yù)測基因LOC653203的外顯子序列設(shè)計了多對PCR引物對克里斯托弗的RNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，開始的時候還是一無所獲,，隨著實(shí)驗(yàn)的深入,，有時可以得到一些雜帶。又經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)條件的反復(fù)摸索,、調(diào)整和枯燥的重復(fù),，終于可以從克里斯托弗的RNA中擴(kuò)增到一些與其父母以及其他正常人RNA不同的產(chǎn)物，最后得到了我想要的雜合序列,。在此基礎(chǔ)上,，又經(jīng)過多種實(shí)驗(yàn)終于克隆出一個位于人類基因組測序GAP中的新基因――FAM230A Gene。研究成果最終以《t（9,，22）引發(fā)p14ARF和TBX1嵌合負(fù)調(diào)控與黑色素瘤,、耳聾及DNA修復(fù)缺陷相關(guān)性》為題，發(fā)表在國際知名期刊《人類突變》上,。

　　編  后

　　必然的不懈探索換來偶然的成功敲門

　　針對一個不常見的病人，科學(xué)研究人員應(yīng)該采取什么樣的治學(xué)態(tài)度呢,？從這一課題的研究實(shí)踐中,，體現(xiàn)出了敏銳的探索思維，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對未知事物的研究行動,。鍥而不舍的求索過程是最終獲得成功的先決條件,，但是成功的來臨經(jīng)常是偶然促成的,，在必然進(jìn)程中，偶然就會不經(jīng)意到來,。

    本課題前后用了10多年的時間,，數(shù)不清的研究人員先后為之努力奮戰(zhàn)，因?yàn)樗目茖W(xué)意義,，課題組無條件地獲得了支持,，最終取得了成功。試想如果最初的時候要求課題組3年或者5年結(jié)題,，那只能有一個結(jié)果,，就是半途而廢。資金支持是研究工作的基礎(chǔ),，10多年來,，政府對該課題的資金投入達(dá)到百萬美元以上。對認(rèn)定的有意義的工作不計投入,，有耐心,，有信心，營造寬松的學(xué)術(shù)研究的大環(huán)境,，讓科研人員能夠全身心地投入工作,，是獲得成功的重要條件。