非洲想要干一件“10万+”的大事

来源： 知社学术圈

在过去20年0万+非洲物种在基因测序中被持续“边缘化”。非洲在全球范围内测序的想干798个植物基因组中，只有20个来自非洲本土。大事被“边缘化”0万+不仅仅是当地物种。近些年，非洲大约有35个关于生物多样性的想干科学研究项目在非洲大陆相继展开，但大部分（约70%）项目都是大事由非洲以外的国家所主导的。以人类基因组计划为例0万+尽管非洲有着丰富的非洲人类基因样本，但自该项目启动以来的想干20年时间里，被分析的大事基因组中只有不到2%来自非洲个体。

图源：VINCENT GRAFHORST/MINDEN

在西非0万+非洲乌塘鳢（Bostrychus africanus）是非洲当地人的主要食物之一，也是想干大西洋几内亚湾居民的重要收入来源。然而，人们对这种鱼的遗传学知之甚少。事实上，这些遗传信息正是该物种得以延续的“密码”。

和乌塘鳢一样，非洲还有很多孤儿作物。它们被人类驯化，却不是国际贸易所“钟意”的典型商品。这些农作物本身有着很高的研究价值，在应对全球气候变化，解决粮食安全等人类发展问题方面具有独特作用。从有槽南瓜（Telfairia occidentalis）到马拉马豆（Tylosema esculentum），超过50%的非洲农作物没有进行过基因组测序，而其中95%以上都是濒危物种。

图源：Analysis by T。 E。 Ebenezer et al。/Ref。 1/S。 Hotaling et al。 Proc。 Natl Acad。 Sci。 USA118， e2109019118 （2021）

在过去20年，非洲物种在基因测序中被持续“边缘化”。在全球范围内测序的798个植物基因组中，只有20个来自非洲本土。事实上，仅撒哈拉以南非洲地区就已成为全球植物多样性的第二大贡献者，仅次于南美。撒哈拉以南非洲至少有45000种植物。有研究人员表示，这些物种中有60%是地方性物种，其中许多可能在农业或药物开发中有潜在应用前景。

被“边缘化”的不仅仅是当地物种。近些年，大约有35个关于生物多样性的科学研究项目在非洲大陆相继展开，但大部分（约70%）项目都是由非洲以外的国家所主导的。以人类基因组计划为例。尽管非洲有着丰富的人类基因样本，但自该项目启动以来的20年时间里，被分析的基因组中只有不到2%来自非洲个体。

此外，在这些项目中做出贡献的非洲科学家也很少获得承认。2021年的一项研究表明，在撒哈拉以南非洲进行的关于全球健康的32061篇研究论文中，约有15%没有为当地作者署名。再比如，国际核苷酸序列数据库合作（the International Nucleotide Sequence Database Collaboration）只为提交样本或序列数据的研究人员署名，而忽略了样本的最初所有者和保管者。比如一名非洲科学家从赤道几内亚采集了比奥科尖叫蛙（Athroleptis Bioko）样本，并将其发送给加拿大的同事，后者随后向数据库提交一个序列，那么只有加拿大的研究人员才有资格“拥有姓名”。

除了缺乏认可之外，非洲研究人员的很多权益也难以保障，比如无法保留自己参与收集数据的访问权、研究成果发表的收益、项目经验与科研能力提升的证明等。比如，在2014-2016年西非埃博拉疫情期间，从患者身上采集的约26.9万份血样被运往欧洲和北美。而在非洲参与基因组学的研究人员与样本完全“失联”。且样本提供者也无从获取自己的血液采集结果。

由非洲之外国家团队主导科研，这种离岸外包的模式虽然满足了非洲生物多样性研究的技术要求，却也让非洲本土元素持续缺位。这种缺位，让非洲学界开始意识到，需要自主争取在研究中的权益与地位。

这种尝试已经开始了。2021年6月，非洲生物基因组项目（AfricaBP）宣布启动。该项目计划将对当地105000种特有物种，包括植物、动物、真菌、原生生物和其他真核生物等的基因组进行测序。该项目立足非洲本土，目前由109名非洲科学家和22个非洲组织共同开展。

项目致力于帮助非洲建立起可恢复、可持续的食物系统，并为保护非洲大陆生物多样性提供信息。该项目将助力非洲实现《生物多样性公约》（CBD）组织提出的《2020后全球生物多样性框架》目标的能力。该项目预计持续十年，每年需投入1亿美元资金。

截至目前，研究人员已经对2500种非洲本土物种进行了测序，包括南非的博伊尔喙盲蛇（Rhinotyphlops boylei）和尼日利亚的红树林（Rhizophora mangle）。

技术人员在科特迪瓦阿比让附近的研究实验室检查木薯植株。 图源：Sia Kambou/AFP via Getty

根据该项目对外公布的信息，试点结束后，如果该项目得以驶入正轨，将努力实现三个主要目标：

建立可持续的食物系统，使非洲畜牧业和种植业从育种的根本上实现健康发展。

保护生物多样性，让研究人员更容易识别濒临灭绝的物种和种群，并设计和实施有效的保护战略。

共享数据和利益，确保研究成果在整个非洲公平分享。

生物多样性研究是人类的宝贵财富。非洲生物基因组项目立下的目标能否真正实现，前景尚不明朗。因为，在项目实施过程中仍面临着一些具体的困难。

资金   

兵马未动，粮草先行。根据该项目的十年计划，要维持并不断扩大研究规模，包括非洲联盟委员会、非洲科学院，以及国际合作伙伴和组织（包括美国国家科学基金会和英国研究资助者WHWEGO）等需要为该项目进行约10亿美元的长期投资。

有人认为，这样一笔巨大的投资如果用在消除贫困和饥饿方面是不是更值得？项目组织其实已经算好了一笔账。还是以人类基因组计划为例。该计划花费约30亿美元，到2019年的时候，仅人类遗传学和基因组学领域每年就为美国的经济贡献2650亿美元产值。所以，考虑到未来巨大的收益，前期的投入就显得非常值得。

然而，长达10年的巨大投入能否持续？尤其是在疫情尚未消除、国际局势风云变幻、经济持续低迷的当下，未来十年，前景不明。

技术和设备   

在非洲，科研的技术、设备、人才等方面都面临不小挑战。

在非洲本土，在测序技术和设备大多集中在私营企业和非政府组织手里。这意味着，尽管国家研究机构被赋予了发展科学事业的职责，但实际有效的行政工具却不在政府的掌握中。

技术人员方面。虽然自2009年以来，泛非生物信息学网络（H3ABioNet）项目已在非洲各地投入2200万美元用于提升生物信息学能力，包括通过培训150名研究人员掌握核心生物信息学方法和技术。但是，在这个由非洲领导的项目中培养出来的10%-15%的科研人员已经搬到了北美或欧洲。更重要的是，随着H3ABioNet投入资金的逐年减少，非洲科研机构中几乎没有给生物信息学人员提供的固定职位。据估计，在H3ABioNet接受培训的研究人员中，一半人可能会离开非洲。

基础设施方面。目前，全世界共有374台最先进的高保真基因组测序机，每天可以产生350多种物种的高质量序列数据。但是，这些设备主要集中在发达国家。整个非洲大陆只有2台。而且非洲的互联网服务昂贵且质量低下。此外，非洲气候炎热、运输条件差，很难保证安全、完整的采样储存和运输。

风俗   

非洲各国风俗迥异，信仰不同。因此，对于科研的相关政策规定也不统一。

联合国就获取遗传资源和平等共享使用惠益所达成的《名古屋议定书》在非洲不同国家的适用方式就参差不齐。《非洲联盟关于在非洲执行名古屋议定书的准则》规定，应拒绝非《名古屋议定书》缔约国获得其他非洲成员国的遗传资源。然而，南非就不执行该政策。

此外，因宗教、风俗等原因，各国处理生物标本的规则和标准也不一致。这就给研究人员采样造成了一定困难。例如，在贝宁，研究人员不能随意进入格贝沃祖恩森林，也不能从森林中采集任何标本。因为当地人认为，那里居住着他们的保护神——格贝沃神。

土著居民   

根据《名古屋议定书》规定，“生物样本”可用于科学培训或技术转让。也就是说，如果研究人员想从某个国家收集组织样本，需要通过谈判，获准对当地土著居民（比如埃塞俄比亚的阿姆哈拉人）接受基因组测序和分析方面的培训。同时，如果项目要持续十年，为了保障项目的顺利进行，需要从一开始让当地酋长和其他土著人参与进来。

如何与土著接触？该项目的计划是，每月召集参与非洲准入和利益分享国家协调中心的政府官员举行会议，或者通过其伦理委员会对特定社区展开千人规模的调查。

西非的贝宁禁止砍伐伊罗科树。当地人认为这些树木具有超自然的力量。 图源：Wolfgang Kaehler

虽然面临的困难不少，但是该项目团队仍然充满信心。目前，大约有600名符合条件的早期职业非洲研究人员将在未来10年的研究期间将获得三年期的研究资金。他们将通过交流项目与AfricaBP的全球伙伴合作，前提是以非洲为基地，以确保他们获得的任何技能都能反馈到非洲大陆。

此外，项目还将通过云计算和云存储，来协调非洲各地基础设施的不均衡（南非有87个基因组基础设施，中部非洲只有8个），并同时着手开发移动测序平台和综合移动实验室。令人鼓舞的是，一部分便携式、低成本的计算平台已经在非洲被用于生物信息学培训项目。

目前，该项目仍在为10亿美元的投资而奔走呼号，他们坚信，未来这项研究壮举的回报，会让这笔投入相形见绌。

参考文献：

1.https：//www.nature.com/articles/d41586-022-00712-4

2.https：//www.science.org/content/article/african-effort-sequence-continent-s-biodiversity-seeks-1-billion-over-10-years

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