精準醫學的意義

楊欣

2015年1月20日美國總統奧巴馬在2015年美國國情咨文演講中宣布，美國將啟動一項名為精準醫學的計劃。他說，美國已經完成了人類基因組計劃，而且消滅了小兒麻痹癥，這意味著美國已經使人類醫學邁入一個新的時代，接下來就要致力于治愈癌癥和糖尿病等疾病，讓所有人獲得需要保障自己和家人健康的個性化的信息和醫療。

精準醫學是什么？

精準醫學也稱精準醫療，盡管人們可以在字面上大致理解這一計劃，但對于這一計劃的準確含義還是有模糊的地方，或者見仁見智。

奧巴馬在國情咨文演講中對精準醫學做了解釋，即基于患者的基因或生理來定制治療方案。唯一一位既參加起草1987年人類基因組計劃報告，也參與精準醫學計劃報告撰寫的華盛頓大學的歐森博士認為，精準醫學就是個性化醫療，這其實就是醫學實踐的正常形式，而分子水平信息的正確使用會使醫學更精準。

美國白宮科學技術辦公室科學部副主任喬·漢德爾斯曼則稱，精準醫學是“一種考慮人群基因、環境和生活方式、個體差異的促進健康和治療疾病的新興方法”。

這些解釋都有一個共同點，即基于每個個體的基因差異而進行的個體化治療才是有效的，這樣的醫療才更有效率，因而稱為精準醫學。這也正如要根據一個人的身高和胖瘦來量體裁衣一樣。由于精準醫學的基礎是根據每個人的基因組來看病和治病，因此精準醫學在時間上是承接人類基因組計劃，而在本質上是對現行的以藥物治療為主體的醫療進行改革，因而將影響和改變未來的醫療、藥物研發和藥物使用。

進一步理解或深入理解，精準醫學就是先對大量的個人和患者進行基因組測序，以建立一個龐大的醫學數據信息庫，然后研究人員通過研究分析比對不同個體的基因信息，進一步了解各種疾病的共同原因和特殊（個體）原因，從而開發出針對特定患者特定疾病突變（致病）基因的靶向藥物和治療方法，當然，也針對健康人群進行個性化的預防保健。

無效治療提供的證據

精準醫學提出的根據是，每個人的基因組都有差異，正如世界上沒有完全相同的兩片綠葉，所以，要根據每個個體的基因組來治療疾病。不過，早在20世紀80年代產生的另一個科學概念也為精準醫學提供了證據，這就是需要治療的病例數（NNT）。

需要治療的病例數概念興起于20世紀80年代，是一種對臨床藥物或其他醫療效果的評價指標，指的是，有多少人接受治療或預防治療（服藥）才能確保其中一人有效或受益。經過大量的臨床調查，需要治療的病例數顯示的藥物治療的低效令人吃驚。例如，如果2000人每日服用阿司匹林，堅持2年以上，才能防止一起首次心臟病突發事件，即需要治療的病例數為2000。同樣，當哮喘病發作時，有8個人使用類固醇藥物，才能避免一人入院，也即對一個人有效，需要治療的病例數為8。如果鼻竇炎發作，15個人使用抗生素，只有其中1例會改善或治愈，所以需要治療的病例數為15。原因在于，盡管所有患同一種病的人都在吃同一種或同一類藥物，但是，每個人的基因是不同的，因此，服用同樣的藥物未必對每個人都有效。

在疾病的預防上，也有同樣的機理。在歐美，如果一個人發生過一次心臟病，為了避免以后再次復發，對其推薦的是地中海飲食，這種飲食是，多吃蔬菜、水果、魚、海鮮、豆類、堅果類食物，其次是谷類，并且烹飪時要用植物油來代替動物油，尤其提倡用橄欖油。但是，調查發現，30位心臟病發作的幸存者采用地中海飲食要堅持4年，才可產生防止1人死亡的效果。

地中海飲食也被視為對從未得過心臟病但有患心臟病風險的人有預防作用。結果是61人堅持地中海飲食5年，才有1人會避免心臟病突發、卒中或死亡。顯然，這樣低的預防效果基本上難以讓人們相信地中海飲食的預防作用，而且，要讓人們堅持地中海飲食4～5年才會達到一起預防效果，很難讓更多的人堅持這樣的生活方式。

那么，被視為對某一疾病有效的藥物和可能預防某種疾病的生活方式為何對不同的人效果不同，或者效果有時低下呢？原因還在于每個人的基因有差異。這從癌癥的化學藥物治療可以得到驗證。西妥昔單抗治療一些人的大腸癌有效，同樣，伊馬替尼治療一些人的慢性骨髓性白血病也有效，但是，這兩種藥并非對所有大腸癌和慢性骨髓性白血病都有效。

原因在于，如果一個人的RAS基因發生了突變，則西妥昔單抗治療大腸癌就無效;如果一個人的T315I基因發生了突變，則伊馬替尼治療慢性骨髓性白血病就無效。所以，對于大腸癌病人和慢性骨髓性白血病病人就得對其進行基因組測序，以決定用什么藥。

精準醫學的具體做法

精準醫學的內容顯然已經跨越了僅僅對病人，如癌癥病人依據基因組的不同來治療的范疇，而是要對所有人進行基因組測序，以決定對病人如何用藥和對健康人如何進行預防。所以，美國的精準醫學計劃有比較具體的做法。

精準醫學計劃主要是先招募100萬名甚至更多的志愿者進行基因組測序，把他們的基因組數據加入到美國的全國生物信息庫（生物銀行）中，由研究人員對這些基因信息進行分析歸類，從而為藥物研發和疾病預防提供有效的針對性信息和做法。

對龐大的個人基因組測序當然需要資金保證，因此，美國計劃從2015年10月開始投入2.15億美元用于精準醫學計劃。具體的資金分配是：1.3億美元分配給美國國立衛生研究院（NIH），用于首批志愿者的招募和基因測序;7000萬美元分配給美國國立衛生研究院的癌癥研究所，用于解碼腫瘤基因及資助開發新的療法;1000萬美元分配給美國食品與藥物管理局（FDA），以便該機構在需要協調精準醫學項目時，允許其引進相關的技術和專家;500萬美元分配給國家協調委員會衛生信息技術部，用以建立保護個人隱私的相關標準，以確保精準醫學參與者的健康隱私和數據信息的安全。

不過，精準醫學并非只是美國一個國家在進行，2014年8月，英國也出臺了一個精準醫學計劃，但是沒有稱其為精準醫學，而是叫作10萬基因組計劃，這個計劃其實就是更早的時候英國千人基因組計劃的升級版，也就是通過對個人基因組進行測序，確定引起癌癥和其他疑難疾病的基因，并且要區分在不同個體中有哪些不同的基因對共同的疾病，如癌癥起了作用。

英國對10萬基因組計劃投入的資金是3億英鎊，而且并非只對癌癥患者特定的癌癥基因進行測序，而是要對參與者進行全基因組測序。英國的計劃是，在2017年全部完成10萬人的基因組測序，目前已完成了1000多人的基因組測序，計劃在2015年完成1萬人的基因組測序。對10萬人的基因組測序數據將整合進英國公共醫療體系當中，以便研究人員對不同疾病的病因，以及對相同疾病的不同個體的病因進行分析，找出具有針對性的靶目標，如生物標記，進行藥物研發和個性化治療。

精準醫學的難題

美國醫學界其實早在2011年就提出了精準醫學的概念，但是，由于種種原因和困難，這一計劃一直難以啟動和實施。奧巴馬在2015年1月20日宣布精準醫學計劃后，美國國立衛生研究院院長弗朗西斯·科林斯也比較慎重地稱，精準醫學計劃的短期目標是為癌癥找到更多更好的治療手段，長期目標則是為實現多種疾病的個性化治療提供有價值的信息。

精準醫學現在主要在一些癌癥治療上帶來治療方式的轉變，比如，有越來越多的乳腺癌、肺癌、腸癌、黑色素瘤和白血病患者會在治療中接受基因組檢測，醫生可根據每個人的基因組差異制定最佳治療方案。但是，精準醫學可能遭遇技術和社會方面的難題。

技術上的難題主要是基因組的測序技術、測序速度和經費。第一個人類基因組計劃測序耗時大約13年，耗費30億美元，可謂費時費力費錢。但現在基因測序技術已經發展到第三代。對一個人全基因組測序需要2周時間，費用需要約1000美元。在費用上已經能讓普通人承受得起。

即便如此，現在的基因組測序也還面臨另一個難題，即測序容易，分析基因組困難。因為要從一個人海量的基因組信息中找到與疾病相關的多種基因猶如大海撈針。但是，技術問題可以逐步解決，從而能使基因組測序和分析又快又高效。例如，最近美國國家兒童醫院的彼得·懷特博士團隊就研發了一種基因組分析軟件，可以在個人的基因組中找到致病基因，時間從過去的幾周縮短到90分鐘。

這個基因分析軟件稱為“丘吉爾”，可以自動輸入個人基因組測序的原始序列資料，通過一系列密集復雜的計算，最終分析出有臨床或者科研意義的遺傳基因變異。由于這個分析基因組的軟件在分析過程中每一步都有優化，因而能顯著減少分析時間，但不損害數據的完整性，而且分析可百分之百重復。未來，由于技術越來越先進，基因組的測序也許會更快更便宜。

不過，精準醫學的社會難題可能更難以解決，例如，如何把一些已經進行基因組測序的個人研究結果與國家項目結合起來。曾在人類基因組計劃中做出重大貢獻的美國知名學者克雷格·文特爾領銜的團隊在2014年就宣布一項計劃，打算在2020年前完成100萬個個人基因組測序。他認為，由于基因組測序會觸及有關醫學隱私權的法規規定，“我們不能簡單地把數據庫混在一起使用。白宮打算把現有志愿者納入精準醫學項目的想法聽起來有些天真了”。

不過，美國國立衛生研究院院長科林斯回應說，混合數據庫的做法雖然充滿挑戰，但不是不可行。“這是能辦到的事情，但顯然我們還需要為此付出許多努力。”

【責任編輯】張田勘