從單基因遺傳病到腫瘤精準醫(yī)學，從心血管領(lǐng)域到風濕免疫領(lǐng)域，精準預測、精準治療、精準預后不再是夢想……
基因測序服務(wù)在科研和臨床領(lǐng)域逐漸深入，越來越多的生物企業(yè)和云計算企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，基因組數(shù)據(jù)每天海量產(chǎn)生……
從基因編輯到細胞免疫治療，從液體活檢技術(shù)到分子影像，伴隨一股股熱潮席卷全球，人們不禁要問：究竟什么是精準醫(yī)學？中國精準醫(yī)學的現(xiàn)狀究竟怎樣？發(fā)展精準醫(yī)學意味著什么？精準醫(yī)學熱的背后究竟是什么？
帶著一系列問題，新華社記者近日深入北京、上海、廣東等地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，精準醫(yī)學熱的背后，一場科技革命乃至產(chǎn)業(yè)革命正在全球發(fā)生，一扇通向未來的大門已經(jīng)打開……
“理論上，幾千種單基因遺傳疾病，都可進行高精度植入前遺傳學診斷”
23歲的王強患高血壓3年多，一直吃4種降壓藥也無法控制，突發(fā)腦梗后進行基因檢測，發(fā)現(xiàn)一種常染色體顯性遺傳的基因突變，確診為假性醛固酮增多癥。
“這是單基因遺傳性高血壓病最常見的病因之一?；颊咄?5歲之前就出現(xiàn)高血壓，伴有低血鉀、低腎素等癥狀。”主治醫(yī)生、中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院宋雷教授說，“我給病人開了靶向藥物阿米洛利，結(jié)果他血壓控制得很好，血鉀也正常了。”
從以前每天吃4種藥不管用到只服一種藥見效，在中國，已經(jīng)有一些患者體驗到了精準醫(yī)學的好處。
“即使患者有相同癥狀、患相同疾病，也要根據(jù)每個人的不同特征進行治療，為患者選擇最可能獲益、副作用最小、花費相對低的治療。心血管疾病治療正進入精準醫(yī)學時代。”阜外心血管醫(yī)院原副院長惠汝太說。
“在基因指導下用藥是精準醫(yī)學的內(nèi)涵之一，這個大幕剛剛拉開。”國家衛(wèi)計委醫(yī)藥衛(wèi)生科技發(fā)展研究中心主任李青說。
最近10多年來，伴隨人類基因圖譜的繪制完成、基因突變和疾病關(guān)系認識的深化，精準醫(yī)學正向人們走來：取孕婦5毫升靜脈血，通過基因測序儀尋找胎兒的游離DNA，就可以進行無創(chuàng)產(chǎn)前檢測，避免“唐娃娃（唐氏綜合征）”等染色體疾病新生兒的出生；通過基因檢測，可以找到腫瘤患者的基因靶點，精準用藥……
6月1日，美國食品藥品管理局批準羅氏公司首個基于EGFR基因突變的液態(tài)活檢方法，用于檢測非小細胞肺癌患者的變異。
從根據(jù)基因突變“同癌異治”或“異癌同治”到藥物基因組學，再到備受矚目的液體活檢技術(shù)－－檢測血液樣本中的腫瘤DNA……腫瘤，已經(jīng)成為精準醫(yī)學的主戰(zhàn)場之一。
“打個比喻，如果把腫瘤組織比作座機，血液中的游離DNA即ctＤＮＡ就是手機，跨越了一個時代。”長期從事腫瘤基因組研究的北京吉因加有限公司董事長易鑫說，“ctＤＮＡ是撬動腫瘤精準醫(yī)學的支點，因為可以早防早治。”
放眼世界，DNA測序已經(jīng)精確到單個核苷酸。單細胞和單分子技術(shù)將引領(lǐng)未來體外診斷技術(shù)的發(fā)展。
在這方面，北京大學第三醫(yī)院走在前列。經(jīng)過多年努力，喬杰院長率領(lǐng)的團隊和其他團隊合作，已完成21例18種單基因疾病的胚胎植入前診斷，使做試管嬰兒的夫婦避免將疾病遺傳給下一代，目前9例成功妊娠，驗證診斷準確率100%，其中7例分娩健康新生兒。
“理論上，突變基因已知的幾千種單基因遺傳疾病，都可進行高精度植入前遺傳學診斷。”喬杰說。
“基因信息對臨床的改變可以說初露端倪，但要說徹底改變還比較遠?？茖W家要和臨床專家聯(lián)合起來，進一步尋找基因、尋找標志物。”李青說。
“精準醫(yī)學計劃是人類基因組計劃的‘續(xù)集’”
“目前臨床疾病診斷治療的現(xiàn)狀就像一座冰山，人們看到的只是海面上的部分，治療的也是海面上的部分，而對海面下巨大的冰床了解還非常有限，這是現(xiàn)階段臨床治療的局限性。”中國工程院院士、北京大學醫(yī)學部主任詹啟敏說，基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組、免疫組等組學技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析工具的出現(xiàn)以及分子影像、分子病理的進步，讓實施精準醫(yī)療有了可能。
所有生物體的DNA語言，都可以用A、T、C、G四個“字母”即堿基對來表達。本世紀初，人類基因組計劃的完成和諸多物種基因組序列的測定，使生命科學進入一個大爆發(fā)時代，人類對生命的認識達到了空前水平。
正是在這一背景下，2011年，美國基因組學與生物醫(yī)學界的智庫發(fā)表《邁向精準醫(yī)學：建立生物醫(yī)學研究的知識網(wǎng)絡(luò)和新型疾病分類法》，宣示基因組學的研究成果和手段可以促成生物醫(yī)學和臨床醫(yī)學研究的交匯。
“精準醫(yī)學計劃是人類基因組計劃的‘續(xù)集’。”中科院北京基因組研究所原副所長于軍教授說。
“基因科學在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用誕生了精準醫(yī)療。”“基因空間”創(chuàng)始人、基因產(chǎn)業(yè)觀察家羅奇斌博士說，簡單說，需要對每個人進行基因檢測，精準醫(yī)療時代標志著基因檢測開始成為臨床診斷的重要標準之一。
疾病的分型方法因之改變
“以前在顯微鏡時代，肺癌就是肺癌，胃癌就是胃癌。”易鑫說，現(xiàn)在人們已經(jīng)認識到，腫瘤是基因突變導致的疾病，其敏感性、耐藥性、預后等都與基因有關(guān)。“腫瘤的基因型決定表型，以后就不一定叫肺癌或胃癌，而應(yīng)該叫某種基因突變導致的腫瘤了。”
疾病的分型更細更精確
“以乙型肝炎病毒為例，目前可以分為A、B、C、D、E、F、G、H、I等9個基因型，在我國以C型和B型為主。”國家衛(wèi)生計生委臨床檢驗中心副主任李金明說，不同基因型的致病性有所差異，并且與臨床表現(xiàn)、預后等都有一定關(guān)系。
伴隨基因測序技術(shù)“超摩爾定律”式的發(fā)展，生物醫(yī)學領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)可以用“日新月異”形容，海量數(shù)據(jù)蓬勃而出－－一篇篇研究論文刊登在重量級國際刊物上，闡述和報告全世界一個個新的發(fā)現(xiàn)，人類對生命和疾病的認識一點點加深……
“精準醫(yī)學使醫(yī)療診斷更準確，治療更有效。”長期從事生物信息學研究的中科院院士陳潤生說，更重要的是，利用分子水平的各種組學數(shù)據(jù)可以幫助人們了解疾病發(fā)生的潛在風險，精準醫(yī)學有可能使當前的醫(yī)療體系發(fā)生本質(zhì)性變化，從對疾病的診斷治療到對正常個體的健康保障，使醫(yī)療關(guān)口前移。
“精準醫(yī)學是我國醫(yī)學發(fā)展的歷史機遇，是醫(yī)學科技發(fā)展的必然，對目前臨床疾病診斷方式、疾病分類類型、臨床診療路徑、規(guī)范指南標準，都將產(chǎn)生革命性影響。”詹啟敏說。
從跟跑到并跑甚至領(lǐng)跑：中國面臨歷史性機遇
當前，許多國家把精準醫(yī)學作為新一輪國家科技競爭的戰(zhàn)略制高點，精準醫(yī)學進入了一個高速發(fā)展的新階段。
在美國，“精準醫(yī)學計劃隊列項目”今年啟動，在２０１９年前招募１００萬名志愿者，收集醫(yī)療記錄、基因信息和生活方式等數(shù)據(jù)；
在英國，推出了針對癌癥和罕見病患者的“十萬人基因組計劃”。
法國近日宣布，投資6.7億歐元啟動基因組和個體化醫(yī)療項目“法國基因組醫(yī)療2025”，計劃在未來10年將法國打造成世界基因組醫(yī)療領(lǐng)先國家……
進入2016年，中科院、科技部、國家發(fā)改委等部門先后公布同精準醫(yī)學有關(guān)的重大科研計劃、政策舉措，吹響了進軍精準醫(yī)學的號角。
“系統(tǒng)加強精準醫(yī)學研究布局，對于加快重大疾病防控技術(shù)突破、占據(jù)未來醫(yī)學及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導權(quán)、打造我國生命健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新驅(qū)動力至關(guān)重要。”科技部“精準醫(yī)學研究”重點專項2016年度申報指南開頭的一段話，道出了真諦。
透過精準醫(yī)學，人們看到，一個新的時代正在到來：伴隨人類基因組計劃的完成和“生命天書”的逐步破譯，人類已經(jīng)從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟、信息經(jīng)濟進入生物經(jīng)濟時代。
“幾十年來的生命科學研究以及日益強大的生物信息獲取和利用工具的開發(fā)，使人們更加接近以前無法想象的未來之門。”2012年發(fā)布的《美國生物經(jīng)濟藍圖》指出，基因工程、DNA測序以及自動化高通量分子操縱這三項基礎(chǔ)技術(shù)的潛力還遠未發(fā)揮出來。
可喜的是，中國在一定程度上已經(jīng)做好了迎接新時代到來的準備－－中國科學家不僅參與了人類基因組計劃，承擔了1%的任務(wù)，而且參與了人類單倍體型圖計劃、千人基因組計劃、微生物組計劃、腫瘤基因組計劃等一系列國際合作計劃，積累起相當?shù)纳锝?jīng)濟時代的基本能力和人才儲備。
基礎(chǔ)設(shè)施層面，國家發(fā)改委、財政部、工信部、衛(wèi)計委等多個部委和廣東省、深圳市聯(lián)合共建的國家基因庫也已竣工，即將投入使用。
而作為精準醫(yī)學時代甚至是生物經(jīng)濟時代的核心，一批中國企業(yè)在國家部委支持下向基因測序儀等核心儀器發(fā)起沖擊。
值得一提的是，作為人類基因組等一系列國際計劃的主要參與者，華大基因繼2013年并購美國基因測序公司Complete Genomics后，研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高通量測序儀，不僅自己大規(guī)模應(yīng)用，而且即將大規(guī)模推向市場。
“這意味著我們的測序成本有望不再受制于人。隨著基因測序越來越多地應(yīng)用到臨床健康領(lǐng)域，在邁向個人基因組時代的路上，中國人的‘推波助瀾’將功不可沒。”羅奇斌認為。
以精準醫(yī)學為切入口，在高科技賽場上，中國正面臨一個從跟跑到并跑甚至領(lǐng)跑的歷史性機遇－－
“精準醫(yī)學是人類醫(yī)學史上一場深刻變革，是生物經(jīng)濟時代的新引擎，更是中國實施科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、實現(xiàn)健康中國國家戰(zhàn)略的重大歷史機遇。”詹啟敏說。
“工業(yè)經(jīng)濟時代，家家有‘工業(yè)之花’汽車，人人享受交通便利；信息經(jīng)濟時代，處處有網(wǎng)絡(luò)和智能手機，人人享受信息便利；生物經(jīng)濟時代，到處都應(yīng)該有測序服務(wù)，人人享受健康便利?，F(xiàn)在，我要問：我們不應(yīng)該準備好嗎？”華大基因董事長汪建這樣發(fā)問。
中國精準醫(yī)學之路：幾大重點任務(wù)亟待突破
依據(jù)患者基因組信息進行個性化醫(yī)療，用二氧化碳直接生產(chǎn)液體燃料，用可再生生物質(zhì)生產(chǎn)可降解塑料……
記者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，雖然生物經(jīng)濟時代將給各方面帶來深刻影響，但健康領(lǐng)域仍然首當其沖，精準醫(yī)學必將成為一個嶄新時代的突破口。
精準醫(yī)學，已經(jīng)進入最高決策者的視野。
“從總體上看，我國在主要科技領(lǐng)域和方向上實現(xiàn)了鄧小平同志提出的‘占有一席之地’的戰(zhàn)略目標，正處在跨越發(fā)展的關(guān)鍵時期。”5月30日，習近平總書記在全國科技創(chuàng)新大會、兩院院士大會、中國科協(xié)第九次全國代表大會上發(fā)表重要講話，他在談到“基礎(chǔ)科學突破”時“點”到了干細胞研究、腫瘤早期診斷標志物、人類基因組測序。
面向未來，人們異常清醒。
“精準醫(yī)學的發(fā)展總體上是很初步的，因為還有很多未知數(shù)。”王辰院士指出。
“應(yīng)當說，當前是精準醫(yī)學的早期階段。”陳潤生院士認為，一是人類基因組的絕大部分序列即非編碼RNA，需要進一步研究其功能，二是如何從海量復雜的組學數(shù)據(jù)中獲取生命活動的知識，已成為基因組及相關(guān)研究的關(guān)鍵。
專家們呼吁，雖然各主要國家都有相應(yīng)計劃啟動，但著力點各有不同，走出具有中國特色的精準醫(yī)學發(fā)展之路，當前有幾大重點任務(wù)亟待突破。
建立中國國家生物樣本庫，加強應(yīng)用和共享。生物樣本庫又稱“國家生物銀行”，存儲組織、血液、細胞、ＤＮＡ等生物樣本以及與其相關(guān)的臨床資料，建立質(zhì)量控制信息管理與應(yīng)用系統(tǒng)。“誰擁有生物樣本資源，誰就占據(jù)醫(yī)學競爭制高點，誰就擁有醫(yī)學未來。”詹啟敏這樣評價。
“中國是疾病資源的優(yōu)勢大國，加強生物樣本資源建設(shè)和共享，統(tǒng)一標準和規(guī)范認知，是解決中國自身重大疾病的根基。”宋雷說。
為加速數(shù)據(jù)的挖掘、整合及共享，國家基因庫正有序與國際權(quán)威數(shù)據(jù)庫開展數(shù)據(jù)交換與共享，形成全球聯(lián)盟體系，以支撐引領(lǐng)生物大健康產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟快速發(fā)展。
把精準醫(yī)學與疾病預防關(guān)口前移緊密結(jié)合，加快推進臨床應(yīng)用。
“基因科技已能夠快速、準確、經(jīng)濟地檢測唐氏綜合征、地中海貧血、遺傳性耳聾、宮頸癌、遺傳性乳腺癌等疾病，可有效控制這些疾病的發(fā)生，如能通過政府引導、企業(yè)參與，用5年到10年時間在全國范圍內(nèi)大幅降低這些疾病的發(fā)生率，這將是何等令全國人民鼓舞和振奮的情景？！”科技部原部長徐冠華說。
研發(fā)一批國產(chǎn)新型醫(yī)療裝備、疫苗和抗體，掌握測序、大數(shù)據(jù)分析等一系列核心技術(shù)。
“要實現(xiàn)精準醫(yī)學，首先是測量技術(shù)和手段的精準。”于軍說，單細胞和單分子技術(shù)將會引領(lǐng)未來體外診斷技術(shù)的發(fā)展。RNA直接測序、蛋白質(zhì)質(zhì)譜、液體微流控、微納加工等技術(shù)的國內(nèi)空白都亟待填補。
“中國開展精準醫(yī)學計劃絕不是‘跟風’。中國在很多領(lǐng)域與世界精準醫(yī)學前沿發(fā)展幾乎同步，完全有能力根據(jù)自己的想法、基礎(chǔ)發(fā)展精準醫(yī)學，找尋中國自己的方向。”華大基因股份有限公司執(zhí)行總裁尹燁說。(生物谷Bioon.com)