一、前言

自1990年由國際研究學者共同進行之人類基因組計畫(Human Genome Project)旨在完成人類基因組圖譜，並辨識其載有的基因與其序列。經由多年的科學研究與技術開發，基因定序的成本大幅降低，因而，科學家與研究學者可取得大量的基因定序資料，更深入地探索與理解人類基因組功能之複雜性，並建立其與人類疾病之關聯。近幾年基因體醫學(Genomic Medicine)已逐步將基因體研究成果應用於臨床醫療與健康照護領域，例如：將癌症之體細胞基因組分析運用於開發標靶治療藥物、非侵入性產前遺傳性疾病篩檢、罕見疾病基因檢測等。
美國國家衛生研究院(National Institutes of Health, NIH)之國家人類基因體研究中心(National Human Genome Research Institute, NHGRI)經多次專家會議匯集各方意見，於2020年10月在自然期刊(Nature)展望專欄，發表前沿基因體學研究(The Forefront of Genomics) 發展之策略性遠景，文中提出以四項策略性研究框架，達成運用基因體學研究促進人類健康之目標。整體策略性研究發展佈局請參閱圖一。

二、前沿基因體學(The Forefront of Genomics)策略性研究框架

(一)    引導基因體學研究之原則與價值
      隨著基因體學逐漸成熟，其知識領域與相關應用亦將觸及更多基本原則與價值之考量。基因體科學之基本原則與價值應由廣泛之科學社群共同確立並將此共識視為後續研究工作之重要指引。基因體學研究除了應遵循倫理、法律、社會影響等原則外，社會各族群皆受益於基因學之進步亦為其核心要件。另外，基因體科學之目的亦需具明確之定義，其中包含以基因體學深化對生物學之理解，將知識轉化為疾病預防與治療；強化全球群體多樣性，在研究設計與技術應用上應確保少數族群之參與等等。

(二)    厚實基因體學基礎科學能量
     目前基因體學廣泛地被應用於生物醫學研究，同時密切地支持著醫學之進展。整體發展基礎之完整性仰賴於包括基礎設施、資源、技術開發，及研究活動等關鍵要件。維持與改善基礎科學能量為策略性發展規劃之重要內容，其中以基因組結構與功能、基因體數據科學、基因體學與科會科學，與培育基因體學人才等主要範疇。

(三)    排除基因體學發展窒礙
     根據過去的研究經驗，NHGRI列舉幾項目前尚待克服的困難點。在實驗室研究與計算技術方面：擴增DNA合成與可編輯尺度，以推進對基因變異之研究；提升新興資料庫之可用性與實用性，以貢獻於人類健康與疾病之基因研究。在生物學知識方面：確認基因變異之功能性結果(Functional Consequence)，以建立分析與預測其影響人類健康與疾病之方法；標識個體內基因變異(Intra-individual Genomic Variation)，並理解其在人類疾病的作用。在實行科學(Implementation Science)方面：制定在臨床護理中基因體學資訊之使用策略；開發可對族群實施全面基因普篩之方法，以進行公共健康檢測。

(四)    推動突破性基因體學研究計畫
     具突破性思維的科學研究主題是激發創新的重要途徑。提出困難度高的科學問題能夠吸引科學家的投入、促進國際科學合作，進而推進該領域知識累積之進程。The Forefront of Genomics提出幾項將引發突破性思維的生物醫學研究主題，其中包括：全面性理解基因與基因調控因子(Regulation Element)之交互作用與關聯性；確認多數人類疾病與遺傳性特徵之遺傳結構(Genetic Architecture)；擴大基因體研究標的族群至不同血緣與種族；了解如何運用基因體學影響人類健康、疾病、人格特質、家庭及社會的既定概念；拓展人類疾病之多體學(Multi-omics)研究至臨床應用；運用基因體學習型醫療照護系統(Learning Healthcare System, LHS)支援與協助臨床照護與護理等。

三、2030年人類基因體學發展預測

NHGRI 於文中亦對人類基因體學到2030年可能實現的目標，提出以下十項大膽且具前瞻性的預測：
(1)    對各研究單位來說，進行完整的基因體序列分析，可像現在於實驗室萃取DNA一樣容易。
(2)    對人類各個基因功能瞭若指掌；且對於人類基因體中非基因的DNA序列，也能了解其調控基因的模式。(基因為可轉譯形成蛋白質之DNA片段)
(3)    基因的修飾與蛋白質的表現量，可納入基因型(Genotype)對表型(Phenotype)的預測模型中。
(4)    可以由基因體層面描述族群或人口分布，取代傳統由種族或歷史等社會事件來描述。
(5)    可在學校科展上常看到牽涉數百萬人基因體序列與基因表現分析的研究與展出。
(6)    基因體資訊可成為臨床診斷與治療的重要參考資訊，並使基因體檢測成為例行性的檢查。
(7)    理解基因變異與臨床的關聯性。(註: 目前非所有的基因變異都能知道對健康的影響)
(8)    在智慧型手機上，可輕易且安全地取得個人完整的基因體序列與相關資訊。
(9)    來自不同血緣、族群或種族的人，都能從人類基因體學的進步中平等受益。
(10)  可帶來數十種遺傳疾病治療方式之突破性發現。

美國國家人類基因研究中心期望，藉由前沿基因體學(The Forefront of Genomics)研究規劃，凝聚全球研究學者以及社會各界之共識，在該策略性研究框架下，推進基因體科學之演進，並將其擴展至全方位醫學與公共健康之實踐。