多組學研究是“精準醫學”的機會

文／本刊記者 王 郁

1990年，美、英、法、德、日本和中國科學家共同參與了人類基因組計劃，旨在要揭開組成人體2.5萬個基因的30億個堿基對的秘密。該計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學計劃。

如今，在人類基因組測序完成后，隨著組學和系統生物學的快速發展，繼“轉化醫學”、“個性化醫學”概念之后，美國醫學界提出了“精準醫學”的概念。特別是2015年“精準醫學”在美國前總統奧巴馬的國情咨詢中出現后，便受到了很多人的熱捧跟風，同時也受到了一些人的質疑。

而對此，中南大學湘雅醫院教授詹顯全有著自己清醒的認識和理解：“我認為應該回歸到常態來認識精準醫學這個概念，不能過熱也不能冷。精準醫學這一理念應該是正確的、是未來醫學的發展方向，它的生命力至少有100年，但精準醫學我認為是一個理想化的概念，要真正實現它還有很長的路要走，人們只能無限去接近它。

到底該如何定義精準醫學呢？

據詹顯全介紹，精準醫學是以個體化醫療為基礎、隨著基因組測序技術快速發展以及生物信息與大數據科學的交互應用而發展起來的新型醫學概念與醫療模式。其本質是通過基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學和影像組學等組學技術和醫學前沿技術，對于大樣本人群與特定疾病類型進行生物標記物的分析與鑒定、驗證與應用，從而精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，并對一種疾病不同狀態和過程進行精確分類，最終實現對于疾病和特定患者進行個體化精準治療的目的，提高疾病診治與預防的效益。

精準醫學是立足于基因組大數據之上的一種醫學模式，首要目標是實現疾病的重新定義。傳統的疾病分類主要基于臨床癥狀和體征檢查等，而精準醫學的疾病分類則在此技術之上還要全面考量疾病發生的分子標志物、基因多態性、表型（蛋白質和代謝物）變異、居住環境、生活方式等相關信息，最終形成一個基于生物分子譜的疾病分類新模式。

可見，精準醫學是依據個體內在生物學信息以及臨床癥狀和體征，對患者實施關于健康醫療和臨床決策的量身定制的個性化醫療模式。它不僅為治療慢病如癌癥提供了新思路，而且對健康和疾病認知提供了知識儲備。

那么，該如何去逐步接近“精準醫學”這一終極目標？

詹顯全認為，還是應該回歸到個性化的預測、預防、診斷、治療和預后評估。“預測、預防、診斷、治療和預后評估是人類健康保護過程不可逾越的階段，對人類健康的重要性來說，預測/預防是上策，早期診斷/治療是中策，晚期診斷/治療是下策，精準醫學嚴格來說應是個性化的精準預測、精準預防、精準診斷、精準治療和精準預后評估。”

然而，要實現這些，人們必須轉變一個觀念：即從單因素模式轉向多因素系統思維模式。組學（基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、影像組學、相互作用組學）和系統生物學的發展推動了這一模式的快速轉變，也促使了個性化醫學的發展，因為人們可以對個體實現多組學分析、獲得多參數指標用于個性化的預測、預防、診斷、治療和預后評估。

“腫瘤是一種多病因、多過程、多結果的全身性慢性疾病，具有廣泛的腫瘤異質性，涉及到基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組、影像組和相互作用組多個層面的分子網絡系統變化。這種腫瘤的異質性、全身性、慢性、網絡系統性對腫瘤傳統的‘同病同治’提出了嚴峻挑戰，同時為腫瘤個性化的精準預測、預防、診斷、治療和預后評估提供了機遇條件。個性化精準醫學給腫瘤的科研、臨床實踐帶來了新的理念、策略和技術方法，將為攻克腫瘤作出巨大貢獻。”詹顯全認為，在組學中，蛋白質組變異的內涵是非常豐富的，包括拷貝數變異、剪切變異、翻譯后修飾、轉位、再分布、空間構型、相互作用網絡等問題。蛋白質組變異比基因組變異和轉錄組變異更復雜，蛋白質組變異是基因組/轉錄組變異的終末表現形式。

而詹顯全的研究正是發展和應用多組學技術（特別是蛋白質組學和代謝組學，其中蛋白質組學中又以蛋白質修飾組學為重點）來研究腫瘤的分子機制、發現可靠生物標志物，服務于腫瘤的預測、預防、診斷、治療和預后評估。“這里的生物標志物分為兩類，一類是解決分子機制和藥物靶點的生物標志物，這類標志物必須有因果關系；一類是解決預測、診斷和預后評估的生物標志物，這類標志物不一定有因果關系但必須有量效關系。”詹顯全表示。

“做科研一定要有興趣，但與此同時，工作的嚴謹性、科研的創新意識非常重要。”從華西到湘雅，從美國到國內，詹顯全正是這樣一位在蛋白質組學研究領域不斷探索的優秀學者。他在國內外首次開展了惡性腫瘤血管新生的動態蛋白質組學研究，大力開展蛋白質翻譯后修飾研究、其垂體瘤蛋白質組學研究在國際上處于主導地位。