我國首次在南極開展生物鐘基因檢測的研究

　2008年12月余萬霰在南極考察

　　在我國第25次南極考察現場計劃中，有一個健康檢查項目非常醒目，即“中國赴南極考察隊員生物鐘基因及若干生物節律檢測及研究意義”。這項由南昌大學醫學院教授余萬霰主持的國家自然科學基金項目，是我國首次在南極考察隊員中開展生物鐘基因檢測與研究。

　　特殊環境讓人類的生物節律“失同步”

　　進入21世紀后，科學家發現了生物鐘基因，從而使解開人體生物節律調節之謎成為可能，也對人類行為機理獲得了更深的認識。

　　“通過檢測生物鐘基因來掌握生物鐘健康可用于很多特殊工作人群，其中最有價值的應用之一，是可以通過它來了解和調節宇航員的健康狀況，因為地球自轉一圈是24小時，而宇航員繞地球一周只要幾十分鐘時間，因此，生物鐘基因檢測與健康研究將會有助于我國航天事業發展。”余萬霰對《科學時報》記者說。

　　“人類生物節律是經過數萬年進化形成的遺傳機制，生物節律功能降低不僅僅引起生理問題，還容易使人焦慮煩躁，從而產生心理問題。”余萬霰說，“南極大陸沒有自然繁衍的土著居民，人類進化的生物節律是否適應南極特殊周期環境是一個很大的科學之謎，也是若干年以后人類可否向南極大陸大規模遷徙而必須解答的科學問題。”

　　南極大陸一年中有兩個月的極晝期(無黑夜)和兩個月的極夜期(無白天)，其環境周期與人類進化的生物節律完全“失同步”。

　　余萬霰說：“在南極度夏，科考隊員‘晚上’只能拉上厚厚的窗簾入睡。去野外考察，如果不看表，根本感覺不到時間的變化，連吃飯也沒有早餐、中餐還是晚餐的感覺。而且，遠離人類聚居區，安靜得出奇的環境，遠離祖國和親人的孤獨心理常常困擾考察隊員，讓人莫明其妙的狂躁。此外，南極寒冷，人體體溫調節生物節律的能力下降。在中國南極考察隊員中進行生物鐘基因檢測與研究，可初步認識到中華民族人種群生物遺傳節律機制是否適應南極大陸。”

　　掌握我國人種群對南極環境的生物適應性基本參數

　　1993年，余萬霰中標我國第一個國家自然科學基金有關時間生物學(生物鐘)課題研究項目，此后一直未間斷地開展時間生物學研究，共在國內外發表論文50余篇，出版國家自然科學基金成果專著一本，以排名第一的成績獲省部級科技進步二等獎和三等獎各一項。

　　余萬霰這次帶去的一項任務，是采用現代時間生物學研究技術，對南極居住房屋的照明度和溫度按人體生物節律進行調節，使考察隊員健康度過極晝期。同時將研究好的參數交給越冬隊員，使他們健康度過極夜期。

　　該課題組選擇了8名將在中山站越冬的隊員，他們將在南極生活一年半時間，要經歷兩個極晝和一個極夜期，在他們臨赴南極前進行了一次生物鐘健康系統檢測。科研人員按24小時周期采集血樣，檢測了人體最活躍的兩個生物鐘基因Clock與Bmall，同時進行60余個其他血液項目及血壓、體溫、基礎代謝率等生物節律檢測，采用國際先進時間生物學數據分析技術進行分析。檢測結果顯示，8名隊員生物節律功能正常，并從中掌握這8名隊員生物鐘基因RNA在中國生活區域表達的晝夜24小時節律參數。目前，這些參數及其個體健康評估報告已傳給南極中山站，該項目現場執行人——考察隊隨隊醫生陳紹平，將通過這些參數及健康評估報告對這8名隊員在南極生活一年半的生物鐘健康狀態(心理和生理)進行科學的監控性預防保健，以保障他們在南極健康越冬。

　　研究發現，8位隊員均有顯著的晝夜生物節律，提示均具備適應南極極晝期和極夜期的生理機制，建議我國選擇南極越冬隊員體檢工作，增加若干生物節律檢測項目，以應對南極的極晝和極夜的特殊環境，從而研究更為科學的南極保健工作計劃。此外，生物節律檢測數據經過數年資料積累，可以從中掌握中華民族人種群對南極特殊環境的生物適應性的基本參數，對于中華民族的長遠發展具有潛在的重大戰略意義。

　　建立一套南極科考隊員的健康與安全監控預防體系

　　2004年，余萬霰向國家海洋局極地考察辦公室提供了一份有關南極生物鐘研究計劃，通過這份計劃，國家海洋局有意將南極醫療保健任務交給南昌大學醫學院承擔。為此，余萬霰受南昌大學醫學院委托，又設計完成《國家南極考察隊新的醫療保健計劃》。極地辦對這份計劃進行慎重研究，并派人前來考察，決定與南昌大學醫學院簽定協議，由南昌大學醫學院承擔近5年國家南極考察隊的醫療保健任務，同時支持該院在南極開展生物醫學研究。余萬霰則負責整個醫療保健計劃的實施工作。

　　2008年，國家海洋局決定派余萬霰研究員參加中國第25次南極考察隊，前往南極進行科學考察。余萬霰成為江西首位派往南極進行科學考察的科學家。在這次考察中，他作為項目負責人承擔以下4項考察任務。

　　為中國南極考察隊員健康與安全建立監控性主動預防體系調研，該計劃列為國家第25次南極考察計劃;中國南極考察隊員生物鐘基因及若干生物節律檢測與研究，該項目由國家自然科學基金資助，列為國家第25次南極考察計劃;中國南極戰略若干問題調研，為九三學社中央參政議政提供國家發展戰略建議;南極生態保護理念與措施可否借鑒于鄱陽湖原生態保護，是江西省政府委托任務。

　　余萬霰這次去南極長城站是完成一項重要任務，即為我國赴南極考察隊員健康與安全建立一套監控性預防體系，具體包括：隨同野外考察隊員一起出行，甚至要去最危險的地方，現場觀察研究可能存在的各種危險因素，并采用先進的軟件進行技術分析，研究制定出最為安全的野外作業保護措施;對考察隊員體檢數據按人體生理特征輸入當今國際最先進的疾病預防監控程序，保證隊員在南極特殊的自然環境里健康工作與生活等等。

　　在南極探索鄱陽湖生態保護問題

　　由于國際條約的作用，人類對南極大陸的原生態保護理念、各國南極考察站的環保技術，以及南極考察隊員的生活行為，可謂人類生態經濟與生活的“最佳模板”，比如南極建造房屋不能破壞原地貌，不能捕殺動物，不留下垃圾，大小便進行無害化處理，絕不會成為人類傳染病的傳染源等等，人一到南極大陸就會感到重新回歸大自然。

　　鄱陽湖區域是一塊尚待開發的“原生態”濕地，江西省委省政府希望將鄱陽湖區域打造成在世界有一定影響的生態經濟“模板”。余萬霰在南極考察期間，對南極原生態保護理念以及各國考察站先進的環保技術進行考察，從中探索可借鑒的環保理念和技術用于鄱陽湖原生態保護。通過考察，余萬霰認為，應在鄱陽湖設立世界首個“南極模板原生態保護區”。

　　“這是長久維系長江中下游生態安全的科學方法及策略。”余萬霰說，“鄱陽湖是一個地殼運動形成的洼地，不具備人類居住與繁衍的基本自然條件，周邊少數居民通過對濕地不斷圍堰形成的居住區，破壞了鄱陽湖季節性枯豐水系的原生態。因此，要永久性維護鄱陽湖濕地原生態，首要條件是該區域成為無繁衍居民的‘無人’區。采取嚴禁外來物種進入、嚴禁捕獵，維系湖中魚類生物的野性等措施。為鄱陽湖建立南極模板的環境保護、監督與科學評價體系，并仿效南極考察站的運作與管理機制進行運作。如果鄱陽湖生態保護措施能出現南極原版原生態保護區，鄱陽湖定會成為世界名湖。”