精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)模式下科學(xué)研究策略思考*

朱劍武，王曉玲，楊 勇

(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所醫(yī)教科技部，重慶 400042)

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精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)模式下科學(xué)研究策略思考*

朱劍武，王曉玲，楊 勇△

(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所醫(yī)教科技部，重慶 400042)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃(precision medicine initiative，PMI)由前美國總統(tǒng)奧巴馬在2015年1月20日的國情咨文演講中提出，并于1月30日正式啟動。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃預(yù)投入大量的人力、物力、財力資源以明確疾病形成機制，為“精確施藥”提供基礎(chǔ)，開辟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新天地。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)作為一種新型醫(yī)學(xué)概念，是隨著基因組測序技術(shù)的快速進步，以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展的個體化醫(yī)療。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，對大樣本人群與特定疾病類型進行生物標(biāo)志物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)用，從而準(zhǔn)確定位病因及治療方案，對同一種疾病的不同表現(xiàn)及病程進行分析。其終極目標(biāo)是針對不同患者和不同疾病實施針對性的特色醫(yī)療服務(wù)，提高疾病治愈率[1-2]。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)可以輔助醫(yī)生分析患者的病因，從而實施具有針對性的治療。本研究通過分析精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的優(yōu)缺點及其影響，分析我國實施精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究過程中亟待解決的問題及應(yīng)對措施。

1 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的特點

美國的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)一直圍繞基因、蛋白等分子生物學(xué)的特性，針對個體不同的病理特征展開治療。但是，疾病不是由單個基因、分子所決定的，所以我國所倡導(dǎo)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念更應(yīng)強調(diào)系統(tǒng)化，涵蓋理論和實踐，強調(diào)從全過程、全要素、全局性對醫(yī)療過程進行優(yōu)化。

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是通過生物樣本庫得出完整的臨床信息，結(jié)合分子影像與大數(shù)據(jù)分析，形成個性化的治療方案，并貫穿于診療的全過程，從而達到優(yōu)化診療、精準(zhǔn)治療，最終提高療效，減輕治療不良反應(yīng)，降低費用的目的。在疾病預(yù)防階段，提高風(fēng)險人群篩選的精確性，實現(xiàn)靶向預(yù)防；在疾病診斷階段，提高疾病診斷的準(zhǔn)備性，實現(xiàn)疾病的早期診斷；在疾病的治療階段，優(yōu)化治療方案，使治療更有針對性，并有效降低不良反應(yīng)。

隨著現(xiàn)代生物信息數(shù)據(jù)庫、患者個性化檢測技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理論得到越來越多的醫(yī)務(wù)工作者的認(rèn)可。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)通過對發(fā)病機制和大數(shù)據(jù)的交叉分析，準(zhǔn)確判斷病因并實施個性化診斷，為患者(目前主要是肺癌、乳腺癌、白血病)提供更具有針對性的治療方案，使有效性得到大幅度的提高，并具有一定的針對性和先進性[3-5]。

2 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科研的影響

2.1 大數(shù)據(jù)的整合與共享 現(xiàn)在傳統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域每天都會增加大量數(shù)據(jù)，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各種組學(xué)數(shù)據(jù)增長也很快。為了更加有效地管理與利用生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)，科技部已經(jīng)啟動面向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)管理和服務(wù)需求的“生物大數(shù)據(jù)開發(fā)與利用關(guān)鍵技術(shù)研究”等重大研究計劃，積極建設(shè)“組學(xué)大數(shù)據(jù)中心和知識庫”、“疾病大數(shù)據(jù)處理分析與應(yīng)用”、“基于區(qū)域醫(yī)療與健康大數(shù)據(jù)處理分析與應(yīng)用”等國家級的研究中心和技術(shù)聯(lián)盟[6]。

通過統(tǒng)計基因組學(xué)、臨床應(yīng)用生物信息學(xué)、病理學(xué)、治療等多領(lǐng)域?qū)＜彝f(xié)作才能有效利用生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)，整合多種組學(xué)數(shù)據(jù)并將其應(yīng)用于臨床診斷和藥物開發(fā)等。因此，不僅要保證互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高效率存儲和傳輸，還要通過數(shù)據(jù)加密、屏蔽隱私數(shù)據(jù)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隱私和安全[7]。

2.2 對數(shù)據(jù)分析能力的挑戰(zhàn) 美國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃前期計劃是將志愿者基因組數(shù)據(jù)加入美國生物信息庫，并對基因信息進行分析，為藥物研發(fā)和疾病預(yù)防提供有效信息[8]。隨著基因測序技術(shù)第3代的發(fā)展，個人全基因組測序的時間和費用已經(jīng)大幅度降低。但要從測序當(dāng)中分析具體基因的改變情況，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的原因，以及基因與環(huán)境因素共同作用引發(fā)疾病的方式，就必須從大量數(shù)據(jù)里梳理出原委，這對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析能力提出了新的挑戰(zhàn)。此外，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的平臺涉及基因組測序、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等各種組學(xué)，以及疾病人群、健康人群和環(huán)境因素等大數(shù)據(jù)。找到更優(yōu)化、更方便、更快捷的測序方法是發(fā)展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個重要突破點。只有提高測序結(jié)果的分析能力，才有可能將測序得到的結(jié)果轉(zhuǎn)化為能夠服務(wù)的信息。

2.3 為藥物研發(fā)帶來新契機 現(xiàn)在新藥研發(fā)花費高、耗時長、成功率低，而目前已上市的藥物其藥動學(xué)和安全性資料較為完備，使老藥新用的研發(fā)進程大幅度縮短，受到越來越多的關(guān)注。近年來，組學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為老藥新用及聯(lián)合用藥的開發(fā)拓寬了道路。通過構(gòu)建已獲批準(zhǔn)的藥物庫，篩查潛在的藥靶，找到藥物新的用途[9]。此外，隨著組學(xué)的快速發(fā)展，尤其是基因組、表觀基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組和生物信息學(xué)的迅猛發(fā)展，為揭示不同疾病的分子機制創(chuàng)造了有利條件。通過各種組學(xué)研究揭示基因調(diào)控機制、詮釋基因功能，結(jié)合生物信息學(xué)分析手段可以從整體、動態(tài)水平上全方位地解析疾病病因和藥物作用機制，確定特定疾病有關(guān)的靶標(biāo)分子，促進老藥新用的開發(fā)和聯(lián)合使用。

3 我國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究的現(xiàn)狀

3.1 我國開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究的優(yōu)勢與不足 近年來，我國在基因組測序技術(shù)、臨床疾病分子分型與診治標(biāo)志物、藥物設(shè)計靶點、臨床隊列與生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)等研究方面取得了一定的成果，并具有以下優(yōu)勢：(1)培養(yǎng)出了一批具有國際水平的研究團隊和基地，我國基因測序能力已經(jīng)達到頂尖水平；(2)在健康人群和疾病人群隊列研究的規(guī)模上和生物樣本的多樣性上具有絕對優(yōu)勢；(3)在開展大規(guī)模、多中心臨床試驗的速度和成本方面具有絕對優(yōu)勢；(4)在數(shù)據(jù)采集和使用的靈活度上具有一定的優(yōu)勢。

我國深入開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究還存在以下幾個方面的制約因素：(1)我國核心測序儀器設(shè)備的研發(fā)能力和關(guān)鍵性前沿技術(shù)的創(chuàng)新能力仍不能滿足需求[10]；(2)缺乏醫(yī)療數(shù)據(jù)庫和生物樣本資源庫的共享，出現(xiàn)“信息孤島”現(xiàn)象，多元大數(shù)據(jù)的互通、融合、使用上還存在一定的問題[11-12]；(3)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)還在不斷地發(fā)展當(dāng)中，一些基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究成果仍未投入臨床使用；(4)監(jiān)管政策方面，關(guān)于基因診斷、患者數(shù)據(jù)安全、臨床新技術(shù)新產(chǎn)品監(jiān)管等的法律法規(guī)仍不完善。

此外，我國深入開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究還需要克服以下難關(guān)：(1)近年來，電子病歷的應(yīng)用范圍越來越廣泛，但仍未系統(tǒng)化，且沒有形成可以共享的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。因此，建立完備的、結(jié)構(gòu)化的、標(biāo)準(zhǔn)化的電子病歷系統(tǒng)是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的必要條件之一。(2)分析關(guān)。現(xiàn)有的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫可以被細(xì)分為多個大型數(shù)據(jù)庫儲存、電子數(shù)據(jù)表、隨機存取內(nèi)存緩存、外部云、視頻及非結(jié)構(gòu)化社交媒體網(wǎng)站，但相互之間往往呈現(xiàn)孤立并存狀態(tài)，新的分析工具必須通過對各類數(shù)據(jù)的分析和解釋工作，挖掘出有實踐價值的臨床線索。(3)適用關(guān)。醫(yī)療結(jié)構(gòu)借助大數(shù)據(jù)構(gòu)建出的用戶網(wǎng)管極其重要，如此便可實現(xiàn)有效分解查詢，并快速、準(zhǔn)確地合成結(jié)果。網(wǎng)關(guān)界面必須包含理想的永和界面，得以促成高效數(shù)據(jù)挖掘。(4)安全關(guān)。構(gòu)成大型數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)來源的隱私性必須得到充分保障，確保醫(yī)療機構(gòu)患者相關(guān)數(shù)據(jù)的安全性[13]。

3.2 我國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究的對策 遵照美國“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”的實施思路，我國應(yīng)積極開展健康人群及疾病人群的大型隊列研究，結(jié)合我國醫(yī)學(xué)發(fā)展實施符合我國的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”，將精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的理念及研究方法與祖國醫(yī)學(xué)“治未病”理論相結(jié)合，根據(jù)患者個人特點制訂有針對性、個性化的防治手段，為開展基于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的疾病風(fēng)險檢測和個性化治療提供可靠的數(shù)據(jù)支持，進一步提高我國醫(yī)療救治水平。

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的必由之路，將引領(lǐng)醫(yī)療行業(yè)發(fā)生巨變。雖然目前真正可以用于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的、有確切效果的技術(shù)還不夠多，但是一定要在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的引領(lǐng)下，將疾病的防治和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)“精確、高效、安全、經(jīng)濟”的特點結(jié)合，為患者提供更人性化、高效的醫(yī)療健康服務(wù)，推動我國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究和臨床水平的發(fā)展。

[1]鄧愛文，熊日波，曾參軍．精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在外科領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J]．南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2015，35(11)：1662-1664．

[2]夏鋒，韋邦福．精準(zhǔn)醫(yī)療的理念及其技術(shù)體系[J]．醫(yī)學(xué)與哲學(xué)，2010，31(22)：1-3．

[3]曹雪濤．推進精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展 助力健康中國建設(shè)[N]．科技日報.(2015-3-9)[2017-05-26]．http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2015-03/10/content_295129.htm?div=-1

[4]徐速，李維．精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究熱點的雙向聚類計量分析[J]．醫(yī)學(xué)與哲學(xué)，2015，36(12)：1-5．

[5]徐鵬輝．美國啟動精準(zhǔn)醫(yī)療計劃[J]．世界復(fù)合醫(yī)學(xué)，2015，1(1)：44-46．

[6]李艷明，楊亞東，張昭軍，等．精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)的分析與共享[J/CD]．中國醫(yī)學(xué)前沿雜志(電子版)，2015，7(6)：4-10．

[7]范美玉，陳敏．基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)醫(yī)療服務(wù)體系研究[J]．中國醫(yī)院管理，2016，36(1)：10-11．

[8]李長輝．是什么在阻礙精準(zhǔn)醫(yī)療早日來到?[J]．中國社會組織，2015，3(8)：31．

[9]盛苗苗，蔣澄宇．精確醫(yī)學(xué)為老藥新用及聯(lián)合用藥帶來新契機[J]．生命科學(xué)，2015，27(3)：322-326．

[10]李雷，郎景和．精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)[J]．國際婦產(chǎn)科學(xué)雜志，2016，43(4)：365-374．

[11]趙曉宇，刁天喜，高云華，等．美國“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”解讀與思考[J]．軍事醫(yī)學(xué)，2015，39(4)：241-244．

[12]蘇暄．戴尅戎：現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念的啟示與應(yīng)用[J]．中國醫(yī)藥科學(xué)，2016，6(1)：1-4．

[13]王東雨，宇文姝麗．國外精準(zhǔn)醫(yī)療研究可視化分析及啟示[J]．醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2016，37(1)：13-18．

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.21.043

重慶市決策咨詢與管理創(chuàng)新項目資助(cstc2015jccxA10006)。 作者簡介：朱劍武(1982-)，副研究員，博士，主要從事科研管理方面的研究。

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1671-8348(2017)21-3010-03

2017-02-22

2017-04-26)

△通信作者，E-mail:yy4243@tom.com。