研究型医学

双语学术期刊

ISSN 2095-8781
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精准医学的需求与挑战

2016-08-31 来源:《中国研究型医院》杂志  作者:张华 詹启敏

健康是老百姓的基本需求,健康问题是全面健康小康社会迫切需要解决的问题,在重大疾病方面,中国面临着巨大的挑战。精准医学是应用现代遗传技术,分子影像技术,生物信息技术结合患者生活环境和临床数据实现精准的治疗与诊断,制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。对于中国开展精准医疗计划,具有诸多优势的同时,又面临者多重挑战,本文论述精准医疗在实施过程中的原则;精准医学的总体目标和阶段目标;肿瘤精准医学-- “对症下药”;精准医学与转化医学、循证医学的关系。

    【 摘 要 】健康是老百姓的基本需求,健康问题是全面健康小康社会迫切需要解决的问题,在重大疾病方面,中国面临着巨大的挑战。精准医学是应用现代遗传技术,分子影像技术,生物信息技术结合患者生活环境和临床数据实现精准的治疗与诊断,制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。对于中国开展精准医疗计划,具有诸多优势的同时,又面临者多重挑战,本文论述精准医疗在实施过程中的原则;精准医学的总体目标和阶段目标;肿瘤精准医学-- “对症下药”;精准医学与转化医学、循证医学的关系。

    [ 关键词 ] 精准医学 健康需求

    [ Abstract ]Health is the basic needs of the people. Health problem is an urgentneed to solve the problem of building a well-off society. China facesenormous challenges in the face of major diseases. Precision medicineis the application of modern genetic technology, molecular imagingtechnology, biological information technology combined with patientliving environment and clinical data to achieve accurate treatment anddiagnosis, develop a personalized disease prevention and treatmentprogram. In China, to carry out the precision medicine plan, we are facingmany advantages and multiple challenges.

    This paper discusses the principles of the implementation of the precisionmedicine, overall goal and stage target of precision medicine, tumorprecision medicine - “an antidote against the disease”, the relationshipbetween precision medicine and translational medicine and evidence-based medicine.

    [ Key Words ] Precision medicine; Health needs

    1 健康事业与中国梦、全民小康:国人健康面临的挑战

    健康是老百姓的基本需求;当前,在重大疾病方面,中国面临着巨大的挑战:每年有 310万癌症新增案例,220 万癌症死亡案例;每年300 万心血管疾病死亡案例,我们国家有高血压患者 2.6 亿;超过 1 亿人数的糖尿病患者以及 1.5亿潜在糖尿病人群;此外,我国有 80 万人 HIV感染者,8 千万乙肝病毒携带者,活动性结核病550 万,这仅次于印度 [1]。

    健康问题是全面健康小康社会迫切需要解决的问题。2014 年 12 月,习近平主席在调研农村医疗卫生事业发展时指出:“没有全民健康,就没有全面小康”。“健康梦”是“中国梦”最为重要的一部分。健康事业的重要性体现以下几个方面:健康事业是创造良好社会经济发展环境的重要支撑;是构建社会主义和谐社会的基础要素;是扩大内需推动经济发展的重要杠杆;也是国家提出调整经济结构、转变经济增长方式的重要杠杆。

    医药卫生事业关系亿万人民健康,关系国家前途和民族未来,是一个十分重大的民生问题。今年是我国第十二个五年计划收官之年,2016年将进入国家第十三个五年计划,国家层面上制定了一些大的计划,其中包括中国医学科技发展规划,生物技术发展规划,精准医学发展规划等。

    2健康事业发展需要科技支撑

    当前、伟大的国家正站在一个新的历史起点上,党的十八大提出了“两个一百年”的奋斗目标,习近平总书记提出了实现中华民族伟大复兴的“中国梦” 。“中国梦”是由千千万万个梦想组成,“健康梦”是“中国梦”在卫生事业中的具体目标,“健康梦”托起“中国梦”,建设“健康中国”是我们义不容辞的责任,也是对实现“中国梦”的最大贡献。习近平总书记强调,要最大限度调动科技人才创新积极性,尊重科技人才创新自主权,大力营造勇于创新、鼓励成功、宽容失败的社会氛围。科技界要共同努力,树立强烈的创新自信,敢于质疑现有理论,勇于开拓新的方向,不断在攻坚克难中追求卓越。

    人民群众对于健康的期待,就是我国卫生事业发展方向;卫生健康事业要发展,必须通过科技水平的提高才能改变。通过国家 863 计划、973 计划、支撑计划、科技重大专项、行业专项等经费支持,我国近 30 年来在基因组测序技术、疾病发病机制、临床疾病分子分型与诊治标记物、药物设计靶点、临床队列与生物医学大数据等方面有了相当的积累与发展,形成了一批有实力参与国际同领域竞争的基地与研究团队,特别是我国的基因测序能力居国际先进水平。这为我国开展医学研究与应用奠定了人才、技术基础。

    3精准医学发展的战略意义

    3.1 精准医学发展是国际医学发展前沿:美国提出精准医学的时代背景

    2015 年 1 月 20 日晚,美国总统奥巴马在国情咨文演讲中提出了“精准医学”计划(PrecisionMedicine Initiative):“我希望能够消除小儿麻痹症 , 开创人类基因组医学的新时代--提供及时、正确的治疗。今晚 , 我提出一个“精准医学”计划,希望使我们更接近治愈癌症和糖尿病等疾病 , 使我们所有人获得个体基因信息从而保护自己和家人的健康。” 他呼吁,美国要增加医学研究经费,推动个体化基因组学研究,依据个人基因信息为癌症及其他疾病患者制定个体医疗方案。由于利用个体基因信息能有效找到患者病因,因此可省下目前花在无效药物上的数百亿美元。如果有人期望美国出现一个新国家精确医学研究所,并和其他 27 个研究所一起 , 构成美国国家卫生研究院 (National institutes of Health,NIH), 那么他可能会失望。但可以预期的是基因组测序会有更广阔的市场。比如,Illumina 公司的股价就在收盘前上涨了 7%。什么样的研究项目可以得到 NIH 资助 ? NIH 主任 Francis Collins提到几个 NIH 资助项目:细针穿刺肿瘤表面标志蛋白识别技术;智能化基因组变异分析;基于基因型而非组织类型的肿瘤分类新方法。它们都贴有“精准医学”的标签。最近 NIH 的预算提案中表明 2015 年的四个主要关注点。第二个关注点就是“精准医学”。“精准医学”指的是:根据每个病人的个人特征量体裁衣式地制定个性化治疗方案,NIH 将通过各种策略来对精确医学进行解读。这其中一个技术亮点就是“组织芯片技术”即通过高通量测序从微观水平辅助药物监测。根据提案,由国家转化科学中心领导15 个国家卫生研究中心共同参与这项“芯片测序技术”。解密个体的基因多样性或许有助于更好地进行个体化治疗。但是在得知更多的细节以及看到资助发放之前,“组织芯片”无法确定研究 ,或其他类型的研究是否会促进该项目的发展。

    “精准医学”- 精准医疗计划将储存超过100 万不同种族美国人的生物、环境、遗传和社会信息,将会是美国最大的生物样本库。生物样本库是指虚拟的数据库或者用于科研的生物、遗传和环境方面的数据或样本的储存机构。一项新的精准医疗计划即将启动来使我们离治愈像癌症和糖尿病之类的疾病更近一步。根据美国国立卫生研究院(NIH)的公布,该计划将招募不同领域的专家来使得这些基因组的、环境的、生活方式和电子医疗记录信息更好的被科研者们所使用。随着该生物样本库的发展。一个巨大的纵向数据库将对成千上万的科研者、数学家和统计学家开放,从而为进一步诠释疾病和健康的机理提供条件。精准医疗计划的重点旨在发展一种新的医疗模式-精准医疗模式。精准医疗的原理是鉴定出不同的人群,由于遗传标记物、环境或蛋白标记物不同,会怎样以一种已知形式对特定治疗起反应。这项计划一旦成功,将淘汰掉现在靠猜测的盲目用药模式。新药的研发将会简化、成本降低,最终形成更加安全、更加便宜的用药和治疗方式。为了加快成果产出,该计划提议用NIH 资金收集医院、综合院校以及私人机构已有的数据信息,在上周发布的报告中,NIH 已经确定了 50 个大型的研究队列,这 50 个研究队列将有可能被纳入该样本库的数据库中。如此算来,该数据库包含了来自 65 项研究的超过 1 230万人的信息。NIH 随后在官方报道中指出,“参与者将有权利选择是以终身还是间断性再续订的形式将他们的健康信息捐献给样本库”。意味着样本库的信息将在参与者个人的控制下,这是该计划中非常重要的组成部分。目前很多大型的研究项目因为之前有意或者无意的对少数人群信息的滥用,已经很难再采集到这些人群的信息了 … 报道建议参与者能在一定程度上实时使用和掌控他们自己的数据,即“门户和仪表板”模式-参与者个人和他们的医生都能使用他们的信息。总之,为了使这个样本库发挥出最大的效用,它必须代表美国的经济、遗传、文化和环境。在其他国家也存在类似的生物样本库。其中最早期的大型遗传样本库之一就是 1990 年初在冰岛成立的 deCODE 样本库。当时,deCODE样本库的建立是革命性的,基因测序技术还是全新的,也没有任何人基因图谱的绘制。冰岛的人口总数少于 50 万,并且是高度均一的,在冰岛的很多人甚至可以追溯到他们一千年前的祖先。像这样一个小型的、均一化的人群,在遗传研究的早期,大大简化了疾病相关基因的鉴定过程。但是,随着最近 20 年来基因测序以及数据加工变得更快、更便宜,比较一百万美国人的数据已经存在了,招募更多一百万人的方法也更简单了。当然也会有很多的障碍和困难。例如:如何比较不同来源、用不同方式采集的数据,以及可能要面临公众不支持的困境。但是,从生物医药的前景,像这样一个代表了美国在遗传、文化、环境方面各异的人群的大型样本库的重要性是很难被低估的。该样本库在数量上、以及人种覆盖面上,都不像以前其他任何地方的任何样本库。可能在 20 年后,因为这个新的样本库而发掘的信息将变革整个世界的生物医药科学和研究。

    3.2 精准医学是公众对健康的需求:精准医学面临的挑战

    精准医学是应用现代遗传技术,分子影像技术,生物信息技术结合患者生活环境和临床数据实现精准的治疗与诊断,制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。那么,精准医学为何在今天在大规模推行?首先是人类基因组测序技术的革新,生物医学分析技术的进步,以及大数据分析工具的出现;此外,生物芯片技术、蛋白质组学技术、代谢组学技术、分子影像、微创技术等技术的发展推动了精准医学时代的到来。

    精准医学引起中央高层领导高度关注,美国提出精准医学背后的原因是什么?作者认为美国提出精准医学的时代背景主要包括:精准医学是引领医学发展的前沿,可以推动美国经济发展;此外,精准医学的提出在一定程度上弥补奥巴马之前在医改工作上的一些不成功。美国总统奥巴马提出开展“精准医学计划”,随后引发全球广泛关注。今年 3 月,我国科技部首次召开精准医学战略专家会议,计划启动精准医疗计划,精准医疗拟被列为“十三五”健康保障发展问题研究的重大专项之一,这也意味着精准医学时代已经到来。[2-6]

    当前,国际上精准医学面临诸多挑战;对于中国开展精准医疗计划,具有诸多优势的同时,又面临者多重挑战,例如创新能力不足、合作对接系统不完善以及监管机制和法律法规不全面等。精准医学是一种基于病人“定制”的医疗模式,在这种模式下,医疗的决策、实施等都是针对每一个病人个体特征而制定的,疾病的诊断和治疗是在合理选择病人自己的遗传、分子或细胞学信息的基础上进行的。精准医学本质上是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术,对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用,从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点,并对一种疾病不同状态和过程进行精确亚分类,最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的,提高疾病诊治与预防的效益。基因组是人类基因的总和,要了解基因组的信息,需要对基因组进行测序,称为“全基因组”测序。现代的医学诊断模式,一般是症状体征 + 辅助检查 + 影像学资料,具有相同或者相似症状指标的患者,将使用同样的治疗方案。然而,近年的临床观察发现,虽然具有相同症状,但是不同病人的个体差异很大,而这些差异跟病人本身的基因背景有直接的关系。不同人的基因型不一样,可能对同一药物有着不同的药代动力学和药效动力学特点,而造成不同的用药效果,这些都是传统的医疗体系不具备的。事实上药物毒副作用也是临床上需要面对的问题。针对基因的个体用药,对药物的代谢和毒理进行很好的评估,那么就可以达到既有效又安全的理想用药效果。真正的精准医学是先掌握基因组信息,一旦出现疾病症状就可以针对性治疗,甚至预防疾病的发生。全基因组测序针对个人医疗的意义在于,我们可以直接诊断几乎所有已知的遗传病,可以了解药物代谢相关的基因并评估药效,可以了解已知的性状特征,可以对复杂疾病的风险进行评估。

    精准医学理念的提出是集合了诸多现代医学科技发展的知识与技术体系,体现了医学科学发展趋势,也代表了临床实践发展的方向;我们也有理由相信精准医学的提出以及推广必定会带来一场新的医疗革命并将深刻影响未来医疗模式。

    3.3 我国发展精准医学的指导思想、重点任务

    在我国,发展精准医疗的指导思想包括贯彻创新驱动发展战略,面向我国重大疾病防治和人口健康保障需求,与深化医疗卫生体系改革紧密结合,与发展生物医药和健康服务等新兴产业紧密结合,发挥举国体制优势和市场配置资源决定性作用,通过政府推动、科技支撑和体系建立,提升自主创新能力,形成引领世界的精准医学发展的有效力量和途径。

    中 国 精 准 医 疗 的 重 点 任 务 将 分 两 步 走:2016-2020:组织实施“中国精准医学”科技重点专项,重点开展恶性肿瘤、高血压、糖尿病、出生缺陷和罕见病的精准防治治疗;加强创新能力、监管法规、保障体系建设;2021-2030 年:组织实施“中国精准医学”科技重大专项,在已建研究体系基础上,扩展到其他重要疾病领域。精准医学服务国家将开展的大型健康计划项目,主要从“看得起、看得好、看得上、少生病”的需求为出发点,从以下方面入手:1. 医药产品国产化 : 加快先进医疗器械进口替代降低诊疗成本;2. 前沿技术临床转化 : 发展精准医学等前沿技术,提升诊疗技术水平;3. 疾病诊疗规范化 : 提高基层规范化诊疗水平,提高基层医疗水平; 4. 医疗服务协同化 : 优化医疗服务模式,改善就医难题;5. 健康服务个性化 : 加快培育大健康产业,带动经济增长。

    此外,要推行创新与创业融合发展,实施科技创业者行动;百万医师基层服务创业行动;新型服务模式创业行动等。

    3.4? 我国传统医学的精准医学哲学思想:异病同治、同病异治

    同病异治、异病同治,实际上 1 000 多年前,我们的医学老祖宗就已经把精准医学、把个性化治疗提出来了,但以前多是经验的积累,现在则需要国际化和科学化的过程。从美国提供的报告材料来看,精准医学涉及三个方面,一是人类基因组测序技术的革新;二是生物医学分析技术的进步,包括分子影像、导航等;还有大数据;还包括生物芯片和蛋白质技术的发展,还有微创技术等,把精准医学作为一个完整的学科推进起来,最后形成精准治疗,可以增加疗效、降低不足率和费用。

    曹雪涛院士表示,“医学的发展离不开一个主题,就是怎样更好地为病人服务。精准医学和我们老祖宗提出的辨证施治,同病不同治,或者是同人不同治,这些理念都是相通的,只不过是他们寻找到了‘利器’,就是精准测序以后病人发病的机制。但精准医学是个系统工程,通过全面认识疾病的状态,对整个医疗过程和临床实践进行最优化的诊治。因为分析精准原因以后,有没有真正的利器去实施病人的治疗,还是要依赖于药物研发,所以说精准医疗是个系统工程,不是仅凭测一下基因就可以的事。”

    英国代谢组学之父 Jeremy K. Nicholson 认为,中医体现精准医疗的精神,中国的传统医学是观察精准医疗另外一个的非常有趣的角度,其实某种意义上讲,中医本身也体现了精准医疗的精神。因为中医其实也是一个系统的疗法,主要关注各种复杂因素之间的相互关系,包括不同的器官之间的相互影响,基于这一些认识来进行防病、治病。而传统的西医当中,我们是看不到这样的概念的。

    中医也大多数时候都使用一些天然的草药或者药物来进行系统性的疾病的治疗。现代的系统医学,其实在这样的一个层面上,和中医其实是非常相似的。我们知道大多数的中药,都是经过口服产生作用。首先进入口腔,口腔中有微生物的菌群,然后进入肠道,通过肠道的微生物菌群进行调节。再一次说明药物发挥作用,其实很大一部分是和肠道微生物菌群的基因相关,而非和人类的基因相关。

    精准医学在治疗过程中涉及到同病异治,比如我们把乳腺癌分为 Luminal A like、LuminalB like、三阴性或者 HER2 阳性,应该说这是一种个体化的分类治疗。也就是说,对不同的患者采用不同的有效医疗方案。但是到了现在基因测序和大数据时代以后,所谓的精准医学应该以新一代的测序技术的广泛应用作为前提,同时在大数据和生物信息迅速发展的时候所综合出来的通过基因测序来衡量患者的预后和最优化医疗方案的一种医学模式。这种模式或许很快可以应用于眼前,大数据时代、精准医学的决策这一天其实已经到来了。


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