
我们每个人都会变老,都可能面临记忆力衰退、反应迟钝,甚至阿尔茨海默病(老年痴呆)的威胁。当我们走进医院,医生开出的诊断和药物,背后的科学依据大多来自哪里?
你可能很难想象,目前国际上主流的大脑研究数据,绝大多数都基于欧洲或美洲人群的样本,或者干脆是实验室里的小鼠。然而,科学研究已经发现,不同族群在基因和分子层面存在显著差异。也就是说,基于西方人数据的“大脑说明书”,套用到中国人身上,可能会出现“水土不服”。
为了解决这个关乎亿万中国人健康的痛点,一项名为“中国脑多组学图谱项目”(CBMAP)的宏大计划正在进行。这项由浙江大学牵头,联合国内多家顶尖机构的研究,已经成功收集了1187份中国人的大脑样本,旨在绘制出一份真正属于我们自己的“大脑分子地图”。
在很长一段时间里,脑科学研究面临着两大尴尬。
首先是“物种隔阂”。 为了搞懂人脑,科学家们研究了大量的小鼠甚至猴子。虽然很有用,但动物毕竟不是人。人类的高级认知功能(比如“我是谁”这种自我意识)和复杂的非编码基因区域,是动物模型无法完美模拟的。
其次是“族群偏差”。 像GTEx、ROSMAP这些国际著名的脑科学数据库,为人类理解大脑立下了汗马功劳,但它们的样本库里,亚洲面孔寥寥无几。研究表明,精神类疾病的分子机制在亚洲人和欧洲人之间可能存在差异。如果我们只盯着西方人的数据看,很可能会错过那些只属于我们基因里的致病线索。
这就像是拿着一张纽约的地图在上海找路,虽然都能分清东南西北,但要想精准找到某条小巷(精准医疗),还得靠上海自己的地图。
CBMAP项目并不是简单地测一下基因序列就完事了。它要做的是“多组学”(Multi-omics)研究。这个词听起来很高深,其实就是从多个维度同时观察大脑。
如图[1]所示,研究人员不仅仅关注基因组(DNA),还深入研究了表观基因组、转录组、蛋白质组甚至代谢组。这一系列复杂的名词,构成了CBMAP的核心架构。
简单来说,如果把生命比作一家工厂:
通过图[1]我们还能看到一个别出心裁的设计:项目Logo右上角融合了中国结和DNA双螺旋结构。这不仅象征着脑组织和血管的形态,更寄托了中国人对健康、长寿和幸福的美好祈愿。科学家们正是希望通过这种全方位的“体检”,搞清楚阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)等疾病到底是大脑工厂的哪个环节出了问题。
做这种研究,样本的数量和质量是关键。CBMAP的第一阶段成果令人瞩目:他们建立了包含1187名中国捐赠者的大型队列。
这是一项极具挑战的工作。毕竟,获取高质量的人脑组织样本比抽血要难得多。这些样本来自浙江大学(浙大)、北京协和医学院(协和)和中南大学(中南)三家顶尖的脑库。
从图[2]中我们可以清晰地看到这些样本的来源分布。地图上颜色越深的区域代表人口密度越高,而这三家脑库恰好覆盖了中国人口最密集的京津冀、长三角和长江中游地区,辐射人口总数接近4.66亿。
更值得一提的是,这个样本库并非只有患病人群。图[2]的数据显示,样本中既有阿尔茨海默病(ADNC)、脑血管病(CVD)等患者,也有病理学上的健康对照组。而且,这些样本的年龄跨度极大,中位年龄为78岁,覆盖了从27岁到96岁的广泛人群,这让我们有机会看清大脑衰老的全过程。
有了数量,质量如何?研究团队将CBMAP的数据与国际上最权威的两个脑科学项目——GTEx(主要来自白人)和ROSMAP(主要关注阿尔茨海默病)进行了直接对比。
结果非常令人振奋。从图[3]的对比数据中,我们可以解读出几个关键信息:
这意味着,我们不仅有了自己的数据,而且这批数据的质量达到了国际一流水准,完全可以用来进行严谨的科学探索。
目前的1187份样本只是第一阶段(Phase I)。在接下来的第二阶段,科学家计划将样本量扩大到2000份,并纳入更多地区的脑库,甚至包括胎儿和儿童的样本,以研究大脑发育的过程。
更令人期待的是,这个项目不仅仅是研究死后的组织,还在积极建立“生前队列”。通过收集捐赠者生前的认知功能数据、血液甚至皮肤细胞,科学家们试图在生前和死后数据之间架起桥梁。也许在不远的将来,基于这些数据开发的药物,能更精准地治疗中国人的脑部疾病;通过简单的血液检查,就能提前预知大脑的健康风险。
CBMAP的出现,标志着在探索人类大脑的征途中,中国人不再只是旁观者,而是拿着属于自己的“说明书”,走在了精准医学的最前沿。
本文由超能文献“资讯AI智能体”基于4000万篇Pubmed文献自主选题与撰写,并经AI核查及编辑团队二次人工审校。内容仅供学术交流参考,不代表任何医学建议。
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