精準醫(yī)療與中國生物芯片

呂建華

美國總統(tǒng)奧巴馬在2015年1月的國情咨文中再次發(fā)出了“精準醫(yī)療”的倡議。同年3月，中國成立了“精準醫(yī)療戰(zhàn)略專家組”，國家衛(wèi)生計生委和科技部多次召開會議論證，并將在2016年正式啟動“精準醫(yī)療”計劃。生物芯片技術作為中國的戰(zhàn)略新興產業(yè)，經過十多年的快速發(fā)展，已經成為實現(xiàn)精準醫(yī)療的強大支撐。

醫(yī)學發(fā)展的一場變革

7500億美元！這是美國咨詢機構大觀國際最新報告預測的8年后全球石化市場將達到的總價值。然而，這個數(shù)字也是美國醫(yī)療系統(tǒng)每年因不必要的治療和無效治療造成的浪費金額，相當于美國醫(yī)療總開支的30%。在中國，無效醫(yī)療耗費也不會是個小數(shù)。

老齡化、腫瘤、新生兒出生缺陷、心腦血管疾病……這些正在給世界的發(fā)展和人類健康帶來沉重負擔和嚴重威脅。按照美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）對“精準醫(yī)療”的定義，“精準醫(yī)療”是一個建立在了解個體基因、環(huán)境以及生活方式基礎上的新興疾病治療和預防方法。作為分子診斷領域的生物芯片技術已經成為實現(xiàn)精準醫(yī)療的重要技術手段之一。

博奧生物集團有限公司總裁、生物芯片北京國家工程研究中心主任程京院士解釋，生物芯片技術就是把生物醫(yī)學檢測相關的材料，比如DNA、蛋白、細胞、組織等非常微小的材料，有序地放到芯片上去，或者在芯片上制作各種微流體的管道和反應池，形成像指甲蓋、郵票大小的器件，用這些器件去檢測人的體液，比如血液、尿液、唾液，以及環(huán)境中的一些微小物質。

首先，生物芯片一個非常重要的特點就是高通量，一張微陣列基因芯片上可以將人的近3萬個基因相關探針全部放上去，因而可以準確發(fā)現(xiàn)任何一個基因的變化，大大提高了研究效率。其次，微流體芯片可以讓很多手工操作實現(xiàn)完全自動化，能夠極大提高工作效率。通過生物芯片技術，我們可以精準地找到很多決定疾病發(fā)生、發(fā)展、預后和治療相關的基因型特征，從而做到精準診斷;同時我們也可以通過對疾病易感基因的檢測實現(xiàn)疾病的精準預防。

防控出生缺陷

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國平均每年有90萬的新發(fā)出生缺陷病例，且近年呈現(xiàn)快速上升趨勢。臨床急需有效的出生缺陷防控技術投入應用。

中國現(xiàn)有聽力殘疾人2054萬，其中0—6歲兒童超過80萬人，約有60%以上的聾人是因為遺傳因素導致。正常人中也有約5%的耳聾基因攜帶率，是造成成人后天聾和生育下一代聾兒的主要原因。迫于該嚴峻形勢，需要盡快在全國范圍內進行耳聾基因篩查。2009年，博奧生物自主研發(fā)出全球首款遺傳性耳聾基因檢測試劑盒，并順利通過國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊審批，為預防遺傳性耳聾提供了最有效的方法。截至2015年12月，包括北京、成都、鄭州、長春、新疆、南通、長治等在內的省、區(qū)、市已自發(fā)將耳聾基因篩查列入民生工程，超百萬新生兒因此受益，其中3萬多人避免了因錯誤用藥導致的一針致聾。

除此之外，博奧生物基于生物芯片技術研發(fā)出用于防控出生缺陷的地中海貧血基因檢測芯片、染色體異?；驒z測芯片等產品也都是瞄準精準臨床應用而來。其中，染色體異常基因檢測芯片全面覆蓋染色體重要區(qū)段，能有效檢出染色體的微缺失、微擴增和雜合性缺失，一次檢出509種致病性染色體異常，是全球范圍內檢測種類最全的產品。

應用疾病診斷

精準治療的前提是精準診斷，生物芯片可以為各類疾病包括傳染病、腫瘤、心腦血管等疾病的個性化治療提供精準、快速、經濟的檢測，醫(yī)生根據(jù)檢測結果實現(xiàn)快速診斷并實施正確的治療方案。實現(xiàn)精準醫(yī)療既減輕了患者的痛苦，又降低了不必要的醫(yī)療費用，同時延長了壽命。

據(jù)世界衛(wèi)生組織2013年發(fā)布最新統(tǒng)計結果顯示，在世界十大死因中下呼吸道感染（5.9%）位列第三位。肺炎作為全球傳染性疾病最主要的死因之一，是兒童死亡的第一病因。經中國疾病預防控制中心2011年系統(tǒng)分析顯示，中國大陸肺炎死亡率為184/10萬人～1223/10萬人。

在呼吸道感染治療方面，針對細菌性的呼吸道感染，不同菌種致病在患者身上癥狀常常大同小異，常規(guī)主要采用聽診、問診、試診的方法，輔助生化指標分析、影像與超聲分析等，根本無法對患者所感染的病原菌做出準確鑒定，無法對癥給藥，大多數(shù)臨床治療仍處于經驗抗菌素應用階段，廣譜抗生素濫用現(xiàn)象非常嚴重。

博奧生物研發(fā)的呼吸道病原菌核酸檢測試劑盒（恒溫擴增芯片法）可以很好地用于定性檢測下呼吸道感染的常見病原菌，以輔助臨床診斷，該產品可以檢測出肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌等13種病原菌，整個檢驗過程只需要2個小時左右，比傳統(tǒng)細菌培養(yǎng)檢測方法提高二十幾倍。使用生物芯片技術快速準確地獲得檢測結果，可以大大降低患者不必要的身體損傷以及醫(yī)療費用。

結核病是全世界最主要的傳染病之一。在中國，約有5.5億人感染過結核分枝桿菌，是全球22 個結核病高負擔國家之一。但由于診斷技術的缺陷，大量患者被誤診、漏診。不僅如此，中國結核病耐藥形勢也異常嚴峻，是世界第一大結核耐藥國。為解決這個難題，博奧生物研發(fā)出了一套結核病快速分子診斷系統(tǒng)。在第三軍醫(yī)大學西南醫(yī)院就診的一名40 歲女性結核病患者，是這個診斷系統(tǒng)的直接受益人之一。在被診斷為“椎體結核，伴膿腫、竇道形成”的情況下，趙女士常規(guī)用藥治療20天，然后進行手術清創(chuàng)。術后又連續(xù)常規(guī)用藥2個月，但仍然發(fā)現(xiàn)傷口流膿。主治醫(yī)生懷疑趙女士可能屬于耐藥結核，立即應用博奧生物的結核分枝桿菌耐藥基因芯片進行檢測，6小時后的檢測結果顯示患者對之前使用的“利福平/異煙肼”均耐藥。主治醫(yī)生及時對治療方案做出調整后，趙女士病情出現(xiàn)明顯好轉，不久便康復出院。據(jù)了解，博奧生物已為中國構建了包括5項診斷產品的國際上最完整的結核病精準診療分子路徑圖。

有利防控慢性病

統(tǒng)計顯示，中國已有糖尿病患者1.14億，占全球糖尿病患病人數(shù)的1/4;心腦血管病的發(fā)病人數(shù)持續(xù)增加，其中僅高血壓患者就有2.7億;肺癌發(fā)病居全球之首，僅2014年新增癌癥患者即達312萬人。據(jù)世界銀行預測，到2030年，人口迅速老齡化可能使中國慢性病負擔增加40%;而慢性病防治占中國醫(yī)療費用的80%。

據(jù)《2012中國腫瘤登記年報》統(tǒng)計，中國每分鐘就有6人被確診為癌癥，每天有8550人成為癌癥患者。而且，中國的惡性腫瘤治療生存率為30%，與日本的68%相比仍存在很大差距，其中一個主要原因是我們的預防體系不完善。程京院士曾提出，如果能夠在現(xiàn)行醫(yī)療模式下，引入“治未病”體系，將心腦血管、糖尿病、腫瘤等重大疾病的篩查、超早期診斷和亞健康調理及時推向應用，將在很大程度上減少重大疾病的發(fā)生、緩解醫(yī)療壓力、降低社會醫(yī)療成本，增加民眾的幸福感，有助于早日實現(xiàn)全民健康和健康中國的建設。

程京院士一直倡導將中醫(yī)和基因檢測結合，做到未病先治?；诩膊☆A測的理論，中醫(yī)將國人體質分為9種，其中8種偏頗體質容易生各種各樣的病。相應地，博奧生物通過聚類分析基本實現(xiàn)了平和、陰虛和陽虛三種體質的客觀準確分類，并為這些人群提供體質調理的基于中藥的瓶裝飲料。同樣，對于“治未病”的理念，博奧生物基于醫(yī)學遺傳學，專門針對中國人群研發(fā)出了可預測人體13大類150多種疾病發(fā)病風險的基因檢測產品—愛身譜?基因檢測。如某客戶通過博奧生物的愛身譜?基因檢測發(fā)現(xiàn)自己腸癌患病風險很高，于是針對性地做了腸鏡檢查，找到癌前病變。通過簡單的手術就避免了惡性腫瘤帶來的身體傷害以及高額的治療費用，同時延長了壽命。

以基因檢測為例，一是可以通過基因芯片了解自己有哪些疾病易感基因，潛在患哪些病的風險高;二是可以科學地指導自己從小養(yǎng)成不利“已病”發(fā)生的良好生活習慣，以減少發(fā)病風險;三是對生活環(huán)境可能誘發(fā)的疾病有所防范;四是可提供細化到個人的安全、有效用藥指導。

國家精準醫(yī)療戰(zhàn)略專家組負責人強調：在新型醫(yī)療、診斷技術的應用和產業(yè)化中，國家應加大力度予以扶持，使具有中國特色的“精準醫(yī)療”方案處于國際領先位置！

在中國實現(xiàn)精準醫(yī)療雖然已有著科技創(chuàng)新技術和智力支持，但還需要物價、醫(yī)保審批等相關部門配合。我們期待著精準理療的理念和中國生物芯片更快地惠及全民健康。

附：程京專訪二維碼