是變革，還是新壺裝舊酒

來源：健康報發(fā)布時間：2015/6/19

導讀：□本報記者王丹□ 精準醫(yī)學的概念不是美國總統(tǒng)奧巴馬首次提出的，卻因他的大名而成為2015年醫(yī)學界最熱的關鍵詞。今年，各種形式的醫(yī)學學術會上，精準醫(yī)學都成為必不可少的“座上賓”。什么是精準醫(yī)學？—— ...

□本報記者王丹□

是變革，還是新壺裝舊酒

　　精準醫(yī)學的概念不是美國總統(tǒng)奧巴馬首次提出的，卻因他的大名而成為2015年醫(yī)學界最熱的關鍵詞。今年，各種形式的醫(yī)學學術會上，精準醫(yī)學都成為必不可少的“座上賓”。

　　什么是精準醫(yī)學？
　　——在生命科學和醫(yī)學實踐所處的重要轉折點上應運而生
　　2015年1月20日，美國總統(tǒng)奧巴馬在美國國會作國情咨文報告時提出精準醫(yī)學一詞，迅速成為新年伊始世界各國關注的熱點。很多人不禁要問，奧巴馬口中的精準醫(yī)學長什么樣子？為什么要在這個時候啟動精準醫(yī)學計劃？
　　事實上，2011年，美國科學院研究理事會就發(fā)布了一份長達100余頁的研究報告。其中提出，“邁向精準醫(yī)學——構建生物醫(yī)學研究的知識網(wǎng)絡和新的疾病分類法”，第一次明確提出了精準醫(yī)學的概念，并系統(tǒng)討論了為實現(xiàn)該目標需要開展的核心任務。
　　雖然對精準醫(yī)學的理解，“一千個人心中有一千個哈姆雷特”，但“邁向精準醫(yī)學”報告大致梳理出了美國版精準醫(yī)學的脈絡：構建基于生物學大數(shù)據(jù)的生物醫(yī)學研究知識網(wǎng)絡，建立新的疾病分類體系，從而定義新型疾病或對疾病進行分子分型和藥物分層，進而實現(xiàn)疾病的精確診斷和準確治療。
　　據(jù)介紹，上世紀90年代初，美國主導的國際人類基因組計劃啟動，目標是測定人類擁有的遺傳信息載體DNA上30億個核苷酸的排列順序。2003年4月15日，人類基因組序列圖宣告繪制成功。隨后，一系列相關研究漸次展開。然而，在基因組測序工作迅速推進的同時，研究者也逐漸認識到基因組知識的局限性。在人類基因組草圖發(fā)表的第10個年頭，美國《科學》雜志登載了一篇題為《等待革命》的評論文章，其主要觀點是“人類全基因組序列的測定并沒有帶來基礎醫(yī)療方面的重大進展”。
　　中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所吳家睿教授在今年5月發(fā)表在《生命科學》雜志上的文章里稱，面對當前生物醫(yī)學領域亟待解決的生理和病理的復雜性問題，有人看到了挑戰(zhàn)，有人看到了機會。精準醫(yī)學就是在生命科學和醫(yī)學實踐所處的重要轉折點上應運而生的。
　　在2015清華大學精準醫(yī)學論壇上，中國工程院院士、中科院生物技術專家委員會主任委員楊勝利表示：“21世紀初，美國人提出的轉化醫(yī)學概念受到各個國家的重視，而實現(xiàn)轉化醫(yī)學需要醫(yī)學模式的轉變以及醫(yī)療改革的推動。奧巴馬在推動醫(yī)療改革方面困難重重，轉化醫(yī)學受到的爭議也頗多，而精準醫(yī)學正是轉化醫(yī)學的目標。從轉化醫(yī)學到精準醫(yī)學，奧巴馬用新的理念使自己有了臺階下。”
　　事實上，奧巴馬在美國國會作國情咨文報告時也表達了通過推動精準醫(yī)學，實現(xiàn)醫(yī)療控費的期待?！坝捎诶脗€體基因信息能有效找到患者病因，因此可以省下目前花在無效藥物上的數(shù)百億美元。”
　　第三次醫(yī)學革命？
　　——經驗醫(yī)學、循證醫(yī)學、精準醫(yī)學代表了人類對疾病認識不斷深入的過程，三者不能互相替代
　　精準醫(yī)學計劃一經推出，在得到極大關注的同時，也惹來眾多非議。一些科學家認為，精準醫(yī)學只是對個體化醫(yī)療概念的包裝，因為奧巴馬的提出而有了影響力，似乎也有了“理論依據(jù)”。
　　回顧歷史，歷屆美國總統(tǒng)似乎都發(fā)起過類似的“運動”，例如尼克松提出“向癌癥宣戰(zhàn)”，克林頓提出“人類基因組計劃”等?；蛟S正是由于這些計劃至今沒能給人類對抗疾病帶來太大幫助，美國公眾對于總統(tǒng)們提出的口號就自然而然地打了問號。
　　根據(jù)白宮披露的精準醫(yī)學計劃詳情，美國財政計劃在2016年撥付2.15億美元用于精準醫(yī)學。其中，約有1.3億美元用于美國國立衛(wèi)生研究院開展大規(guī)模隊列研究；1000萬美元投入美國食品藥品監(jiān)管局用于獲取新的專利和推進高質量數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，以保證監(jiān)管機構在精準醫(yī)學和公共醫(yī)療保健方面的研究需求；7000萬美元資助美國癌癥研究中心，用于腫瘤基因組學研究，開發(fā)更加有效的腫瘤治療方法；500萬美元投入健康和人類服務局，用于制定一系列的標準和要求，以保護隱私和跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換安全。
　　中國科學院院士、遺傳學家賀林認為，從精準醫(yī)學計劃的詳細方案看，它更像是對國際人類基因組單體型圖計劃、腫瘤基因組變異圖譜研究計劃等一系列原有計劃的重新組合和疊加，從而樹立一個工作標準和新目標。
　　“精準醫(yī)學是基于工具的概念，因此能迎來新的科學時代。”北京天壇醫(yī)院副院長王擁軍在接受采訪中提出，精準醫(yī)學代表了第三次醫(yī)學革命的到來。他還引用了物理學家弗里曼·戴森的一段話來表達自己的觀點：“新的科學方向常常源于新的工具，而不是新的概念。概念驅動的科學革命只是用新方法解釋舊事物，而工具驅動的科學革命是去發(fā)現(xiàn)需要闡明的新事物?！?/span>
　　在王擁軍看來，醫(yī)學可以分為3個時期，即經驗醫(yī)學時期、循證醫(yī)學時期和精準醫(yī)學時期。其中，循證醫(yī)學又可以劃分為兩個時期。前一個時期是對循證醫(yī)學的過度追捧，教條主義，最終發(fā)現(xiàn)相同的疾病給予相同的治療，結局并不相同。此后基于對于醫(yī)學的理解加深，對于病人的分層越來越細，進入了“個體化醫(yī)學”時代。
　　“經驗醫(yī)學、循證醫(yī)學、精準醫(yī)學代表了人類對疾病認識不斷深入的過程，三者不能互相替代?！蓖鯎碥娭毖?，精準醫(yī)學不是完全的個體化醫(yī)療，兩者的最大差異就在于前者利用工具更多，主要包括組學、影像以及數(shù)據(jù)，而個體化醫(yī)學往往更多依賴于組學研究。
　　“精準醫(yī)學不單是概念和理論，它是現(xiàn)實可及的。”中國工程院院士、中日友好醫(yī)院院長王辰在高科技醫(yī)學發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療高峰論壇上表示，精準醫(yī)學的核心目的與藥物基因組、個體化醫(yī)學一脈相承，即實現(xiàn)療效最大化、損害最小化以及資源最優(yōu)化。
　　考慮到精準醫(yī)學需要以個體為中心，整合不同數(shù)據(jù)層的生物數(shù)據(jù)庫，以及高度關聯(lián)的知識網(wǎng)絡，吳家睿指出，精準醫(yī)學是一個有著豐富內涵的復雜概念，不能簡單等同于個體化醫(yī)學，就像中醫(yī)是個體化醫(yī)學，但不是精準醫(yī)學。基因組測序是實現(xiàn)精準醫(yī)學的主要任務之一，但不能把實現(xiàn)精準醫(yī)學局限于基因組測序。另一方面，要認識到精準醫(yī)學將對生物醫(yī)學研究和醫(yī)療實踐產生重大影響，有可能改變人類維護健康和抗擊疾病的傳統(tǒng)模式。
　　精準如何實現(xiàn)？
　　——當前，精準醫(yī)學就是大數(shù)據(jù)與組學兩大科學前沿的交匯
　　為何學界對精準醫(yī)學理念如此推崇？中國科學院院士、生物信息學家陳潤生認為，主要有兩個方面的原因。一是近年來基因組學的發(fā)展，讓人們相信通過基因能夠了解疾病的分子本質和原因，對疾病的診療可以做得更精準。二是隨著精準醫(yī)學的發(fā)展，未來有望對當前醫(yī)學產生本質上的變革，即從疾病的診斷治療前移至對健康個體的評估、預防和保健，甚至產生與醫(yī)療體系并駕齊驅的新健康產業(yè)。
　　如何實現(xiàn)精準醫(yī)學？陳潤生表示，精準醫(yī)學有兩個重要的基石。一是以基因組為代表的組學研究的發(fā)展，包括基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組等，以及與此相伴隨的大數(shù)據(jù)研究，包括方法、策略、理論等。二是在了解組學知識的基礎上，打通基因型和表型的關聯(lián)，其中重要的工具就是生物信息學，包括生物網(wǎng)絡和系統(tǒng)生物學等。“當前，精準醫(yī)學就是大數(shù)據(jù)與組學兩大科學前沿的交匯?！?/span>
　　“在這兩個方面，我們還面臨非常多的挑戰(zhàn)。”陳潤生舉例說，當前在組學中最大的挑戰(zhàn)來自基因組中的“暗信息”，即那些被檢測到，卻不知道其功能的遺傳信息。目前在人類30億個遺傳密碼中，真正被人類了解、受“中心法則”支配的遺傳信息僅有3%。雖然目前絕大多數(shù)非編碼序列的生物學作用是未知的，但從進化生物學、比較基因組以及非編碼RNA的研究來看，這部分遺傳密碼與人類健康同樣密切相關。
　　有研究顯示，一類非編碼序列RNA PCGEM1可導致前列腺癌，非編碼序列RNA his-1可導致白血病，非編碼序列RNA MALAT-1可導致非小細胞肺癌。此外，一組非編碼序列RNA H19與P53類似可發(fā)揮抑癌作用。據(jù)陳潤生介紹，從2001年～2010年的10年間，《科學》雜志曾經6次將非編碼序列、非編碼基因以及非編碼RNA作為重要的科學問題予以關注?！斑@意味著人類基因組中未知的大量遺傳密碼，同樣執(zhí)行著重要的生物學功能。這也說明，就精準醫(yī)學的重要支柱——組學而言，我們還有太多的未知有待發(fā)現(xiàn)?！?/span>
　　在大數(shù)據(jù)方面，同樣面臨很多科學問題。陳潤生表示：“大數(shù)據(jù)分析人員最頭疼的是，從大數(shù)據(jù)中挖掘共同疾病中不同個體的特異性，以及不同疾病中群體所具有的共性?！崩鐚μ厥饽[瘤的研究，能取得的樣本只有幾十個或者幾百個。用這樣少的樣本體系，去評估一個人群的疾病特征，就是一個不完備的數(shù)學問題。不僅如此，由于腫瘤、心腦血管疾病等都是多基因疾病，所取樣本中患者的基因變異不完全相同。如何對類似的“大數(shù)據(jù)、小樣本”進行分析，找出其中的數(shù)學規(guī)律，實現(xiàn)精準診療？這就需要建立新的數(shù)學模型以及理論分析體系。
　　正因為人類生命的復雜性，在《細胞》雜志2014年3月為紀念創(chuàng)刊40周年發(fā)行的專輯中，美國著名腫瘤生物學家R.Weinberg發(fā)表題為《完整的循環(huán)——從無盡的復雜性到簡單性再回到復雜性》的評論文章指出，過去40年里，從事腫瘤研究的科學家，從最初面對無數(shù)難以理解的病理現(xiàn)象的困惑，到樹立還原論必勝的信念，再到最近幾年重新面對腫瘤這個疾病的無盡復雜性。

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原標題：是變革，還是新壺裝舊酒