做個“神槍手”，讓醫療更精準

劉榮 喬占衛

“在最佳的時間，用最佳的方法，讓病患得到最有效的治療?！?/p>

—戴勇

案例1：

在一個現存38人的X-連鎖顯性遺傳性腎炎家系中，戴勇團隊發現了一個可導致遺傳性腎炎的新的COL4A5基因剪接位點突變。在此基礎上，他們設計出個體化診斷試劑，在患者懷孕4個月時，進行羊水穿刺，并通過基因擴增方法，發現患者所懷胎兒不攜帶患病基因，直到胎兒出生也沒有檢測出遺傳性腎炎征兆，由此打斷了該家族的遺傳性疾病遺傳鏈，從根本上阻斷了遺傳性疾病的發生。

案例2：

一家兄弟（哥哥10歲，弟弟3歲）兩人均出現發育遲緩、智力低下、腳尖著地、反應遲鈍等異常，這種臨床征象沒有文獻記錄，國內權威專家也指不出具體病名。戴勇團隊采用全基因組外顯子捕獲技術對兄弟進行診斷，在國內率先發現了“發育遲緩綜合征”的致病基因，包括ABCD1和ADCH2，兩個基因的聯合突變，影響了患兒大腦及肢體的發育。這一發現為這類疾病的分子發病機制研究及基因診斷與治療提供了重要的遺傳學信息。

案例3：

一名37歲的孕婦（此前曾懷孕3次一次未產）妊娠26周時，超聲檢測胎兒完全性心內膜墊缺陷，被迫終止妊娠。解剖發現患兒右手軸前六指畸形，多個器官出現畸形，患兒家庭否認了近親結婚和家族遺傳病史。

為找出病因，戴勇團隊采用微陣列比較基因組雜交技術，檢測出了多個染色體微拷貝數變化。微拷貝數變化含有大量基因，涉及生物合成、催化、信號傳導、轉錄調節、細胞增殖和細胞周期等生物功能，戴勇團隊發現的微拷貝數變化與最終驗證結果吻合。這一病例研究不僅找到了孕婦多次流產原因，也為亞顯微水平染色體畸變的檢測提供了新的分析平臺，戴勇利用該平臺還發現了多個微拷貝數異常引起的出生缺陷病例。

案例4：

患者是一名兒童，出現心肌收縮無力、心臟擴大和心衰，血清轉氨酶和磷酸激酶異常增高，病情危急。之前家里已經有孩子出現類似病征不治而亡，曾考慮是以心臟為突出表現的進行性肌營養不良綜合征。

戴勇團隊采用高通量全基因組測序方法代替外顯子測序，發現基因突變點在常染色體上，是常染色體顯性遺傳，由此反推患兒患有原發性肌張力障礙——一種主動肌與拮抗肌收縮不協調或過度收縮引起的以異常姿勢和動作為特征的錐體外系疾病，多數常散發，少數有家族史，可能與遺傳、環境因素有關。戴勇團隊明確了這例復雜病例診斷，在國內首次報道了原發性局限性肌張力障礙特殊性臨床表現和致病基因。

以上4個案例，是深圳人民醫院臨床醫學研究中心主任戴勇和他的團隊在精準醫療領域的部分臨床實踐。近年來，在戴勇帶領下，該團隊致力于精準醫療在臨床上的應用研究，并利用取得的成果開展個體化診斷和治療，為眾多患者提供了較為精確的診斷和治療，為我國精準醫療的研究和發展提供了借鑒和參考。

一場變革

精準醫療是什么？

這已經不是一個新概念。2015年1月20日，奧巴馬在國情咨文中公開了美國的“精準醫療計劃（PMI）”，并表示這一計劃將有望帶來健康醫療領域的變革。而“精準醫療”這4個字，幾乎是一夜之間就吸引了全球科技界、衛生界、工業界的眼球。

精準醫療，是一個建立在了解個體基因、環境及生活方式基礎上的新興疾病治療和預防方法，實際上就是將遺傳和基因組的信息作為臨床治療出發點，量體裁衣，制定個性化的治療方案。

戴勇表示：“中國早前強調的個體化醫療，其實就是精準醫療的一部分。它是在轉化醫學、循證醫學的基礎上發展起來的。未來，很可能所有疾病都將以精準醫療為導向?！?/p>

那么，精準醫療會引起醫療模式怎樣的改變？

在回答這個問題前，先看幾個例子。好萊塢影星安吉麗·朱莉通過基因檢測對自己患乳腺癌、卵巢癌進行預測，然后預防性切除乳腺。喬布斯則通過基因檢測對所患的胰腺癌進行了診斷和精準用藥，確診后存活8年，遠高于一般確診后平均9個月的生存期。這是精準醫療疾病風險預測、疾病診斷和疾病精準治療三大基礎基因診斷技術的應用。

如果每個人清楚地知道自己的遺傳和基因組學信息，那么疾病預測，特別是疾病易感性預測將會容易許多。人們會被告知未來某些疾病的患病風險，從而更好地進行預防。而一旦患病，診斷會非常容易，并且診斷后也會針對個體對藥物的敏感性制定用藥需求，確保病人在最精準的用藥時間得到最合適、最佳劑量和最小副作用的用藥，甚至護理和預后的評估和指導也是精準的。

用戴勇的話說，就是“在最佳的時間，用最佳的方法，讓病患得到最有效的治療”。就目前的醫療體系來說，要達到這樣的要求，無疑得從根本上改變目前的醫療模式。從這個角度而言，精準醫療自然是一場對現行醫療體系的變革。

系統整合，科學認知

確切來說，奧巴馬的精準醫療計劃，更多針對的是腫瘤領域，偏重于基因測序為主導的診療技術。

早在20年前，戴勇帶領團隊也開展過惡性腫瘤領域的精準醫療研究。他們采用熒光原位雜交技術、微陣列、染色體免疫共沉淀、實時定量聚合酶聯反應等先進生物信息技術，篩選了幾種常見惡性腫瘤生物標志物，并研究其關鍵因子，系統探索了惡性腫瘤與正常對照組之間，在基因組學、蛋白質組學、轉錄組學等方面的差異，尋找與腫瘤發生發展相關的生物標志物及關鍵因子，為惡性腫瘤的早期診斷提供了新的依據，提高了早診準確率。

但戴勇認為，站在整個醫學的角度，精準醫療不只是基因測序的綜合應用這么簡單，它更應該是依靠各種先進檢測技術，達到對疾病的精準診斷、精準分類、精準治療。所以，在帶領團隊開展工作時，戴勇更注重將現代科技手段與傳統醫學方法系統整合到精準醫療的研究中，實現對人體機能和疾病本質的科學認知。

秉持這樣的理念，近些年，戴勇帶領團隊針對一些疾病領域，利用精準醫療的手段進行了系統研究，為這些疾病的精準診斷和治療，提供了科學有效的依據。

自身免疫性疾病

自身免疫性疾病是人體對自身抗原發生免疫反應，導致自身組織損害而引起的一大類疾病，臨床上很常見。這類疾病通常侵犯人體器官和組織，嚴重時致殘，導致患者喪失勞動力，在民間有“不死癌癥”之稱。

這類疾病目前仍然缺乏有效治療手段，早期診斷和治療一直是世界性的難題。戴勇說：“現在臨床上治療這類疾病普遍采用激素或免疫抑制劑，通過抑制身體免疫功能來糾正自身免疫性疾病存有的免疫反應過度。這種方式沒有目標性，也缺乏靶向性。甚至有時藥物的毒副作用及其所致的免疫抑制又會引發感染導致新的問題出現?！?/p>

“患者急需更安全、更有效的治療方法。”但要實現這一點，“必須研究發病機制，找到疾病的特異性組合靶點，以及有效的早期診斷和判斷疾病活動性及損傷情況的標志物。”

戴勇和團隊以系統性紅斑狼瘡為研究對象，進行了深入研究，為自身免疫性疾病的精準診斷和治療，尋找到了新的思路和理論依據。

在“基于系統性生物組學的自身免疫性疾病的應用基礎研究”項目中，戴勇團隊采用整合了基因組學、轉錄組學、表觀遺傳調控、蛋白組學、代謝組學和免疫組學的精準醫療研究方式，從多個層面對系統性紅斑狼瘡的相關信息資源進行了系統分析，深入研究發病機制，尋找免疫調控通路關鍵因子，成功鑒定出這類疾病的病征標志物和治療靶點，為及時診斷系統性紅斑狼瘡，獲得特異性及可藥性靶標提供了關鍵科學依據。

先天性出生缺陷

我國每年約有80萬～120萬出生缺陷的嬰兒誕生，這類疾病目前尚無有效治療方法，唯一能做的就是深入研究出生缺陷分子機制，廣泛開展產前篩查與診斷，發現異常胎兒時，適時終止妊娠，防止畸形兒出生，這也是降低出生缺陷的途徑。

出生缺陷給患兒家庭和社會帶來的負擔是沉重的。作為醫院產前診斷中心實驗室主任，戴勇對這類疾病十分關注，他和團隊以我國高發的遺傳性神經系統缺陷家系和患發育遲緩、智力低下、先天性畸形的新生兒為主攻方向，開展“遺傳因素導致嚴重先天性出生缺陷的分子機制及早期篩查研究”。

為了能夠深度揭示出生缺陷遺傳學發病分子機制，尋找導致出生缺陷的基因、新生突變位點，他們以精準醫療手段為核心，利用新一代高通量測序技術、基因芯片、微陣列比較基因組雜交技術和蛋白質譜等先進技術對出生缺陷進行系統研究和分析，首次提出構建我國人群良性和病理性基因組拷貝數變化數據庫，彌補了我國在亞顯微水平基因組微拷貝數研究的空白，推動了微陣列比較基因組雜交技術由基礎研究向臨床應用的轉變，為研發出生缺陷靶向寡核苷酸微陣列比較基因組雜交芯片，以及產前篩查胎兒染色體非整倍性疾病方法奠定了基礎。

慢性腎臟病

據了解，大多數慢性腎?。–KD）在出現明顯臨床癥狀前，都會經歷一段較長的無癥狀階段，如果能在這個階段及時發現并進行干預或治療，不僅可以延緩慢性腎病進展，很大程度上還能防止終末期腎病的發生。

腎臟病的研究一直是戴勇的主攻方向，在“慢性腎?。–KD）早期臨床預警、早期診斷與干預的新策略研究”、“終末期腎臟病創新性綜合法防治研究”等項目中，他和團隊整合精準醫療研究獲得的生物信息數據，以及其他生物實驗和臨床數據，運用生物醫學理論和技術，對慢性腎病進行了系統研究，取得了一系列重要成果和發現：

發現慢性腎病進展的規律和調控機制；建立基于系統生物醫學理論的疾病數學模型；獲得慢性腎臟病進展關鍵調控因子，也就是生物標記物；發現腎臟病終末期時引起的分子生物學和免疫學紊亂及成因；篩選出與腎病和腎移植排斥反應相關的候選基因；建立用于慢性腎病鑒別診斷的蛋白指紋圖譜。

這些研究加深了人們對慢性腎病發病與進展機制的認識，為我國慢性腎病的診斷及治療提供了新的思路和技術平臺，實現了社會效益和經濟效益的雙贏，對我國慢性腎病的早期診斷、損傷情況判斷、治療、新藥開發有著重要的科學意義。

尋找靶點和標志物

精準醫療所追求的是對疾病的精準判斷，如果用打靶來比喻，那就是“指哪兒打哪兒”，而像戴勇團隊這樣從事精準醫療研究的科研人員，扮演的則是“神槍手”的角色，他們所要做的就是充分運用基因測序、蛋白組學、代謝組學、免組學等技術手段，瞄準疾病這個“靶盤”一擊即中、命中紅心。而這個“紅心”就是疾病標志物和治療靶點。

戴勇團隊曾開展過一系列以非編碼RNA為中心的調控機制與相關疾病關系的基礎研究，目的就是探索非編碼RNA在疾病的發生和發展中發揮的重要作用。

“非編碼RNA是一類不具有閱讀框架、不編碼蛋白質，但卻參與基因調控的RNA分子。”戴勇說，“我們對非編碼RNA中的微小RNA和長鏈非編碼RNA參與的不同疾病的發病機制進行了研究，同時也研究了疾病相關非編碼RNA標志物、調控網絡、實驗檢測體系構建、新非編碼RNA等，發現了非編碼RNA與相關疾病的關系，為診斷和治療提供了有效依據。”

他們還創新性地建立了適合相關疾病組織、血液微小RNA和長鏈非編碼RNA的實驗體系，發現了多條新微小RNA以及相關疾病標志物，成功構建了疾病相關長鏈非編碼RNA和微小RNA調控網絡。據戴勇介紹，團隊從微小RNA和長鏈非編碼RNA這種全新角度研究發病機制的方式，當時在國內外都屬首次。

在此過程中，微小RNA躍入戴勇團隊眼簾。“那時有相關研究在循環系統檢測到微小RNA的存在，并發現血清或血漿中的微小RNA在不同疾病狀態下存在差異表達，可以作為一類具有潛在臨床應用價值的生物標志物?！?/p>

戴勇認為，這說明“當機體處于正常狀態下時，血清或血漿中的微小RNA種類和表達的狀態相對穩定、平衡，而當機體出現異常，這種狀態就會受到直接或間接的破壞，表現出來的就是疾病或者特殊生理狀態下某些特定循環微小RNA表達異?！薄?/p>

這激發了戴勇團隊的研究靈感，他們從循環微小RNA入手，利用微小RNA基因芯片和高通量測序技術，檢測并篩選出系統性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎等疾病循環微小RNA，并采用RT-PCR技術驗證其在疾病中的差異表達，確認了微小RNA作為潛在生物標志物的可行性，并據此設計定制了相關微小RNA基因診斷芯片，開發出疾病微小RNA基因檢測分析軟件，在出現明顯臨床癥狀前，從基因水平對患者進行早期診斷，提高了這些疾病的診斷特異性和敏感性。

唐氏綜合征的相關研究，應該說是戴勇團隊在此方向上最具代表性的研究。這是一種最常見的由常染色體畸變導致的出生缺陷類疾病，目前主要依靠產前診斷與產前篩查進行干預和預防。戴勇告訴本刊記者，傳統的篩查方法漏檢率和假陽性略高，且羊膜腔穿刺、絨毛膜取樣、臍帶取血等產前診斷方法，都具有一定創傷性，容易導致出血、感染和流產等并發癥。

戴勇希望利用精準醫療的研究手段，尋找到唐氏綜合征產前診斷的標志物，為探索新的無創性產前診斷方法提供有效依據。為此，他和團隊運用高通量測序、多重標記技術，結合串聯質譜分析技術，對唐氏綜合征胎兒和正常胎兒臍帶血血漿全基因組和蛋白進行鑒定、比較、定量分析，獲取蛋白組“全組信息”，并比較兩者臍帶血血漿中蛋白表達的差異，篩選出表達差異最顯著、最有臨床意義的蛋白，作為唐氏綜合征的特異性標記蛋白和微小RNA，并用WestemBolt技術在唐氏綜合征胎兒孕婦血漿中進行驗證、比較，篩選特異性標志性蛋白。

戴勇說：“找到唐氏綜合征特異性標志物，不僅有望降低母血蛋白背景的影響，對提高產前診斷靈敏度和特異性，建立新的無創性產前診斷方法也意義重大?！?/p>

拭目以待

如今的精準醫療正站在世界的“風口”，有專家認為，它將會迎來中、美、歐的“全球多重奏”，不僅僅只是美國對它樂此不疲，各國都在等待著由它催生的下一個萬億級市場的到來。

我國自2015年以來就不斷推出精準醫療支持舉措，如召開精準醫學戰略專家會議，擬將精準醫療納入“十三五”重大規劃，謀劃精準醫學研究發展戰略、發布第一批腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技術臨床試點單位名單……科技部還曾提出到2030年，我國會在精準醫療領域投入600億元，今年兩會期間又公布了精準醫療的“國家指南”。

相比起市場對精準醫療的“狂熱”，戴勇保持著科研人員的理智。他特別強調：“精準醫學是生物信息學與先進醫療技術交叉應用的新型醫療模式，不單是基因測序技術的應用，還包含有蛋白組學、代謝組學、免疫組學等技術，要實現有效的精準醫療，需要多方面、各學科的相互配合和協調?！?/p>

近些年，戴勇團隊以臨床為導向在精準醫療研究領域獲得的大量成果，特別是發現的疾病標志物和治療靶點，很大部分都被市場看好，轉化為臨床應用的機率非常高。再加上國家對精準醫療的高度重視和投入，讓戴勇對未來的發展充滿了信心和期待。

如今，他和團隊又踏上新征程，這一次他們將嘗試對發現的疾病突變基因進行修復，以期治愈患病家族中現存的病人。目前，他們已經成功從系統性紅斑狼瘡和遺傳性腎炎病人的尿液里收集到了一種柱狀細胞，并進行重新編程，在世界上首次獲得了帶有疾病基因的干細胞。他們正嘗試在該干細胞上進行基因修復，使其向正常細胞轉化，讓功能缺失的細胞恢復功能。這項研究將會對疾病機制和治療靶點的發現產生重要影響，有望為精準醫療治療疾病開辟一條新的研究途徑。

我國一旦實施精準醫療將使現有診斷、治療模式發生巨變，醫療行業、醫務工作者乃至患者，每個人都要為之付出努力，去適應一個全新的醫療流程。無論如何，對于精準醫療帶來的這場變革，我們拭目以待！