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隨著人類基因組解碼工作的完成，全世界各國的醫學生物界也皆整裝備戰，迎接「後基因組時代」的來臨。在國內，中央研究院及國科會皆成立基因組研究小組，臺大醫院也宣佈將率先成立國內第一個基因醫學部，讓基因研究與臨床結合；而其他醫學中心也準備搶搭此一基因研究列車。
二十世紀末葉，人類歷經了對生物遺傳資訊認識的匱乏，到對個別基因構造充分了解的階段。步入二十一世紀，已有包括人類在內的近百種生物體的基因組密碼完全被解開。此一戲劇性改變顯然已牽動爾後的生物醫學及臨床醫療的內涵。科學界預言，步入後基因組時代接著便是完整的人類「生命週期表」(periodic table of life)的繪製。而這也將提供人類了解自身遺傳構造，以及基因差異如何導致疾病的一個新切入點。
以人類疾病的分子分析為例，目前發表在最新版「人類孟德爾遺傳」（MIM）或其電子版（OMIM）（www.ncbi.nlm.nih.gov/omim）上的致病基因約有1100種，而遺傳疾病的種類則高達1500種。這顯示相同基因，不同突變，可能衍生出不同種疾病。因此，在後基因時代生物醫學的研究將逐漸從基因組構造的探討轉向為基因組全功能的剖析。另外，藉由人類及其他生物基因組密碼發展出的基因序列探討也將逐漸取代傳統的基因圖譜分析。爾後，人類健康照顧將應更精準，更細緻的基因組研究，產生以下的重大影響。
基因組差異性的監測
初步分析發現人類染色體內只含有約3萬5千個較預估數少的基因數目。這個現象顛覆了「一基因，一蛋白質，一功能」的傳統觀念，但卻與科學界認為「基因調節與基因轉錄差異令同一種蛋白質在不同組織產生截然不同的作用」之推斷不謀而合。不同人對某一種遺傳疾病感受性（susceptibility）的差別，一部分與致病基因的突變有關；另外，基因序列差異導致的基因調節及基因轉錄的改變，更是重要的影響因素。在人類數百萬個基因序列差異中，只有一小部分會有此一功能性影響，找出這些重要的基因差異是新世紀醫學界的主要挑戰。經由全球生物科學界的合作，人類基因組序列差異，也就是「單核?酸基因多形性」（SNP）的真相逐漸被揭露（www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP; http://snp.cshl.org）。下一個任務則是釐清這些SNP差異如何來調整人類細胞、組織和器官的性狀表現。
基因轉錄差異的全面性篩檢
俗稱「基因晶片」的寡核?酸及互補性DNA微矩陣（microarrays），對於在不同細胞及組織內的各種基因訊息調節的探索，提供技術上的革命性突破。臨床上，醫學界也運用此一科技來分析疾病，例如癌症的發展過程。微矩陣技術可偵測出介於5萬至30萬個轉錄之標第基因的訊息調節。未來，只要採取少許組織，即可利用基因晶片預測出所有人類基因的轉錄率，作為遺傳疾病的診斷。
基因晶片診斷被廣泛運用之前，必須先了解同一個體內及不同個體間基因訊息的正常變異範圍。同一個體在不同細胞生長週期和組織分化的基因轉錄變化，及不同個體間正常的基因訊息表現差異，皆可能干擾基因晶片的診斷。
代謝性疾病新機轉的偵測
傳統文獻對於複合性基因疾病（complex disease）的研究，不外乎找尋致病基因及發掘已知代謝途徑的作用機轉兩大方向，而往往忽略了其他可能與疾病有關的基本基因及代謝過程。基因的產物-蛋白質，在網路內相互協調作用而發揮生理功能。但是藉由傳統生化及構造的分析評估，只有一小部分的蛋白質作用網絡得以被認定。
後基因時代，人類及部分生物的基因序列解碼後，細胞內各蛋白質之間的相互作用機制將更為清晰完整。爾後，人體內所有的代謝機轉，無論參與蛋白質半衰期有多短，都可望被解開。尋找代謝途徑的新協同調節基因，必須從兩個新科技著手，分別是生物電腦鹼基搜尋系統，及基因傳訊的微矩陣分析。前者結合基因順序的比較及電腦的快速資料搜尋，找出促進和加重代謝途徑的基因區域；後者則利用不同實驗條件，直接找出共同的作用基因。
單純性基因疾病表現型的差異
單基因突變導致的單純性基因疾病（Simplex diseases）的致病機轉，並不如以往想像中的單純。它們也往往受到其他基因的影響。基因的作用並非「一個蘿蔔一個坑」，基因之間可能直接產生相互的影響，亦可經由其產製的蛋白質間接影響其他基因及基因產物。這導致同一種疾病在不同患者身上表現出不同的病症。在目前被發現的1500種單純性基因疾病中，只有少數其基因相互影響的全貌得以完整呈現，例如囊性纖維症和巨腸症。藉由詳細的基因分析，一部分單純性基因疾病可能被重新認定而歸入複合性基因疾病範圍內，兩者有時無法清楚界定。單基因疾病複雜化，另一個可能原因與其致病基因及對應蛋白產生之新代謝路徑無法準確被偵測有關。例如麻煩症的基因表現有一定閥值，低於此閥值則致病蛋白質不會表現出疾病表徵。
單基因疾病中，同一基因的不同型突變為何導致不同病症，而同一家族的不同罹病成員，竟出現不一樣的症狀，是後基因組時代極待揭開的謎題。而這必須從人類及模型動物的基因作用機轉作進一步的探討。
複合性基因疾病的遺傳背景
多基因疾病作用機轉的確認，較單基因疾病更為棘手。複合性基因疾病或稱「量化性狀多形性基因座（quantitative trait locus, QTL）疾病」，可能由數個基因相互或共同來調節。
雖然經過冗長的進化過程，人類染色體上仍有許多部位與老鼠的基因序列相同，加上老鼠繁殖速度甚快，世代交替頻繁；因此，對於複合性基因的探索，老鼠模式提供了一個方便的捷徑。透過老鼠基因模式，科學家可在最短時間內確認複合性基因疾病的致病基因，釐清基因與疾病的因果關係，並進一步找出致病蛋白質在分子層次的作用機制。許多人類的複合性基因疾病可在老鼠（或其他哺乳類動物）身上找到相同的對應模式，藉此許多致病組合基因或QTL已經被確認。老鼠基因突破了人體基因研究的道德及倫理限制。
此外，可以經由老鼠實驗做更前瞻性的基因操作，定序出致病基因，進一步與罹病者身上可疑的基因做比對，或轉植入人類血緣相近的猩猩體內做研究與觀察，令疾病的原貌慢慢呈現。
雖然，在初步的基因認定及功能分析上，動物實際提供了相當的價值，但是人類複合性基因疾病的致病機轉的最後認定，仍有賴廣泛性及多種族的流行病學分析方可獲致。
基因與環境互動的剖析
人類的大部分疾病，包括高血壓，心臟病及部分精神疾病，乃基因組與環境相互作用，終其一生的極致表現。找尋致病基因的任務不太簡單，而揭開環境與基因的互動真相更是嚴苛的挑戰。以流行病學分析方法，詳實紀錄環境因子—包括抽煙、飲食型態、運動狀況、胎兒及兒童期生長狀況（例如感染），結合遺傳因子的評估，可作為個人健康狀況預測的重要依據。
另外，針對複合性基因疾病QTL基因的研究，科學界則設計了一套完整的動物基因—環境互動實驗模式用以驗證。把功能性的特定DNA轉植入已知遺傳背景的實驗動物體內，並設定其生存的特定環境，逐一檢視環境對基因的影響。
健康護照體系中的遺傳訊息
後基因組時代，生化科技的快速進展，使得遺傳訊息廣泛地被運用在人類生命各階段的健康護照體系中。新生兒期，目前已針對可治療的遺傳疾病，例如苯酮尿症，進行篩檢。在可預見的未來，則可針對冠狀動脈疾病高危險群兒童做診斷及治療，防範成年後發生心血管病變。男女雙方組成家庭之前，將先了解彼此間常染色體隱性遺傳病的帶因狀況及子代的罹病危險。到了中老年，則可在病發前，針對晚發型遺傳病作危險評估，以便採取適當的飲食及藥物預防措施。不久後，針對個人做藥物反應的基因監測，將成為常規治療項目之一。
當基因診斷項目愈多樣，遺傳測試運用範圍愈廣泛，而生命訊息的傳播愈快速（網路化）時，個人的遺傳隱私，該不該向患者、家屬或大眾公開也成為另一個爭議的焦點。
我們深信，在遺傳資訊已與專業的醫療判斷和嚴格的道德標準結合的前提下，人類才得以享受基因組密碼帶來的健康促進的果實。 |
