兒童不是小號的大人：一項3800萬美元的計劃正在重寫兒科

（來源：麻省理工科技評論）

2017 年，迪安·泰勒（Deanne Taylor）在賓夕法尼亞大學參加了一場會議，地點離她的辦公室只有幾步之遙。會上，一名研究人員介紹了人類細胞圖譜計劃（Human Cell Atlas），希望繪制出人體內每一種細胞的“地圖”。泰勒一開始大受震撼，但很快意識到了一個問題：這個項目似乎只打算研究成年人。

她回憶道，“那一刻，我腦子里的警報一下就響了。怎么又是這樣。”

2014 年，泰勒加入費城兒童醫院（CHOP），擔任生物信息學平臺主管。工作之后，她越來越失望地發現，兒童醫學研究長期得不到足夠重視。她說，醫學界過去普遍存在一種想當然的看法：兒童不過是“縮小版的成年人”。

但事實并非如此。兒童和成年人的細胞，在基因表達方式上存在明顯差異。所謂基因表達，可以理解為細胞如何開啟、關閉，或者調高、調低某些基因的活性。正是這些差異，讓兒童對藥物的反應可能和成年人完全不同。一些成年人可以正常耐受的藥物，到了兒童身上，卻可能產生嚴重甚至致命的副作用。

2017 年的那場會議，成了泰勒職業生涯中的一個轉折點。她很快加入人類細胞圖譜的志愿團隊，并參與撰寫項目白皮書中有關兒童研究的章節。隨后，她又聯合多家醫院的兒科研究人員，希望把兒童納入這個龐大的研究計劃。2019 年，她牽頭發表了一篇論文，系統性地說明了為什么兒童需要被單獨研究，也希望借此為兒科研究爭取更多關注和資金。

這些努力得到了回報。在 2021 年，美國國立衛生研究院（NIH）向“發育期基因型—組織表達項目”（Developmental Genotype-Tissue Expression Project，dGTEx）撥款 3850 萬美元。這個項目的目標，是建立首個覆蓋健康兒童組織的綜合數據庫。

研究人員會在家長同意的基礎上，收集因意外或其他原因去世、但生前總體健康的兒童組織樣本。這些樣本覆蓋人體主要器官系統，研究人員隨后分析不同組織中的基因是如何表達的。

泰勒和團隊負責整理、審核并統一每一份組織捐贈所附帶的信息，包括家族病史、樣本情況等；另一組研究人員則對組織本身進行分析。最終，所有信息會匯總成一個數據庫，建立兒童健康狀態下基因表達的基準線。

有了這樣一套參照，科學家才有可能更準確地研究正常發育、疾病機制、藥物療效以及其他生理現象。未來，dGTEx的數據也會被納入人類細胞圖譜。如今，這個項目已經正式加入兒童研究板塊，其中很大一部分都得益于泰勒。

雖然泰勒在 dGTEx 中的主要職責是收集和整理數據，但在同事眼中，她更像是那個把不同研究項目真正黏合在一起的人。人類細胞圖譜聯合創始人莎拉·泰希曼（Sarah Teichmann）說：“迪安一直在從更大的尺度看問題。我們不能只理解兒童的腎臟、兒童的大腦，或者兒童的免疫系統，我們需要從整體上理解兒童是如何發育的。”

泰勒把自己的職業生涯形容成一次“隨機游走”。她說，自己一路以來那種異常強烈的專注，如今看來，或許與此前未被診斷出的自閉癥和ADHD有關。5 歲時，她已經開始翻母親的醫學教材；12 歲時，她會從圖書館借物理書來看。物理學中那些等待被解開的謎題深深吸引著她，她總想知道事物究竟為什么會這樣運作。

2001 年，泰勒取得生物物理學博士學位。彼時，人類基因組計劃正如火如荼，這項工程也促使她改變研究方向。她隨后進入輝瑞做博士后，開始為罕見病研究編寫程序，處理復雜的生物數據。后來，她又轉向生殖醫學，參與開發了一批早期用于篩查胚胎染色體異常的計算機程序，其中一些至今仍在使用。

看起來，她的職業路線幾經轉折，但泰勒說，自己真正關心的問題其實一直沒變：為什么同一種疾病，落在不同的人身上，結果會如此不同？比如，兩個人都攜帶同一個與疾病相關的基因變異，為什么最后只有一個人發病？

從某種意義上說，人類細胞圖譜是人類基因組計劃的自然延伸。2003 年完成的人類基因組計劃，幫助科學家建立了特定基因與特定疾病之間的大量聯系。但只有一份基因組圖譜，還遠遠不夠。它更像是一套零件齊全、卻沒有組裝說明書的 DIY 套件：你知道人體有哪些基因，卻不知道這些基因究竟在什么組織、什么細胞、什么時間被調用，又是如何發揮作用的。

而要回答這些問題，就必須研究基因表達。所謂基因表達，通常是指細胞根據基因中的信息制造某種蛋白質，讓它執行具體任務，例如構建組織、傳遞信號。與一生中總體保持相對穩定的 DNA 不同，基因的表達方式會隨著人的成長不斷變化。

而這種差異，可能直接決定一種治療究竟有效，還是弊大于利。例如，由于兒童心臟中的基因表達模式與成年人不同，一些化療藥物在殺傷腫瘤的同時，也可能損害正在發育的兒童心臟，留下伴隨終身的后遺癥。

dGTEx 想做的，就是為兒童建立這樣一條基因表達的健康基準線：繪制一張分子層面的地圖，觀察人體大約 2 萬個基因在健康兒童不同組織細胞中究竟如何工作。而這只是泰勒參與協調的多個項目之一。

她同時還是兒童優先數據中心（Kids First Data Resource Center）的首席研究員之一。這個項目會對全美其他研究中收集到的兒童病變組織進行基因測序。此外，她還與人類生物分子圖譜計劃（HuBMAP）的研究人員合作。人類生物分子圖譜計劃與人類細胞圖譜互為補充，目前已經為成年人繪制了部分細胞的三維空間圖譜。泰勒正嘗試推動獲得新的資金，把類似的三維地圖擴展到兒童身上。

總的來說，泰勒的工作，很大程度上是在確保 dGTEx 這臺龐大的機器能夠順利運轉。她需要協調多個機構和研究團隊，而每個團隊只負責整個流程中的一部分。比如，有研究人員想使用 dGTEx 的組織樣本，她有時不得不向對方解釋：一個只有一個月大的嬰兒，睪丸組織就那么一點，不可能切成 20份分給 20 個研究團隊。

在同事眼中，泰勒最大的優勢之一，是她很擅長把不同領域的人連接起來。對于人類細胞圖譜這樣一個跨學科、跨國界的大型項目來說，這種能力尤其重要。此外，她本人也非常有趣：她身上紋著薛定諤方程和玻爾茲曼方程，業余時間會畫畫、攝影。辦公桌上還擺著一塊其貌不揚的石頭，是她曾去火人節做廚房志愿者時帶回來的。

“她的興趣很廣，懂的東西也特別多，而且什么問題都愿意問。”林說，“這些都會讓她很容易和別人建立聯系，也讓人很難忘記她。你會自然而然地被她吸引進去。”

但泰勒自己覺得，真正能把所有人凝聚在一起的，并不是她本人，而是這項研究可能帶來的改變。如果研究人員能夠把患者的細胞，與同年齡健康人群的細胞基準進行比較，就有機會找出反映健康與疾病狀態的生物標志物。這些標志物未來可能成為新的藥物靶點，也可能用于疾病診斷。

如果人類細胞圖譜真正建立起兒童部分，同樣的研究思路就可以應用在兒童身上。更重要的是，它還能幫助科學家理解：遺傳因素和環境因素，究竟如何在人生不同階段共同塑造一個人的健康與疾病風險。

把細胞圖譜延伸到兒童，甚至可能揭示一個更深層的問題：許多成年后的疾病，會不會早在童年時期就已經留下了分子層面的信號？如果答案是肯定的，那么一些慢性疾病或許可以在癥狀出現前幾年、甚至幾十年就被篩查出來并提前干預。

泰勒這樣總結她的想法，“說到底，我們不過是長大了的孩子。如果一直忽視兒童階段，我覺得醫學研究其實錯過了很多疾病最重要的干預窗口。”她希望，這個項目最終能改變醫學界看待兒科研究的方式。這是一個龐大的目標，需要海量數據，也需要像她這樣的人，把散落在不同機構、不同學科和不同研究者手中的拼圖，一塊塊拼到一起。

https://www.technologyreview.com/2026/08/14/1141354/deanne-taylor-gene-expression-children/