精准医学:个性化、问题和远景 (摘译)
美国费城高级医学中心的内分泌学和基因学专家Jameson JL博士发表在《新英格兰医学》杂志的这篇文章,总结了全世界为加快精准医学发展作出的努力和面临的挑战,以及精准医学将对临床实践产生的重要影响。
2015年以来,越来越多的医疗卫生单位、制药业,以及临床医师、患者和卫生政策制定者开始认识到精准医学(Precision Medicine, PM)的重要性,反映了精准医学这个概念正在迅速深入人心,并将在未来的医学实践中发挥重要作用。美国费城高级医学中心的内分泌学和基因学专家Jameson JL博士发表在《新英格兰医学》杂志的这篇文章,总结了全世界为加快精准医学发展作出的努力和面临的挑战,以及精准医学将对临床实践产生的重要影响。
1 什么是精准医学?
精准医学是一种新的诊断和治疗手段,代表对个体患者的定制性治疗,即对临床症状相似的患者,从基因、生物标志物、表型或心理特征等多方面对不同患者加以区分,采用不同的特制的治疗方案。精准医学与个性化医学(Personalized Medicine)或个体化治疗(Individualized Medicine)的概念通常可以交替使用,其目的是最终改善个体患者治疗结果并减少特定治疗产生的毒副作用。可以认为精准医学的原理仍基于医疗实践的基础--早期的疾病分类和基于诊断的特定治疗,而精准医学的迅速兴起则是人类在诊断和治疗技术手段的长足进步。
现实中有许多关于精准医学的案例,例如多年来,临床上对于传染病的处理一直基于致病细菌的确定和对有效抗生素的选择。确定致病菌不难,对抗生素的选择,却仅凭经验确定敏感药物实为不妥。传染病领域要得到进一步发展,则需要更及时地对个体患者进行适当治疗,使患者不必要接受无效或广谱的药物,最终减少其对抗生素的耐药性。
2 技术进步推动精准医学
现代科技包括遗传学、信息学、影像学及其他技术的融合,如细胞分类学、表观遗传学、蛋白质组学和代谢学,正通过新的疾病分类法迅速地扩大精准医学的应用范围。在这些新的技术中,遗传学和二代基因测序方法产生的效果最为显着。
目前,费用低于1 000美元的基因测序技术已能使我们预知未来的疾病并采用合适的治疗方法,从而对临床结果产生巨大影响。例如,II型多发性内分泌瘤的分子诊断技术可使我们对可能受影响的患者采用预防性甲状腺切除术、定期筛查甲状腺髓样癌、嗜铬细胞瘤和甲状旁腺功能亢进等临床措施;同时这种方法也能让不受影响的家族成员避免不必要的筛查程序。
曾经成为今天诊断基础和必要程序的影像学检查,将不再被认为是精准医学的必要程序,虽然这种技术能减少对患者不必要的外科手术和创伤性检查。如今,通过CT断层扫描和超声影像检查就能达到诊断目的。电子病历库中包含了大量的临床信息,在未来,将通过开发新的信息算法,以确定患者疾病的危险因素(如不服用他汀类药物的糖尿病患者和低密度胆固醇患者),或者引导性筛选需求(例如,结肠镜检查对年龄和家族史的要求)或药理遗传学指南以协助药物遴选和管理。
但是,所有的方法都不能替代医生对个体患者的判断,同时我们也必须考虑到电子病历库中可能存在的错误,何况数据库中不会总是包含治疗特定患者的相关信息。
3 精准医学对医学实践的颠覆性冲击
精准医学对医学界产生的冲击涉及各个方面,包括患者、医生、医疗单位、医疗费用支付者、诊断仪器业和制药工业等各方都将共享精准医学带来的利益,尽管这种利益不可能达到完全平衡一致。由于精准治疗基于多种疾病的异构特性而定。新的诊断检测允许疾病的细化分类,这种分类可能对预后有重要影响。当获得一种新的靶向疗法时,临床研究可以评估其有效性、安全性和成本效益,导致日后临床指南的修改。
精准医疗的临床实施则需要行政部门、支付者、医师和患者的同意,在实施中每一方都有各自的观点、任务和动机。患者想清楚了解自己的病情,寻求更精准的治疗方式;医生和医疗单位不仅分享这些利益,同时也必须平衡患者个人需要与整体医疗卫生管理的关系。支付者担心新的诊断试验和药物将增加医疗费用,并质疑是否选择了更少不良反应的诊治措施。制药商们则寻找更多制造新药的机会,以取代现有的或有利可图的治疗方法。
因此,精准医学是医学史上颠覆性创新的典型案例,即一种创新将会带来现有标准的彻底改变,正如数字影像迅速取代普通胶片影像那样。
4 精准医学面临的挑战
目前,精准医学面临许多挑战,最大的挑战是如何去管理和逐步完善复杂的国际疾病分类法。长期以来,医学对疾病分类一直分为“统一派”和“分割派”,前者把相关疾病概念统一,而后者主张更精确的离散分类。基因学和生物标志物技术的进步则把天平的砝码倾向于疾病的“分割派”。例如,莱伯氏先天性黑内障 (Leber's congenital amaurosis)可由14条基因的突变引起,这种基因座异质性的现象一直困扰着遗传学家。然而,莱伯氏先天性黑内障基因修复技术涉及病毒载体的呈递和一种特殊缺失蛋白-RPE65的表达。这个案例说明精准医学需要一种更为精确的疾病分类法,才能发展其决策算法和治疗选择。此外,特殊渠道的疾病可能与多种疾病有关。由于遗传变异的原因,虽然我们知道有些突变与疾病有关,却很难评估其真实的作用。
其次,如何让医生去接受和适应信息爆炸时代及其相关的循证临床指南?
要在临床实践中实施精准医学,我们尚需大数据信息分析技术的支持。而数据支持精准医学的复杂性需要医疗卫生单位对卫生保健提供者提供诊断手段、信息学和决策支持。个别患者由于基因组成和暴露于环境的风险因素尚有特定的需求。对人群最有效的医疗措施应结合普遍的筛查和基于患者独特基因素质和病史的预防措施而定。精准医学应视为通过识别个体患者的不同需求和改善其医疗结果来提供最佳医疗照护的手段。在信息时代,人类仅仅依靠记忆不行,我们越来越需要使用信息学知识来帮助我们,不仅仅帮助我们的临床判断,而且提供决策的依据。
其实,基层医疗照护提供者在未来的精准医疗中将扮演最具挑战性的角色。他们站在临床医疗卫生系统的前线,其基本任务是预防疾病、确定疾病早期征象以及提供转诊导航等,越来越多的转诊分支机构将为专家提供与转诊患者相关的更多医学数据和临床指南。
最后,我们还需要更好的生物标志物来辅助疾病的检测并指导治疗,特别是没有很强遗传因素的多发病,例如利用生物标志物来诊断脑震荡,利用成像技术检测阿尔茨海默病等。但是,医学界对于某些生物检查是否可以作为临床诊断手段,即使这种生物标志对某种疾病是敏感和特异的,例如乳腺摄影术和前列腺特异抗原等,一直存在争议。
5 未来精准医学前景
除了靶向改变遗传途径药物外,如治疗具有BCR-ABL突变的慢性髓性白血病或携带BRAF V600E变体的黑素瘤或甲状腺癌的威罗菲尼(Vemurafenib),在利用免疫治疗方法治疗癌症方面也越来越引起医学界的兴趣。基因测序技术的进步已经使微生物组(microbiome)研究成为现实。微生物组是一种嵌入人类皮肤表面和粘膜束的巨大的生态系统。已有的证据显示,人类微生物组的成分是由自然免疫、早期生命的微生物及饮食的引入,以及抗生素暴露和其他环境因素所组成。对肥胖病、心血管病、囊胞型纤维症、炎性肠道疾病、皮肤病、癌症和自闭症的微生物组研究,证实人们对这一新兴领域的认识水平正在上升,可能给个性化治疗提供新的机会。
精准医学的另一个引人注目的机会是对个体患者的急性干预 (acute interventions )技术,着名案例就是自动除颤器用于检测和干预心律失常。我们可以想象精准治疗对癫痫病或低血糖症也有同样的机会。能否开发一种传感器或生物标志物来更好的预测早产、子痫前期?当移动技术用于辅助健康检测和与健康记录整合在一起时,它能否用于探测情绪波动(mood swings)或病理性皮肤损伤,用作更有效的对体重、血压、血糖、国际标准化比值(International normalized ratio, INR)、疫苗接种和药物治疗依从性的检测呢?
行为健康可能是精准医学的另外一个应用范围,个体患者可通过设计反馈系统或者激励的量身定制来确定他是否健康。
本文综合了加快精准医学发展的技术突破。这些创新是具有建设性还是破坏性,则取决于我们驾驭日常临床实践知识和治疗方案的能力。为迎接精准医学时代的来临,医学院校的课程应更多的注重于信息管理,临床医生则需要更多的辅助信息管理和临床决策信息支持。医疗卫生单位应安排培训需要的相关专业人才。医疗卫生行政和医疗费用支付机构应对患者是否在精准医学中获得了最大利益进行评估和监管。当精准医学从我们的词汇表中消失的时候,我们将会意识到,具有更多靶向治疗选择的新的疾病分类将成为医疗实践中的常态。
资源来源:jameson jl, longo dl. Precision medicine--personalized, problematic, and promising[j]. n engl j Med. 2015 , 372(23):2229-34. doi: 10.1056/nejMsb1503104.
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