精準醫療模式必將開啟腫瘤防治新時代

陝西省腫瘤醫院：基礎研究室 中心實驗室 生物治療中心

李 軍

西安 710061

一、前言

2015年1月20日，美國總統歐巴馬在國情咨文中明確提出了精準醫療計劃，從而帶動了全球精準醫學的發展。

精準醫療是隨著基因組測序技術快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫學概念與醫療模式。

通過基因組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿技術，對於大樣本人群與特定疾病類型進行生物標記物的分析與鑑定、驗證與應用，從而精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，並對一種疾病不同狀態和過程進行精確分類，最終實現對於疾病和特定患者進行個性化精確化治療的目的，它必將引領醫學模式新時代。

二、分子診斷技術為精準醫療奠定了基礎

精準醫學是在人類基因組計劃數據和循證醫學實踐結果基礎上發展起來的最新醫學模式，是根據個體的生物信息特徵而個性化的對其疾病進行預防、診斷和治療，以提高治療的針對性和有效性，避免和減少不良反應，是目前最前沿的臨床實踐活動。

與傳統的循證醫學相比，精準醫學主要是應用分子診斷，通過對單一個體特殊臨床表型、基因差異的分析為其訂製治療方案，從而顛覆了循證醫學系統對單一疾病採用統一方案和劑量進行治療的局限性，為最大幅度地提高療效提供了技術支撐。

隨著生物晶片、新一代測序等分子診斷技術的發展，精準醫學已經成為最新的醫學模式；分子診斷技術也成為了精準醫學的基石。

三、新一代測序技術為重大疾病防治帶來希望

隨著新一代測序技術（Next Generation Sequencing, NGS）的快速發展，人類全基因組測序的速度和價格趨勢呈摩爾定律發展：到2015年個人的全基因組測序已經降為800美元，時間降至數周到數天，這就使人類重大疾病的大規模全基因組測序成為可能。

隨著本項技術的應用推廣，海量的測序數據必須進行標準化處理、存儲及大規模數據挖掘，無疑需要一個龐大的高性能集群計算系統來實現，涉及到醫學、生物信息學、大數據分析及計算機軟硬體等多個系統的交叉協同，並且需要在此基礎上形成規範的數據處理流程和統一的質控及判斷標準，才能使新一代測序的大規模臨床應用成為可能，才能給重大疾病的防治帶來新的希望。

四、生物信息學為腫瘤研究創造了條件

在生物醫藥科技高速發展的今天，包括蛋白質組學及代謝組學等新興學科也得到了迅猛發展，並極大加深了人們對包括腫瘤在內的各類疾病發病機制的了解。

如何將基因組學、蛋白組學、代謝組學、藥物基因組學和腫瘤、遺傳病等重大疾病的臨床資料進行整合與分析，從中找出新藥靶點，揭示基因網絡內在聯繫的系統分子生物學信息，正成為新世紀科學發展的最大熱點。

後基因組時代基因相關的臨床醫學研究涉及到全人類的健康，並存在巨大的商業利益，已成為生物醫藥產業發展的焦點與熱點。

目前已知人類基因組中約1%基因參與癌症發生，隨著研究的深入，最終可能發現人類基因組中可能有5-10%乃至更多的基因參與其中，如此大規模的系統研究，只有通過NGS和大數據生物信息學分析才能完成。

通過全基因組系統掃描可以鑑定出致癌基因並認識癌症發生的生物學本質，從而為腫瘤研究和臨床診斷及治療提供新的途徑和方法。

五、國外精準醫療的發展

21世紀已經成為生物技術的世紀，分子診斷產業已經成為當今世界上最活躍、發展最快的行業之一，並為精準醫療奠定了基礎。

目前國外精準分子診斷市場較為成熟，北美地區是目前最大的市場，70%集中在美國。

並有望在未來數十年內高速增長。

歐洲是第二大市場，亞洲將是精準分子診斷領域最有發展前景的地區。

其年均增長率有望超過北美和歐洲。

目前，基因檢測開展較好的國家包括：美國、加拿大、英國、澳大利亞、法國、日本、韓國、以色列、比利時、盧森堡、科威特、新加坡、卡達、泰國、愛沙尼亞、印度、巴西等國。

美國將從2016年財政預算中為精準醫療項目劃撥2.15億美元經費，具體分配為1.3億美元撥給國家衛生研究院（NIH）；7000萬美元流向國家癌症研究所（NCI）；1000萬美元將提供給美國食品和藥物管理局（FDA）；5百萬美元給予國家衛生信息技術協調辦公室(ONC），並將100萬人群納入其中，英國的人群數量也多達10萬人。

目前，新興基因產業的大幕已經拉開，全世界主要已開發國家紛紛對基因領域投入巨大人力、物力和財力，不斷創新分子技術，積極搶占基因資源，挖掘基因寶庫,期望將其與人類生理及病理特徵相關聯，進而建立精準化個體化醫學的新模式。

六、國內精準醫療的現狀

中國的經濟發展、國家政策、人口基數和患者購買力的提高都是精準醫學分子診斷市場的主要推動力。

所以，中國將是這一領域增長最快的國家之一，並有望帶動整個亞洲精準醫療和分子產業的發展。

因此，很多歐美的大型診斷公司把重點放在亞洲地區尤其是中國。

據有關消息，中國精準醫療計劃將在2015下半年或明年啟動，中國將在2030年以前投入大約600億元用於精準醫學相關領域的技術研發和市場推動。

這一計劃將遠遠超過現有任何已開發國家。

今年2月，習近平總書記批示科技部和國家衛計委，要求成立中國精準醫療戰略專家組，共19位專家組成了國家精準醫療戰略專家委員會。

有了領導的重視，人力和經費的保障，相信我國在精準醫療領域必將大有作為。

2015年9月在剛剛結束的全國CSCO學術交流大會上，精準醫學已經成為熱議的焦點，火爆全場。

9月11日，國家衛計委聯合16部門發布《中國癌症防治三年行動計劃》，而湖南省人民政府早在9月1日就發部了《基因檢測利好政策》，全國已有40餘家醫院正在進行基因以及分子檢測試點。

預計精準醫療相關基因診斷產業將會在中國大地遍地發芽、成長、開花、結果。

七、精準醫療應用領域

現代醫學正在進入診斷醫學和精準醫學的新時代，分子診斷、基因檢測已在世界範圍內逐漸興起。

醫生對於疾病的診斷、治療，包括預測和愈後，除了臨床信息外，還來自於分子診斷技術各種數據的支持。

作為預測診斷和精準醫學的主要方法，它既可以進行個體化遺傳信息的了解，也可以對各種細菌、病毒進行定量和鑑別以及分型檢測，對腫瘤、糖尿病和高血壓等重大疾病的分子特徵進行分類，尋找藥物靶點，提高藥物療效，減小毒副作用。

其檢測材料包括DNA、RNA和蛋白質等各個分子水平。

其主要應用領域包括：傳染病、遺傳病基因診斷，胎兒和新生兒分子檢測和產前診斷及優生優育，重大疾病包括糖尿病、高血壓和腫瘤分子診斷，移植配型、血液製品篩查、愛滋病檢測、法醫/個體識別檢測，微生物耐藥檢測，藥物治療監測、藥物敏感基因組學檢測、藥物代謝基因組學，蛋白質表達組學以及發病機制研究等領域並與幾乎所有臨床學科相關並涉及所有醫學領域。

八、精準醫療模式與腫瘤防治

隨著全球社會和經濟的快速發展以及人口老齡化趨勢的明顯增加，世界各國惡性腫瘤的發病率明顯增加，且以每年5-10%速度遞增，嚴重威脅著人類的生命安全。

1、精準醫療模式的開啟，給腫瘤的預防創造了條件。

癌症是常見的疾病，它是全球主要的死亡原因。

得益於DNA測序和癌症基因組圖譜項目的突破，人們對引發癌症的分子變化及致癌基因組信息的理解更加深入，通過對腫瘤易感基因和單基因位點的檢測，就可以發現機體中的超早期腫瘤信號，通過改變飲食嗜好，調整生活習慣，改善心態，適度運動，加強免疫，有人甚至提早切除相應的器官（如子宮、乳腺，膽囊，胃），就可以達到預防或推遲惡性腫瘤發生的作用。

2、精準醫療模式的開啟，給腫瘤的早期發現提供了契機。

在詢證醫學模式下，早期發現的腫瘤病人依然很少，尤其是我國，絕大多數腫瘤病人在發現時就已經處於中晚期，治療效果差，死亡率高。

所以，腫瘤治療的關鍵在於早期發現、早期診斷和早期治療，其治癒率和5年生存率將會大幅提高。

通過對全外顯子和單基因遺傳位點進行檢測，就可以發現幾乎所有器官是否具有罹患惡性腫瘤的趨勢和家族性遺傳性腫瘤，除了及早進行預防外，可以提早進行相應器官的檢查和觀察，如有不適或出現異常變化，即可早期發現並提早進行治療，從而可以達到治癒腫瘤的目的。

3、精準醫療模式的開啟，給腫瘤的治療帶來了新的希望。

腫瘤是一種基因病，而且是多步驟多基因參與的重大疾病，除了傳統的手術、放化療外，生物靶向治療是非常重要的一環，也是腫瘤藥物治療的發展方向。

通過對相應基因表達、基因多態性、基因突變位點進行檢測，就可以找到最為有效的靶向治療藥物，通過對放療敏感基因位點和副作用基因位點進行檢測，就可以大幅度提高腫瘤放射治療的效果，明顯減少放射治療的副作用。

通過NGS綜合檢測，就可以制定腫瘤治療最佳治療方案，了解化療耐藥性及化療藥物治療的預期效果，還可以對整個治療過程進行全程管理。

明顯提高療效，減少毒副作用，降低醫療費用，縮短治療時間。

通過全藥物基因組學檢測，還可以對消化、呼吸、泌尿、神經、精神、感染、心腦血管、血液、內分泌、風濕、免疫及男科等提供精準治療藥物。

4、精準醫療模式的開啟，給腫瘤復發和轉移預測提供了可能。

惡性腫瘤如果失去了復發和轉移的特性，就與良性腫瘤沒有本質上的區別，只要通過手術就可以治癒一切腫瘤。

但可惜的是，惡性腫瘤的基本特徵就是不斷地復發和轉移，正因為如此，腫瘤的治癒率和5年生存率都很低，這也是導致腫瘤患者死亡的主要原因。

如果能夠及時預測腫瘤復發或轉移，及早採取相應預防和治療措施，就可以大大降低或推遲腫瘤復發和轉移的機率。

通過對基因多態性、錯配修復、基因突變、基因表達、腫瘤轉移相關基因檢測，就可以對腫瘤病人預後進行判斷、對復發和轉移進行預測，提醒病人及時進行相關檢查、預防或治療，不斷推遲腫瘤復發和轉移的出現，提高病人的生活質量和生存期。

5、精準醫療模式的開啟，給腫瘤的新藥研發奠定了基礎。

腫瘤藥物治療是四大療法之一，而腫瘤靶向治療是腫瘤治療未來的重要發展方向。

但到目前為止，靶向治療藥物還比較少，治療效果也有待進一步提高。

通過全外顯子、全蛋白質組及全代謝組測序和全基因組測序，可以不斷發現新的靶向治療位點，在這些新發現基因位點的基礎之上，可以研發更多更好的靶向藥物進行臨床試驗，進行相應腫瘤的治療，進而不斷豐富腫瘤靶向藥物家族的成員及研發出針對每一種惡性腫瘤的特異性靶向治療藥物，不斷提高靶向藥物治療效果，為最終研究出徹底治癒腫瘤的靶向藥物，這樣就可大幅提高腫瘤患者治癒率和5年生存率。

6、精準醫療模式的開啟，給腫瘤的發病機制研究開創了新的途徑。

腫瘤的病因多種多樣，雖然少數惡性腫瘤的病因比較清楚，如肝癌與B肝病毒感染有關，宮頸癌是HPV病毒感染引起，鼻咽癌為EB病毒感染的結果，還有部分腫瘤與毒素和相關污染有關。

即便如此，惡性腫瘤發生的確切分子機理仍然並不十分清晰。

但精準醫療模式的開啟，給腫瘤的發病機制研究開創了新的途徑。

通過全基因組測序、全蛋白質組測序、全外顯子組測序、全代謝組測序、基因突變位點及基因甲基化和多態性檢測等，在已知基因變異的基礎之上，可以發現新的腫瘤相關基因、新的基因突變位點、新的甲基化位點和基因多態性，不斷豐富和完善腫瘤基因圖譜，不斷闡明腫瘤發病的確切分子機理，並為最終完成腫瘤基因圖譜的繪製和搞清腫瘤發病的確切分子機制提供了可能。

總之，大規模高通量分子檢測的實施及精準醫療模式的開啟，給腫瘤這種嚴重威脅人類健康的重大疾病的預防、治療、預後判斷、轉移預測、分子機制等各個方面均提供了無限可能，，具有廣闊的發展前景，二十一世紀必將是腫瘤精準醫學模式的世紀。