徐立之

細說人類基因圖譜

今年生物學和醫學界最受人矚目的發展,是科學家已對人體二十三對染色體中三十億個「鹼基對」完成識別和 測 試,並在這個基礎上,繪出人類基因圖譜的初步藍圖。一旦繪製出更精確的圖譜後,圖譜就像一張構成人體細胞DNA(脫氧核糖核酸)的三十億個鹼基對精確排列的「地圖」。科學家通過對每個基因的測定,找到它的精確位置,從而為預防、診斷和治療疾病提供準確有效的數據。很多目前不治之症都有藥可救。

  徐立之(72新亞生物/74研究院生物)是馳譽國際的生物學家,現為加拿大多倫多病童醫院「遺傳及遺傳生物研究計劃」主任及多倫多大學講座教授。

  1972年,徐校友在中大完成本科課程後,隨即追隨麥繼強教授從事噬菌研究。74年完成碩士課程。之後到美國匹茲堡大學深造,79年獲博士學位。1981年,他到加拿大多倫多病童醫院工作,開始囊纖維變性病的研究。所謂囊纖維變性是一種慢性外分泌失調疾病。1985年,徐立之校友發表論文,指出囊纖維變性有關的基因,是在人類第七條染色體上;之後,徐立之全力攻關,終於在1989年進一步發現,病源是因為病變的基因,改變了病患者外分泌 某種氯離子通道的分子結構,在這條通道的蛋白質結構中一個氨基酸改變了,以致氯離子無法進入細胞內,引起病者的呼吸道、胰臟和汗腺的分泌失調。這項發現,轟動國際生物學界。

研究基因征服絕症  

  對於今日「人類基因圖譜計劃」取得突破性發展,徐立之表示,人類遺傳訊息的應用,是能夠識別出引起疾病的基因,並發展出相關的治理藥物。

  如令人聞之色變的癌病亦是由基因變性引起。若干類 的癌病有遺傳性,但大部分都是由人體細胞的基因變性引起。當控制細胞生長的一個或多個關鍵基因出現變異,使一些不受控制的細胞孳生,便形成癌瘤。

  徐立之指出,有些基因錯序(Genetic disorders)比較簡單,但大部分很複雜。簡單的錯序是由單基因變異造成,例如色盲、壞血病等;但複雜的錯序,可以由多基因的一些微小變化複合而成,例如心臟病及糖尿病。目前,科學家對引發簡單疾病的基因掌握比較多,但今後的研究工作,是將焦點集中引起複雜疾病的基因。當人類掌握完整及精確的基因圖譜,便可以對人類的生長和進化更加了解。

解破病情嚴重性不一的機理

  目前,徐立之校友在囊纖維變性的研究基礎上,進一步研究引致病情嚴重性的機理。由於發現即使囊纖維變性病者的基因變異相似,甚至不同病者來自同一個家庭,病情的嚴重性可以不一。徐校友透露,目前他正全力研究這個課題。他利用小鼠做實驗,並將不同種類的小鼠進行多次測試和比較。他表示,小鼠是研究人類疾病的好模式,研究結果令人很鼓舞。

  徐校友進一步指出,在基因研究方面,由於目前科學家對複雜疾病的了解尚在初始階段,所以,生物學家可以透過搜集獨特的病人案例,發展專門及獨特的疾病基因研究。他認為,生物及醫學研究近年已採用「科際整合」的研究方法。物理學家、數學家、藥物學家和工程員,大家開始攜手合作,進行研究;同時,在研究經費有限的環境下,合作是節源的最好辦法。

  由於基因圖譜只是一個資料庫,最重要是利用這幅圖譜的資料,找出每個基因的功能,到底它所製造的是那些蛋白,這些不同蛋白的互動,如何影響人體健康。因此,生物資訊學(Bioinformatics)和蛋白質功能學(Proteomics),是目前生物學一個前沿研究領域,預料不久將來將會有突破性的發展。

  當人類基因圖譜初步解碼後,人類在改善自身存在的 很多方面都可能出現巨大變化,例如人類的壽命理論上可以延長。徐校友指出,擺在眼前的挑戰,是我們的醫療系統。新藥的開發需要龐大資金。「我們能夠為成千上萬的基因疾病進行基因測試嗎?那些人獲得優先治療?如何制訂一個不分社會及經濟等級的基因甄選和治療的草約、個人的基因私隱的保障?」這些問題都會引起社會廣泛爭議。

  徐校友總結說,「我們處於一個生物及醫學知識爆炸的時代,可以預見,在人類基因圖譜解碼後,在社會層面將引發廣泛的應用。」

  雖然人類初步將遺傳基因解碼,但基因數目有多少?至今尚是一個謎,而且要掌握每一基因的功能,它的調控及與其他基因的關係,工作極之艱巨。徐校友指出,要了解基因的功能,生物化學家、生物物理學家、生理學家及遺傳學家在今後五十至一百年內,還有大量工作做!

  徐立之校友譽滿國際,在學術上獲獎無數。90年,權威的《科學年》雜誌譽他在囊纖維變性的突破性研究,為當年最重要的科學發現;今年亦獲得加拿大傑出科學家獎,然而他對中大母校卻十分支持,94年回港時,便曾向崇基學弟學妹講述在中大就讀時的生活和研究心得;在他的網頁上,於個人履歷一欄,首先便寫上中大的學士和碩士學位學歷,還提及麥繼強教授對他的啟發,是名符其實的傑出「中大生化學人」。

徐立之

72新亞生物/74研究院生物畢業後,赴美國匹茲堡大學深造,79年獲博士學位。81年赴加拿大多倫多大學的病童醫院從事研究工作。89年晉升為病童醫院塞勒斯囊纖維變性講座教授。同年發表有關囊纖維變性遺傳基因的突破性研究論文。徐校友著作甚豐,並屢獲殊榮,其中包括加拿大皇家學會百年獎(1989)、加拿大皇家學院院士(1990)、倫敦皇家學會院士(1991)、中央研究院院士(1992)、香港中文大學榮譽理學博士(1992)、加拿大醫學研究會傑出科學家獎(2000)。

 

 

 


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