本文發表在《大眾科學》的前部落格網路上，反映的是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
對於那些喜歡情節簡單、結局圓滿的故事的人來說，我必須承認人類基因組計劃的故事並非如此。這個故事的結尾並不是在2000年6月26日我們在白宮公佈人類基因藍圖的第一份草案時。也不是在2003年4月14日完成最終的參考序列時。
相反，人類基因組研究是一部史詩般的戲劇，每年都會上演，一幕接著一幕精彩的續集，因為科學家們不斷發現我們的DNA指令書在健康和疾病中的作用。
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技術第一定律說，我們總是高估一項真正具有變革意義的發現的短期影響，而低估其長期影響。事實上，人類基因組測序似乎就是如此。許多新聞文章現在都在反思自我們宣佈第一份草案序列以來的十年裡，已經發生了什麼——或者沒有發生什麼。憤世嫉俗者傾向於將基因組研究帶來的直接健康益處視為半杯水空，但我看到的是半杯水滿——而且每天都變得更滿。
對我來說，作為一名醫生，人類基因組計劃的最大吸引力在於它提供了尋找一些醫學最大謎題答案的機會。今天，當我縱觀生物醫學研究的各個領域時，很明顯，基因組學正在幫助拼湊出許多謎題。無論他們的工作側重於癌症、糖尿病、傳染病、精神疾病或其他疾病，研究人員都在使用源於人類基因組計劃的工具來識別疾病的分子原因，並開發新的診斷、治療和預防策略。
測序第一個人類基因組的成本約為4億美元。今天，測序一個基因組的成本為9500美元，而且在未來四到五年內，我們預計將達到可以以1000美元或更低的成本測序個人基因組的水平。這種令人印象深刻的成本下降推動了DNA測序和相關技術在醫學應用中的快速擴張。
早在2000年，我就大膽預測，十年內將會有大約十幾種疾病的預測性基因檢測，有可能採取措施降低其中一些疾病的風險，並且廣泛提供植入前基因診斷。基本上所有這些都已成為現實。
大約五年前，研究人員開始使用一種稱為全基因組關聯研究的方法來揭示與常見疾病風險相關的基因變異。2005年發表的第一個成功案例是發現補體因子H基因中的一個變異，該變異被證明是年齡相關性黃斑變性的主要預測因子，而年齡相關性黃斑變性是老年人失明的主要原因。以前沒有人懷疑過那個特定的基因，它在炎症中起作用。這突顯了研究人員能夠掃描整個基因組的力量，而不只是將搜尋範圍限制在他們自己最好的直覺上。
自那以來的幾年裡，研究人員已經發現了數百種與克羅恩病、心臟病、糖尿病和數十種其他疾病的風險相關的變異。然而，當單獨考慮時，這些變異中的大多數在貢獻方面都相當微弱。因此，今天科學家面臨的最大挑戰之一是：其餘遺傳性隱藏在哪裡？它是否可能隱藏在我們尚未完全理解的DNA指令書的區域中，即基因組的“暗物質”？
另一個適合基因組探索的領域是癌症。對人類基因組計劃的最早公開呼籲之一來自雷納託·杜爾貝科，他在1986年發表在《科學》雜誌上的一篇文章中，根據它將對癌症研究產生的影響，提出了對基因組進行測序的理由。杜爾貝科的願景現在正以癌症基因組圖譜（TCGA）專案的形式實現，該專案正在建立20種主要型別和亞型癌症的關鍵基因組變化的綜合目錄。
這個由美國國立衛生研究院支援的專案在其試點階段就已經為卵巢癌和膠質母細胞瘤（最常見的腦癌形式）生成了全面的分子分類系統。這些資訊可以幫助醫生更好地將個體患者與最有可能對他們有效的療法相匹配。更重要的是，這些發現可能會導致針對各種癌症亞型的分子變化的新療法。
其中一些現在已經發生了。以貝弗利·索蒂爾的案例為例，她是一位不吸菸者，幾年前被診斷出患有晚期非小細胞肺癌。貝弗利接受了標準的化療，但她的腫瘤一直在生長。然後，去年七月，根據她在波士頓達納-法伯癌症研究所對其腫瘤進行的基因分析，她報名參加了一種名為克唑替尼的新型基因組藥物的臨床試驗。
結果是驚人的。在治療的頭六個月裡，貝弗利的一些腫瘤縮小了50%以上，而另一些腫瘤則消失了。而且她現在的狀況仍然良好。
不幸的是，克唑替尼僅對大約5%的肺癌患者有效。這是為什麼呢？對這種藥物的反應取決於患者的腫瘤是否具有特定的基因組變化，稱為ALK融合。貝弗利的腫瘤有，因此，像其他四分之三具有類似特徵的患者一樣，她的反應良好。這些患者證明了個性化醫療的潛力——在正確的時間將正確的治療方法與正確的患者相匹配的價值。
顯然，我們需要更多像貝弗利這樣的故事，不僅是針對癌症，還有阿爾茨海默病、哮喘、抑鬱症、心臟病、肥胖症和許多其他疾病。我希望並期待在未來一二十年內——或者無論需要多長時間——基因組發現將為全世界人民帶來日益增長的健康益處。
2000年柯林斯和克林頓宣佈人類基因組草案的圖片，由美國國立衛生研究院提供
關於作者
醫學博士、哲學博士弗朗西斯·S·柯林斯是美國國立衛生研究院的主任。作為一名醫生和遺傳學家，他領導人類基因組計劃於2003年完成。他的最新著作《生命的語言：DNA和個性化醫療的革命》（HarperCollins）於今年早些時候出版。他於2009年獲得國家科學獎章。
圖片來源：美國國立衛生研究院
[此處表達的觀點是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。]