多组学研究推进现代生命科学和医学科学发展

生命科学的宗旨是探寻生命现象和促进人类健康。蛋白质作为生理功能的执行物质，对蛋白质进行结构和功能的研究，将直接阐明生命的变化机制，但生命现象不是由单一蛋白质决定的，它是群居的存在，因此，对多个蛋白质进行研究势在必行，1995年，蛋白质组学概念正式诞生。随后，多组学概念也应运而生，该概念认为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学、影像组学在不同的分子层面诠释着生命的本质，而这些不同层面的分子具有千丝万缕的联系协同贡献到生命活动及疾病的病因、发展和结果。

诸多科学家投身蛋白质组学和多组学研究，詹显全就是其中的一员，他带领团队，深耕探索，在蛋白质组学和多组学研究领域，取得了突破性进展。

多组学的点与面

蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征，蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术有着极其明显的优势，国际上的科研机构和大型药物公司，正对其进行应用型研究，詹显全团队也投身其中，通过深入的研究，在肿瘤蛋白质组学领域，取得了丰硕的科研成果。

众所周知，垂体瘤是颅内常见肿瘤，其多病因、多过程、多结果、全身性、慢性、分子网络系统性给“同病同治”提出了严峻挑战，当然，机遇与挑战往往是并存的，垂体瘤的复杂性，也为实现其个性化的精准预测、精准预防、精准诊断和精准治疗提供了机遇和条件。

经过探索，詹显全团队认为多参数系统策略观和多组学是进行垂体瘤个性化医学和精准医学的研究和实践的重要理念和技术方案。

他们从2001年开始进行垂体瘤的蛋白质组学及其翻译后修饰组学研究，从2008年开始进行多组学和分子网络研究，及预测预防个体化医学（PPPM）和精准医学（PM）研究。经过近20年未间断的研究，在垂体瘤的蛋白质组学、翻译后修饰组学、多组学、分子网络和系统生物学研究方面在国际上处于了主导地位。

在研究过程中，詹显全的思想发生了重大转变，从以前的单参数模式转向了多参数系统思维模式，而这种思维模式恰恰符合肿瘤的真实情况。

如果说，肿瘤多组学是面，那么，蛋白质组学就是其中一个点。蛋白质是基因的最后功能执行者，对蛋白质全方位的深入了解有其重要科学价值。值得一提的是，近年来，蛋白质存在形式概念的产生极大地丰富了蛋白质组的内涵，是蛋白质组学的未来方向。

詹显全团队对蛋白质存在形式的概念给出了最新最完整的定义：蛋白质的氨基酸序列+翻译后修饰+空间构型+辅助因子+结合伴侣分子+空间位置+特定的功能。而蛋白质的概念被定义为：由同一个基因编码的所有蛋白质存在形式的集合体。这样，人类蛋白质组中的蛋白质存在形式至少有100万或甚至达10亿。

如此庞大数量的蛋白质存在形式，如何对其进行大规模的探测、鉴定和定量，对深入研究蛋白质组极其重要。

最近，詹显全团队发现的双向电泳藕合液相色谱/质谱(2DE-LC/MS)技术是一项超高通量的技术平台，在探测、鉴定和定量蛋白质存在形式方面，可以鉴定达几十万至100万的蛋白质存在形式。

随着质谱灵敏度的显著提高，自2015年以来，詹显全团队发现每个2D胶点包含了平均至少50个甚至达几百个蛋白质存在形式，并且大多数是低丰度的；并在近1～2年来发表了相关论文，全面阐述2DE-LC/MS的新理念和实践，完全打破了40多年来人们对双向电泳的传统认识（即一个2D胶点中一般仅含有1～2蛋白质），为大规模的蛋白质存在形式研究提供了技术基础。 

詹显全认为，蛋白质存在形式概念的发展，极大的丰富了蛋白质组的内涵，是蛋白质组学研究的更高层次，是国际科学发展的前沿，必将影响着整个生命科学和医学科学的研究和实践，有助于科研人员发现可靠而有效的疾病标志物，可用于深度理解疾病分子机制和决定药物靶点，或者用于有效的预测、诊断、预后评估。

另外，蛋白质组是表型组的重要成分，是基因组功能的最终执行者，是基因组和转录组研究所不能替代的，要实现真正的个性化医学和精准医学，蛋白质组学研究是不能绕过去的。

未来医学的个体与精准

詹显全团队研究对象是肿瘤，研究理念是肿瘤的多参数系统策略观，技术手段是多组学和系统生物学，研究的目标是要解决肿瘤的预测预防个体化医学（PPPM）和精准医学（PM）。

他认为多组学中的不同组学对PPPM/PM的贡献是不平衡的，即个性化的表型组是基因组通向PPPM/PM应用实践的桥梁，而蛋白质组和代谢组是表型组中两重要成分。

现在，多组学研究已渗入到人类健康保护过程的每个环节，主要用来寻找基于多组学的生物标志物，这里的生物标志物应分为两类：一类是解决疾病机制和治疗靶点的标志物，一类是解决预测、诊断、预后评估的标志物。

“精准医学在理念上没错，严格意义上的精准医学是个理想化的概念，人们只能无限去逐步接近它。现阶段搞精准医学还是要回归到人类健康的保护过程，即预测、预防、诊断、治疗和预后评估，这里应该是针对个人来说而不是针对群体，严格说来应该是个性化的精准预测、精准预防、精准诊断、精准治疗和精准预后评估。”在詹显全看来，在人类健康保护过程中，预测、预防才是上策，其次就是早诊断、早治疗。

欧洲预测预防个体化医学协会（EPMA）是国际个体化医学领域领头的学术协会，詹显全作为EPMA的中方代表，从2008开始起在EPMA中主要负责多组学和创新技术方面，在EPMA白皮书中的“肿瘤预测预防个体化医学的多参数系统策略观”最早就是由詹显全书写的。

随着研究的深入，多组学研究在EPMA内发展得很快，已经深入到PPPM的各个领域。因此，基于多组学的PPPM/PM的研究和实践一定是今后发展的一个长远趋势。

“为人类健康服务，是医学存在的意义，为了这个目标，研究将永不停歇。”未来，詹显全团队将继续在蛋白质组学和多组学领域，拼搏奋斗，奔跑前行……