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精准医疗的研究进展

2017-02-13吕霁航赵丹惠王治军

中国实验诊断学 2017年1期
关键词:前列腺癌基因组测序

吕霁航,赵丹惠,韩 亮,田 宇,朱 哲,王治军

(1.吉林大学马克思主义学院,吉林 长春130012;2.中国光学科学技术馆,吉林 长春130117;3.吉林大学中日联谊医院,吉林 长春130033;4.吉林大学第一医院)

精准医疗的研究进展

吕霁航1,2,赵丹惠1,韩 亮3,田 宇3,朱 哲1,王治军4*

(1.吉林大学马克思主义学院,吉林 长春130012;2.中国光学科学技术馆,吉林 长春130117;3.吉林大学中日联谊医院,吉林 长春130033;4.吉林大学第一医院)

精准医疗(Precision Medicine)的概念,最初由美国哈佛大学商学院商业战略专家Clayton Christensen在2008年提出,用于表述通过分子诊断使得医生不用依赖于直觉和经验便可以得到疾病的明确诊断[1]。但这一概念在当时并未引起医疗界的太多关注。继而,在2011年,美国国立卫生研究院(NIH)下属的“发展新疾病分类法框架委员会”发表了题为“迈向精准医学:建立一个生物医学知识网络和一个新疾病分类法框架”的专著,将精准医疗作为“个体化医学”进行了新的表述[2]。2015年年初,美国总统奥巴马在国情咨文中将这一医学概念展示在公众的面前,并计划投入2.15亿美元启动“精准医疗计划(Precision Medicine Initiative,PMI)”。此后,精准医疗开始在全球被广泛重视和关注。

精准医疗,是一种以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的、新型的医学概念与医疗模式。精准医疗的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[3]。本文对国内外精准医疗计划进展进行综述。

1 美国精准医疗计划

2015年1月,美国精准医学计划出台,其短期目标是针对肿瘤防治,使肿瘤耐药性难题得以攻克,进而提高肿瘤防治水平。远期目标是推进精准医疗技术应用到各种和健康相关的领域中。遵循这一目标,精准医疗被认为在美国各类疾病治愈中都发挥潜在作用。

Victoria A等报道,乳腺癌中循环肿瘤细胞的DNA或者是循环肿瘤细胞,通过专注于细胞,可以增强转移性疾病的治疗方案。一旦进一步建立生物标记物的循环分子特征,就会潜在的提供理想化的乳腺癌个体化治疗[4]。

Mullane SA等报道,精准医疗对前列腺癌有非常大临床影响,但是精准医疗在前列腺癌上的应用还处于起步阶段,面临着一系列的困难[5]。一是基因组测序的基础设施建设,包括收集组织、基因组变化测试、基因组分析和报告结果返还给病人。二是成本,尽管基因组测序的成本不断降低,它很少被保险覆盖[6],导致访问许多病人受到了限制。三是一旦基因改变被发现,患者很难支付得起药费[7]。

Matthew WS等报道,关于个性化的精准医疗,在对阿兹海默病的干预治疗上可能发挥巨大作用。多重营养干预的方法在治疗阿兹海默病上是可用的,可以减少胰岛素抵抗、血脂异常和氧化压力的破坏影响,使用这些干预措施必须根据病人的临床基因档案。尽管某些生物标志物对于阿次海默病的初级预防作用不大,但是通过全面的分析和个性化的干预,对于处在高风险中的病人是有益的[8]。

Fradkin J等报道,现在正是利用源于精准医疗的知识对糖尿病问题进行研究的时刻,精准医疗计划有潜力对糖尿病提出一个新颖的见解,使人们对于糖尿病的知识转向精准医疗。NIDDK(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases,国家糖尿病、消化系统病和肾病研究所)正在采取积极的措施来建立新技术团体,这些努力开启了生物学研究的一个新时代,拥有巨大的潜力确定更精确的预防和治疗糖尿病疾病的个性化方法[9]。

2 英国精准医疗计划

2012年12月,英国10万人基因组计划(100,000 Genomes Project)被启动,主要是针对癌症和罕见病患者。2015年9月,Nature上发表了群体基因组测序结果,该结果是迄今为止规模最大的基因组测序成果[10]。这说明英国10万人基因组计划取得重大进展。精准医疗在多种疾病的作用得到了高度重视。

Martin J等报道,目前有大量的b细胞恶性肿瘤的精密药物,包括传统的激酶抑制剂,合理设计抗凋亡蛋白的抑制剂,带有功能性质的抗体或抗体药物。其中一些展示了在早期的临床研究中,可以减少、或者组合甚至消除化疗的需要。然而,一个重大的问题依旧存在,就是这些药物能否以一个合理的和负担得起的方式引入到常规临床实践中。这些药品必须与特定的疾病亚型相匹配,通过检测关键突变或目标分子预测灵敏度[11]。

Jamal-Hanjani M等报道,了解肿瘤克隆异质性是如何影响治疗结果的,仍然是临床科学所需要的但却没有满足的一个领域。TRACERx(TRAcking nonsmall cell lung Cancer Evolution through therapy [Rx]),通过治疗方案追踪非小型癌细胞的演进,是对患有非小细胞肺癌患者的一项前瞻性研究,多区和纵向对肿瘤采样和遗传分析,来确定肺癌进化的时间和空间的轨迹。TRACERx可能有助于对非小细胞肺癌确定新的治疗靶点,也可以作为一种模型适用于其他癌症类型[12]。

Myria G等报道,尽管前列腺癌的系统治疗在过去十年间有了相当大的进展,但是转移性前列腺癌仍然是一种致命的疾病。基因组测序的最新进展已经提高了前列腺癌的分子分类。基因组数据转换为临床的相关预兆和预测生物标志物治疗仍处于起步阶段,前列腺癌的治疗仍用以往的治疗经验。基因组数据的整合在早期的临床试验阶段已经展开,在推进前列腺癌症的个性化服务可能是十分重要的[13]。

West C等报道,个性化精确放射治疗是可能的,未来不应该是给病人治疗无效的一刀切的方法,那是不可能有益处的,并且可能会增加毒性。随着今天预期寿命的增加,开发生物标记物,赋予个性放射治疗,减少治疗的死亡率和发病率共同协作努力是必要的[14]。

3 法国精准医疗计划

2016年6月,法国基因组医疗2025项目被启动,法国政府对其投资6.7亿欧元。癌症、糖尿病和罕见病是该项目的初期目标,2020以后,将扩大到一般的疾病领域。

Yohann L等报道,带有转录组和代谢组学信息的整个前列腺癌的基因组景观,能够用于为前列腺癌患者开发一个基于个性化的方法。一些学术中心目前进行基于活组织检查的分子分析,包括治疗前后的肿瘤分子分析,来解读获得抗病性的机制。随着治疗方法的不断演进和前列腺癌的生物特征以及分子分型的广泛研究,有希望进行前列腺癌的临床试验和个性化治疗[15]。

Delaloge S等报道,PALB2在调节DNA的修复中是一个关键蛋白,它不仅在链间交联和同源重组修复中发挥重要作用,而且也在肿瘤抑制中发挥功能。PALB2双等位生殖细胞突变导致范科尼氏贫血,单等位基因突变导致增加患乳腺癌的风险。这个基因需要谨慎评估额外的回顾性和前瞻性群组,在不断发展的精密医学领域,生殖细胞的状态扮演一个重要角色。然而,PALB2基因的罕见突变排除了大量高水平的研究证据,因此应该考虑一个新的观察突变影响的方法,生殖细胞异常的面板测序,或许会促进和加速我们的认识[16]。

Sherwood A等报道,表皮生长因子受体的发现,非小细胞肺癌的碱性变化和靶向治疗的发展,针对这些突变,使治疗景观发生了革命性的突变。靶向治疗的附加值和同伴识别患者可能反应的能力是密不可分的[17]。

4 中国精准医疗计划

中国精准医疗计划在2015年3月被提出。短期目标是针对恶性肿瘤、高血压、糖尿病、出生缺陷和罕见病,创制精准治疗方案,长期目标是扩展到其他疾病领域[18]。

昌晓红等报道,精准治疗在未来妇科肿瘤的诊断和治疗将产生重大影响,随着基因和标记物研究的不断进展,影响将更加深远。在医学生物学和大数据背景下,新型妇科肿瘤诊疗体系的建立大有可能。这个体系有益于妇科肿瘤的早期筛查,使女性生殖健康受到保护[19]。樊嘉等报道:肝脏外科和精准医疗相结合,既在基因分子水平方面精准,又在外科层面精准。术前评估要精确、外科治疗要精准、术后治疗也要精准。肝脏外科将会在精准医疗大背景下革故鼎新[20]。

余学清领导的研究小组利用先进的基因组关联分析技术(GWAS),首次发现了中国人群中IgA肾病独有的两个新易感基因位点,IgA肾病是全球最常见的原发性肾小球疾病[21]。证明了遗传因素在IgA肾病发病机制中的重要作用,并能够影响IgA肾病发病过程及临床表现?迄今,GWAS研究发现的IgA肾病易感基因已增至11个[22]?

武剑等报道,关于神经系统疾病的整合式精准医疗。随着整合式医疗和精准医疗的发展,脑血管病的预警、诊断和治疗走向精准可能性大大提高。具体包括以大数据平台信息为基础的精准防治,多模式影像技术条件下的精准诊断,以基因和蛋白组学个体信息为基础的精准评估,区域化和组织化卒中中心管理为基础的精准治疗。武剑、冯新红也认为精准医疗在疾病的诊断、预后和治疗发挥的作用很大,为未来疾病治疗提供了机遇,但同时也要看到,精准医疗刚刚起步,大量收集临床资料必不可少,它的发展要走的路还很长[23]。

5 精准医疗治疗效果

尽管精准医疗现阶段处于起步阶段,但其发挥的效果已十分显著。

5.1 肺癌方面 周霄报道,2005年随着第一代肺癌靶向药物进入我国,非小细胞肺癌在我国的治疗也走向靶向治疗时代,十多年来,对于晚期肺癌患者来说,中位生存期由之前14.1个月提高到33.5个月[24]。美国临床肿瘤协会2014年报道,Ramucirumab与多西他赛联合用于非小细胞肺癌的治疗,无进展生存期可以由3个月延长至4.5个月[25]。

5.2 前列腺癌方面 叶定伟等报道:对于肿瘤的治疗,想获得最好的疗效,要采用多种治疗武器联合的方法。随着医学分科越来越细,专业化程度不断提高,MDT诊治的理念十分必要。精准医学系统把现代科技手段与传统医学方法整合起来,运用成熟规范的MDT模式,前列腺癌的五年生存率由40%提高到80%[26]。美国前列腺癌患者接受新式治疗后,整体存活期由原来的44个月,提高至57.6个月[27]。

5.3 乳腺癌方面 EXTRA J等报道,法国晚期乳腺癌患者接受曲妥珠单抗治疗后,中位生存时间由原来10.2个月延长至27.8个月,无病进展时间由7.1个月提升至16.8个月[28]。Cameron D等报道,英国HER-2阳性的晚期乳腺癌癌症患者,接受拉帕替尼和卡培他滨组联合化疗,中位疾病进展时间由原来的4.4个月延长至8.4个月,疾病进展风险可以减少51%[29]。

综上所述,近年来,精准医疗在发达国家和我国均引起了高度重视。精准医疗在多种疾病的分子分型诊断和依据分子生物学检测结果进行的个体化治疗中已产生了显著的效果,有效的延长了患者的生存时间、改善了患者的生存质量。我们相信,随着精准医疗的不断推进,其效果将会更加显著。

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[3]推进精准医学发展助力健康中国建设--访中国工程院院士、中国医学科学院院长曹雪涛委员 [N].科技日报,2015-03-10.

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1007-4287(2017)01-0152-03

中国科学技术协会2016年全民科学素质行动中长期发展战略预研究课题(编号: 2016KXSZD018)

2016-06-16)

*通讯作者

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