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探讨精准医学:认识自我、选择健康

【摘要】:精准医学是系统工程,其研究和应用包含以下4个部分,缺一不可:1.发现对某种疾病具有特定意义的分子标志物。如果能够锁定这个异常基因,就可能成为精准医学的应用领域。至此,你完成了精准医学的第一步:发现了对“X瘤”有特定意义的分子标志物“X瘤激酶”。

“精准医学”这一术语,是美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)博士提出的,其含义是:将分子数据信息应用于医疗保健。2015年,时任美国总统奥巴马在国会演讲中,从生物医学发展战略的角度,强调了精准医学发展方向。

柯林斯博士所说的“分子数据信息”,泛指一切可测定的生物分子,如DNA序列、RNA转录、各种功能蛋白质分子、各种代谢产物分子(包括药物代谢过程的中间产物)等。在分子生物学中,通常将这些可测定的分子称为“分子标志物”。对这些分子数据信息进行深入研究,阐明它们与生命活动的关系、与疾病的关系,是后基因组时代的任务。因此,从广义上讲,精准医学与后基因组时代的研究内容是一致的。

但是,我们不能把一切针对分子标志物的研究都称为精准医学。后基因组时代是一个漫长的过程,而精准医学必须首先找到一个突破口,逐步深入、阶段性地发展。因此,目前对“精准医学”这一术语有一个限定,那就是:发现对某种疾病有特定意义的基因异常,找到针对基因异常的治疗方法,获得确切疗效并且可以重复。精准医学是系统工程,其研究和应用包含以下4个部分,缺一不可:

1.发现对某种疾病具有特定意义的分子标志物。

2.发明针对该标志物的靶向药物。

3.临床试验验证获得有效性和安全性证据。

4.反复临床实践确认了证据的可重复性。

理论上,凡是与基因有关的疾病,都可能找到对疾病发生、发展有特定意义的基因异常。如果能够锁定这个异常基因,就可能成为精准医学的应用领域。所谓“有特定意义的基因异常”必须是可测定的,它可以是一段DNA序列,转录的RNA分子,或者功能蛋白质分子(受体、酶、因子等)。

为了便于理解,让我们假设一个例子。假如你是一位生物医学工作者,致力于研究一种叫作“X瘤”的恶性肿瘤。经过反复试验,你在患者身上发现了一种特殊的酶(酶是具有催化功能的蛋白质分子,属于基因产物)。你进一步发现这种酶与“X瘤”的生长有密切关系,只要消除这种酶,“X瘤”便不再生长,并逐渐萎缩。于是,你命名这种酶为“X瘤激酶”。至此,你完成了精准医学的第一步:发现了对“X瘤”有特定意义的分子标志物“X瘤激酶”。(www.chuimin.cn)

接下来,你与医药研发企业合作,发明了一种能对抗“X瘤激酶”的靶向药物,命名为“X瘤激酶抑制剂”。在实验条件下,这种药物能有效抑制“X瘤”的生长。至此,你完成了精准医学的第二步:发明了针对分子标志物“X瘤激酶”的靶向药物。

第三步,你申请小规模临床试验,对确诊的“X瘤”患者应用“X瘤激酶抑制剂”,获得了满意的疗效,而且没有出现严重不良反应。

第四步,你申请与多家医院合作,进行大规模、多中心临床试验。试验证明,靶向药物“X瘤激酶抑制剂”对“X瘤”患者有确切的疗效,其安全性也得到验证。

至此,你获得一项精准医学研究成果:发明了治疗“X瘤”的特效方法。

正如上面这个假设的例子那样,近年来,精准医学首先在恶性肿瘤的治疗中找到了突破口,陆续发现了一些与肿瘤生长有关的分子标志物,为肿瘤的治疗开辟了新的途径。

恶性肿瘤是基因病。相对于其他疾病来说,恶性肿瘤与基因突变的关系比较简单。它首先在一个细胞上发生基因突变,成为肿瘤细胞,然后不断分裂繁殖成为肿瘤。也就是说,肿瘤的基因与正常组织的基因是不同的。因此,我们可以集中目标,研究肿瘤的基因和基因产物,去寻找有特定意义的分子标志物;我们也可以集中目标,安全地应用药物去攻击肿瘤组织中的“特定”分子标志物。

其他有遗传背景的疾病就不像肿瘤那样单纯。比如说单基因遗传病,其异常基因分布在全身每一个细胞中,即便找到了异常基因的标志物,你如何去攻击它?这是一个难题。对于多基因、多因素致病,问题更为复杂。以冠心病为例,其发生既与易感基因有关,又与环境危险因素有关。而且,易感基因和环境危险因素在人群中的分布是不均匀的。因此,你想要在冠心病患者身上找到“有特定意义的”分子标志物,谈何容易?可见,目前我们只是见到了精准医学的一点曙光,后面的道路还很长。