藥物基因組學臨床決策支持系統綜述

秦偉峰 呂旭東 段會龍 李昊旻

1(浙江大學生物醫學工程與儀器科學學院，杭州 310027)2(浙江大學醫學院附屬兒童醫院，杭州 310052)3(浙江大學轉化醫學研究院，杭州 310029)

引言

現代醫學，正在由以前的“一刀切”模式，朝著“一人一藥”、“一病一藥”的精準醫學模式發展。精準醫學，也被稱為個體化醫療，要求在整個醫療過程中，充分考慮患者在基因、環境及生活方式中存在的個體差異，對每個患者分別采用適于其個體特征的專屬治療方案，以達到最有效的疾病治療和預防目的[1]。個體化醫療的概念，并不是什么新鮮的事物，醫學實踐中早已有應用，比如輸血之前，先檢驗患者的血型，一個世紀以前就已經開始這么做了[2-3]。隨著近幾十年來，基因測序技術的飛速發展，各種生物信息數據庫的不斷涌現，計算和處理大規模生物數據能力的顯著提升，使得精準醫學這一概念更廣泛地應用于醫學實踐成為了可能[4]。

藥物基因組學(pharmacogenomics，PGx)是研究個體的藥物響應與個體的基因之間關系的學科，是精準醫學的重要組成部分。藥物基因組學在臨床上的日常化應用具有重要的意義，通過藥物基因組學可以優化藥物治療效果，降低藥物潛在的毒性和減少藥物不良反應事件的發生，最終達到提高醫療效率和醫療安全性，降低醫療費用的目的[5]。圣猶大兒童研究醫院的基因檢測結果表明，78%的患者身上至少有一個有活性的藥物基因，影響藥物在體內的代謝和效應，可以使用該基因型來指導患者用藥[6]；梅奧診所的基因檢測結果顯示的這一數據更是高達99%[7]。藥物基因組學被認為是有希望最先在臨床上實現日常化應用的精準醫學領域，并以此促進整個精準醫學時代的來臨。美國食品與藥品管理局(FDA)出版的藥物標簽中，有超過100種藥物包含PGx標志物信息[8-10]，有的還明確要求在使用之前進行PGx檢測，如阿巴卡韋、伊伐卡托、拉布立酶、他莫昔芬等。2009年，為了推動PGx的臨床應用PharmGKB和藥物基因組學研究組織(PGRN)聯合成立了臨床藥物基因實施聯盟(CPIC)，旨在編寫和出版循證的PGx臨床指南，迄今已發表了20篇指南，涵蓋15個基因和38個藥物的相互作用及其在臨床的用藥推薦和劑量推薦。此外，荷蘭皇家藥師協會的藥物基因組學工作組(DPWG)、加拿大的藥物基因組學與藥物安全組織(CPNDS)也在致力于這方面的工作。盡管如此，藥物基因組學在臨床全面推廣應用的進度還是十分緩慢。其面臨大量的實施挑戰與障礙，首先依賴于臨床基因檢測實驗室的建設；其次藥物基因組學知識體量巨大、復雜、導致醫生難以理解和有效利用；同時基因檢測結果數據難以融入現有的醫院電子健康病歷系統中；另外，隱私保護和基因檢測費用保險報銷等多個方面也影響到其臨床落地[5, 11-13]。這些挑戰與障礙嚴重阻礙和放緩了藥物基因組學進入日常化臨床應用的步伐，以及精準醫學模式的實現和發展。

醫療信息技術，為現代臨床實踐提供了重要工具，如電子病歷系統(EHR)、計算機醫囑錄入系統(CPOE)、臨床決策支持系統(CDS系統)等，可以克服精準醫學臨床實施過程中遇到的諸多障礙和挑戰，促進精準醫學的實現。尤其是CDS系統，可以結合每個患者的具體情況和最新的知識，為醫生、患者及其他利益相關者提供及時的決策幫助。其中，以幫助和促進臨床醫務人員使用PGx知識為目的的CDS系統，被稱作藥物基因組學臨床決策支持系統(PGx-CDS系統)。由于PGx知識本身的特性，PGx-CDS系統是實現PGx臨床部署和知識轉化不可或缺的重要工具[14-15]，可以很好地解決藥物基因組學復雜、動態多變、難以理解等阻礙其進入臨床日常化應用的障礙[5, 16-17]。

目前，在精準醫學和PGx的研究領域，已有大量的關于PGx-CDS系統的報道，其中很多的系統已經在一些發達國家的醫院和臨床研究機構得到了實際的應用，用以支持臨床PGx服務的開展，結果都證明了PGx-CDS系統可以有效地幫助醫生使用PGx知識和促進PGx服務的臨床部署和應用。本研究將對目前文獻中出現的已經部署實施和處于原型階段的PGx-CDS系統進行系統的綜述。

1 PGx-CDX的研究狀況

利用PubMed搜索最近8年來關于PGx-CDS系統的英文文章，即發表時間在2010年1月1日—2017年12月31日之間的文章，利用關鍵詞pharmacogenetics、pharmacogenomics、clinical decision support對全文進行搜索，得到226篇文章，通過瀏覽摘要和全文，利用排除法，排除綜述文章，排除沒有描述PGx-CDS系統的設計、開發和評估的文章，排除沒有描述具體的計算機化的PGx-CDS系統的文章，最終得到28篇文章。圖1顯示了文章數量隨年份變化的趨勢，可以看出，2010年只有1篇PGx-CDS系統相關的文章報道，隨后文章數量開始逐漸增多。這說明，關于PGx-CDS系統的研究越來越多的受到研究者們的關注。

另外，筆者也對中文文章進行了檢索，利用關鍵詞“藥物基因”、“藥物基因組學”、“臨床決策支持”對萬方數據庫和CNKI數據庫進行了檢索，未發現中文文章報道的具體的PGx-CDS系統。

表1 所涉及的11個PGx-CDS系統(項目)和各系統(項目)的主要特征Tab.1 List of The 11 involved PGx-CDS system/project and the main characteristics of each system/project.

圖1 近8年PGx-CDS系統文章數量Fig.1 The relationship between article numbers and year.

對28篇英文文章，首先根據文章描述的系統或項目進行分類，如果沒有項目名稱或者系統名稱，則用CDS部署的醫療機構來代替，最后得到11個不同的CDS系統。接下來，將從基因檢測模式、是否與EHR系統集成、PGx數據和知識的表達及存儲方式、CDS干預方式、系統的評估方法和結果等幾個方面進行了重點考察，因為這幾個方面是構成和研究一個CDS系統的主要方面，考察得到的主要特征結果列于表1中。其中，PGx的基因檢測模式雖然不屬于PGx-CDS系統的內容，但是會影響PGx-CDS系統的設計和臨床效果，因此也將其作為考察的一個重要方面。

接下來的兩節，將通過詳細的描述和討論上面所提到的幾個方面的考察結果，對當前PGx-CDS系統的發展進行一個全面的回顧和展現；最后一節，在對PGx-CDS系統發展現狀回顧的基礎上，對該研究領域目前面臨的主要挑戰和未來發展方向進行了一些討論和思考。

2 臨床基因檢測模式

基因檢測是影響PGx臨床部署的主要障礙之一[44-45]，目前在臨床上應用的有兩種基因檢測模式：反應檢測模式和預先檢測模式[45]。臨床醫療機構采用的基因檢測模式不僅會影響PGx在臨床的應用效果，而且會影響PGx-CDS系統的開發設計，如圖2所示。

傳統上，基因檢測采用和其他的醫院檢驗項目一樣的檢測模式，即需要的時候再去檢測，如在醫生開藥之前去檢測，也就是這里所謂的反應檢測模式。反應檢測模式又可以細分為基于適應癥的檢測和基于藥物不良反應的檢測。基于適應癥的檢測，指當患者因某種疾病需要服用風險藥物之前進行的基因檢測，如對于做冠狀動脈介入手術的患者，服用阿司匹林和氯吡格雷進行術后抗血小板聚集和抗凝，是臨床指南推薦的標準方法，而藥物代謝酶基因CYP2C19的基因型會影響患者服用氯吡格雷后的抗血小板效果，因此，患者在術前應先先進行CYP2C19基因檢測[28]。對于基于適應癥的基因檢測，一般要求PGx-CDS系統根據患者的診斷和用藥情況來提醒醫生應先進行PGx檢測然后再用藥。另外一種基于藥物不良反應的基因檢測，指當患者服用藥物出現不良反應或用藥無效時，醫生安排患者進行基因檢測，用以排除不良反應原因和避免患者再次錯用藥物[18]，對于檢查為陽性或者存在風險基因的患者，PGx-CDS系統要負責合理存儲和保管PGx檢測結果，并確保阻止醫生再次為患者使用同種類藥物。

圖2 預先檢測模式和反應檢測模式的區別Fig.2 Difference between the preemptive and reactive testing

近幾年來，PGx領域的專家們們提出了PGx的預先檢測模式[6-7, 28, 31, 46]，并得到了極力地推廣，從表1中我們也可以看出相當多的PGx臨床試點都應用了此種模式(表中所列出的采用了預先測試模式的臨床機構，同時也可能采用了反應測試模式)。預先檢測模式指的是患者在沒有使用相應藥物的時候，就提前一次性檢測體內所有或者一批基因，然后將基因檢測結果存儲到醫療機構的EHR系統中備用。這樣做有多個好處：首先，PGx基因屬于可遺傳的變異，具有終生有效的特點，檢測一次終生使用非常方便；其次，隨著近幾年基因檢測技術的快速發展，使得一次檢測多個基因比一次檢測一個基因更節省費用；另外，絕大部分人身上至少會有一個活躍的藥物風險基因，測的基因越多越有助于發現患者身上的風險基因[6-7]；更重要的是，目前大部分醫療機構還沒建立有資質的基因檢測實驗室，相關基因檢測大多需要到醫療機構外部檢測，院外檢測的周轉時間一般需要2～7天[28, 44]，在患者需要用藥的時候，再對患者進行基因檢測，可能會延誤患者的治療時機。預先檢測模式則可以避免這種情況，使患者及時得到最佳的治療方案。對于預先檢測模式，更是離不開PGx-CDS系統的支持，這是因為預先檢測模式會提前對患者檢測幾十個甚至是幾百個基因，患者真正需要用到基因影響的藥物可能是在若干年之后，沒有PGx-CDS的幫助，醫生開藥時很難知道該患者是否做過基因檢測，基因檢測的結果是什么，以及該如何根據患者的基因型來決定藥物的使用。

3 PGx-CDS系統的發展

3.1 是否與EHR集成

按照PGx-CDS系統是否與臨床EHR系統集成，可以將PGx-CDS系統分為與EHR集成的PGx-CDS系統和獨立的PGx-CDS系統。

將PGx-CDS系統與EHR集成有多個好處：一是可以充分利用EHR中全面的數據資源，包括患者的基因檢測數據和其他數據；二是可以將PGx-CDS系統產生的結果數據(如對基因檢測結果的解釋、用藥推薦等)存入EHR中，備醫生長期使用；三是可以將PGx-CDS系統和其他的CDS系統一起融入到醫生的日常工作流中，為醫生提供實時的、直接的、充分全面考慮患者個體特征的決策支持。

獨立的PGx-CDS系統沒有與EHR系統集成，因而在使用時一般需要用戶手動輸入或者上傳患者的數據，如MSC系統需要用戶手動地上傳以23andMe或VCF等標準格式存儲的患者基因檢測結果，通過QR二維碼實現數據的共享和交換[36]。在CDS干預方式上，不像集成的PGx-CDS系統可以利用融入臨床工作流的優勢，采用同步和異步多種干預方式為臨床用戶提供盡可能全面的決策支持，獨立的PGx-CDS系統一般只能采取異步的CDS干預方式，如報告(具體方式見3.3，CDS干預方式)。從表1中可以看出，目前大多數的PGx-CDS系統都采用與EHR集成的方式，只有小部分CDS系統采用獨立的方式。而且已經應用于臨床的PGx-CDS系統，幾乎全部采用與EHR集成的方式，只有GPS系統是個例外。不過，由于認識到獨立的系統無法很好地融入臨床工作流和充分利用EHR中患者數據的弊端，目前GPS系統也正在考慮系統和EHR集成的問題，以便充分利用與EHR集成的好處[39]。

3.2 PGx數據和知識的表達與存儲

基因檢測結果的表達與存儲，決定了PGx-CDS系統執行的起始條件，對于CDS來說至關重要。對于基因檢測的結果，從產生到被醫生利用，遵從檢測結果->基因型->表型->解釋的流程。因此從檢驗結果到對應的臨床決策支持服務的各個環節需要定義規范的數據和知識表達。PGx檢測儀器直接產生的結果一般是基因的基因型數據，即便是測序的結果，也需要先進行位點對照和基因分型，得出基因型數據后才能進入下一步的臨床應用。目前，PGx檢測基因分型結果有多種表達形式，包括變異位點、單倍型、雙倍型、陰陽性(變異出現為陽性，不出現為陰性)。而且每一種表達形式，又有不同的命名方式，如，Rsid[47]、HGVS[48]、星號等位基因命名法[49]等。由于目前尚沒有統一的行業標準，因此臨床上使用不同廠家、不同型號的基因檢測儀器和檢測服務，會得到不同表達形式的基因檢測結果。基因表型數據也存在沒有統一命名法和標準術語的問題。為了實現系統的自動推理，不同地點不同應用場景的PGx-CDS系統，目前需要針對性開發解析不同的PGx結果形式的接口。例如， MCS項目直接處理以23andMe和VCF標準格式存儲的基因變異位點信息[36-37]；在CPS和PMP兩個項目中，需要藥劑師人工地將基因的預測表型添加到EHR的問題列表中，作為CDS警告的觸發條件[18, 29-30]。

目前，為了實現PGx的臨床應用需要進行臨床轉化的PGx知識主要包括：基因-藥物關系、基因變異、基因分型、基因表型、基因表型對藥物的影響及基于基因表型的用藥推薦等知識內容。這些已經可以用于臨床的知識主要存在于一些權威機構出版的藥物標簽、臨床指南和知識庫中，如FDA藥物標簽、CPIC指南、PharmGKB知識庫等。對于這些知識資源庫中存儲的知識，主要是以人可讀的方式存儲和表達的，尚不能直接被計算機化的PGx-CDS系統使用，而是需要先轉化為機器可讀的形式，才能被PGx-CDS系統利用。對于PGx知識的表達與存儲，目前大部分已報道的PGx-CDS系統都沒有做明確的說明。只有部分PGx-CDS系統的PGx知識表達和存儲方法可以被查到，而且已報道的這些系統所采用的方法也都不一樣，如表1所示。具體情況為，PG4KDS項目的CDS系統利用查找表(也被稱作轉化表)來表達PGx知識和推理基因表型[6, 32]；MSC系統利用OWL2網絡本體語言來表達PGx知識[36-37]；NIH CC的CDS系統利用Arden語法來表達PGx知識[35]；而GPS系統則采用關系型數據庫來表達和存儲PGx的知識摘要[39]。

3.3 CDS干預方式

一般地，根據CDS是否會打斷醫生當前的工作，可以將CDS系統對用戶的干預方式分為同步干預方式和異步干預方式，同屬CDS系統的PGx-CDS系統也不例外。

3.3.1同步干預方式

同步干預方式的CDS也稱作主動CDS，一般會主動地打斷或暫停醫生當前的工作進度，強制要求醫生查看并處理CDS的內容。常用形式為彈出式警告，如CPOE系統中醫生提交醫囑之后彈出的警告框。在PGx-CDS系統中，根據警告觸發時，患者是否有基因檢測結果，可以將警告分為檢測前警告和檢測后警告。

檢測前警告主要用以告知醫生當前開具的藥物與相應基因的相互作用機理及潛在的風險，建議醫生為患者進行PGx檢測，醫生可以選擇聽從建議或者忽略建議繼續當前操作。大部分的檢測前警告是由醫生在開具風險藥物時被觸發的[6-7, 26, 29, 31]，而PREDICT項目中的檢測前警告則是由一個患者風險預測模型觸發的，如果患者被風險預測模型標記為風險患者，則CDS系統會發出警告，提醒醫生為患者進行預先的基因檢測[27, 46]。另外，在NIH CC項目中，檢測前警告有額外的忽略原因選項，如果醫生要忽略基因檢測的警告需要選擇原因，如患者在其他的地方進行過基因檢測、患者已經使用過該藥沒有出現不良反應等[35]。

基因檢測后的警告，主要用來對患者基因檢測的結果(主要是顯示為風險基因型的檢測結果)進行解釋，并根據患者的基因檢測結果和具體用藥為醫生提供用藥建議，如用藥劑量調整、替代藥物推薦等[6, 18, 22-24, 26-29, 31, 34-35]。從表1中可以看到，所有的與EHR集成的PGx-CDS系統都采用了檢測后警告的干預方式。檢測后警告一般包括結果解釋、用藥推薦、相關知識鏈接、忽略原因等幾部分。具體而言，結果解釋部分會顯示基因檢測的結果(基因型結果)、結果的解釋(基因型對應的預測表型)，及具體的藥物基因相互作用和它們對臨床結果的影響。用藥推薦部分，會根據具體的藥物，推薦醫生進行藥物劑量調整和修改或者選擇替代藥物，有的CDS系統的藥物推薦部分還包括藥物禁忌和其他注意事項[29-30]。如果醫生選擇忽略警告繼續執行當前醫囑，需要在忽略原因部分選擇忽略警告的原因或者輸入其他原因才能繼續提交。如果醫生對當前警告提供的內容存在疑問，或者沒有完全理解，可以進一步通過警告提供的相關知識鏈接訪問更多的資源，如PharmGKB網站和CPIC臨床指南全文。

3.3.2異步干預方式

異步的干預方式不會主動打斷醫生的工作，而是需要醫生主動地去查看。主要包括報告、收件箱消息等形式。

報告主要是對患者基因檢測結果全面而詳細的描述，一般以HTML頁面或者PDF文檔的形式呈現，是目前用得最多的一類異步干預方式，如表1所示。無論系統是否與EHR集成，都可以采用這種方式。在一份報告中，除了包括患者的一般信息、樣品編號等報告基本信息之外，基因檢測報告的其余部分，與檢測后警告有相似之處，也會包括患者的基因型結果、預測表型、及對表型的解釋和臨床影響的描述，有的還包括對用藥的推薦和其他資源的鏈接[6, 18, 36, 38, 43]。但與檢測后警告的區別也是十分明顯的，檢測報告是對檢測結果的一個比較全面的描述和呈現，不管患者檢測結果是否有風險基因都會有一份檢測報告，而檢測后的警告只會在患者有風險基因型，并且在醫生為患者開具風險藥物的時候才會觸發且被醫生看到，而作為被動型的檢測報告，則是只要被錄入EHR或存入CDS系統之后，醫生可以隨時通過計算機客戶端、手機客戶端查看，或者是打印出來查看。在GPS系統的報告界面中，使用了交通信號燈這種簡單直觀的方式，來提醒醫生患者的基因檢測結果風險程度[39]。

收件箱消息是另一種較常用的CDS異步干預方式[6, 26, 29, 31, 35]。收件箱是EHR中一種類似于電子郵箱的功能，用來接受醫院日常工作中產生的各種通知消息，如患者入院、轉診、檢查檢驗結果等通知消息。當患者的基因檢測完成，結果被錄入到EHR之后，PGx-CDS系統會自動向醫生和護士的EHR收件箱發送一條提醒消息，用以告知醫生檢測已經完成，提醒醫生及時查看和處理檢測結果。收件箱消息包括患者的基本信息，如名字、ID，以及藥物基因組學信息，如基因檢測結果、結果的簡單解釋，有的還提供其他信息的鏈接，如臨床指南全文等。收件箱消息的好處是可以及時通知醫生查看基因檢測結果并進行處理，但也有缺點，醫生的EHR收件箱每天會收到大量的院內信息，多到甚至連醫生自己都處理不過來的程度，從而可能導致基因結果的消息連同其他消息一同被醫生忽略掉。

另外，在范德堡大學的PREDICT項目中，為每個患者建立了個人健康記錄(PHR)，患者的基因檢測結果信息會被記錄到個人的PHR中，患者可以通過專門的門戶網站訪問和查看自己的PHR信息和基因信息[28]。在GPS和MSC的系統還中使用了檢索功能，在MSC系統中醫生或者患者可以通過在手機上輸入藥品名或基因名及基因表型查看相應的用藥推薦[36, 38]；GPS系統為醫生建立了一個有基因信息標注的藥物-疾病知識庫，醫生可以通過一個檢索欄輸入疾病關鍵詞，得到與患者PGx信息相關的藥物列表，這個功能對于需要服用多個PGx藥物的疾病尤其有用[39-41]。

3.4 系統評估

目前，大部分的EHR集成的PGx-CDS系統還處于原型系統階段，所以大都沒有經過充分的臨床評估和驗證，只有少部分的CDS進行了部分的評估。評估也分為主觀的模擬評估和客觀的效果評估。

華盛頓大學的PGx-CDS原型系統前后進行了三次調查式的主觀模擬評估。第一次采用調查報告的形式對警告的可用性進行評估，共有7名心臟病專家和3名腫瘤專家參與，報告使用Likert量表，量表的分數從1～7對應非常滿意到非常不滿意，最后參與者的中位評分是2，只有小部分參與者對CDS系統的用戶界面和警告設計提出了少許的改進建議[23]。第二次，有15位腫瘤學家和7位心臟病學家參與了評估，盡管有94%的醫生認為PGx-CDS系統有一定的優點，但是只有28%的醫生認為CDS系統的警告是有用的[21]。接著，他們用前兩次評估得到的定性結果對警告改進之后，在一個真實的EHR系統中，對CDS系統進行了第三次模擬評估，這次有52名醫生參加，87%的醫生認可CDS的界面設計，92%的醫生認為警告是有用的，91%的醫生認為警告的時機合理。另外，有80%的醫生傾向于使用警告推薦的藥物[25]。

Blagec等采用了一種混合的方法，通過采訪、調查問卷等方式對101名來自不同領域的醫生、藥劑師、PGx專家的看法進行定性的綜合調查，對MSC系統進行了評估。最后的結果顯示，總體上，大家對MSC系統各方面的反應和評價都是比較正面和積極的。大多數參與者能夠基于MSC界面上顯示的建議來解決患者場景。不過，在所有的參與者中會經常提出一個要求，即能提供替代藥物的清單和對推薦劑量的說明。另外，參與者們普遍關注的一個問題是，忽視患者的其他具體因素，如腎功能和共同用藥，是否能選擇正確的治療方案。MSC系統選擇以基因為中心，以表格形式呈現患者數據的方式得到了參與者的普遍認可與接受[38]。

Laerum 等在一個由9名醫生參與的模擬評估中，對GeneAp項目中的CDS系統的報告進行了評估，所有的醫生都評價他們的報告有用、值得信賴、表達清楚。然而報告算法解釋卻令醫生感覺十分的費解，醫生們平均需要用超過40 s的時間來理解報告的結構。最后，Laerum 得到的結論是，背景信息和參考信息是必要的，但是其顯著程度不能超過基因檢測的結果和推薦內容[43]。

在PG4KDS項目中，檢測前警告觸發了1 106次，檢測后的警告觸發了1 552次，95%的醫生對他們的醫囑進行了修改[31]。

在Gammal 等的研究中，6個具有高風險CYP2D6基因型的患者一開始醫生給他們開了可待因藥物，觸發了檢測后的警告，在警告的影響下，6名患者的醫囑最終都被改成了其他替代藥物[33]。

在GPS項目中，從系統運行算起的43個月時間里，用戶總登錄次數超過2 000次，平均每月56次，正常運行時間超過99.99%，所設計的用交通信號燈標志的報告取得了明顯的效果，其中紅色燈標記的報告，點擊率達到了100%，黃色燈標記的報告點擊率達到了79%，綠色燈標記的報告點擊率達到了43%[39]。在進一步的評估研究中[42]，結果顯示具有高PGx風險的(紅燈標記的)處方，更改率達到了50%，相比于沒有PGx信息的藥物處方，其優勢比(OR)達到了26.2；被標記為謹慎(黃燈標記的)的藥物處方，其更改率達到了13%，相比沒有PGx信息的藥物處方，其OR值也達到了2.4。整個研究過程中，凡是咨詢過GPS系統的醫生，沒有為患者開具任何PGx高風險的藥物。

在CPS項目中，CDS系統為所有的(31個患者)有風險基因的患者提供了用藥指導，90%(355/394)的患者在檢測前警告的影響下，進行了巰基嘌呤甲基轉移酶基因(TPMT)的預先基因檢測[18]。

4 面臨的挑戰及發展方向

利用PGx-CDS系統，尤其是與EHR集成的PGx-CDS系統來推動PGx知識的臨床轉化和應用，已經在很多先進的臨床醫療機構得到了初步的嘗試和驗證。盡管如此，PGx-CDS系統的開發和部署還是面臨巨大的挑戰以及大量的基礎信息學工作。

1)建立統一規范的基因數據存儲方法。PGx的檢測結果，不同于一般的實驗室檢驗結果，藥物基因組學的檢測結果對于一個患者來說是終生有效的。患者多年前的檢測結果，也可以對多年以后患者的用藥種類選擇和劑量選擇產生影響。而對于醫生來講，是很難記住當年測了哪組藥物基因關系以及檢測結果如何。這一方面會造成患者重復檢測相同的藥物基因，產生不必要的浪費，尤其是在當前藥物基因組學臨床實施的初級階段，藥物基因檢測還沒有低到令每個人都十分滿意，有很多人仍在對PGx是否真正能夠帶來醫療成本的降低而爭論不休[50-51]，實現對藥物基因組學檢測結果的持久保存及快速查閱顯得尤為重要；另一方面，藥物基因組學檢測也是一個相對比較耗時的過程，重復的檢測可能會延誤醫生給患者開具正確的醫囑或者處方。而目前為止，尚沒有出現能夠完美支持PGx信息的商業化EHR系統，這就極大地限制了PGx-CDS系統的研究進度。相比其他集成于商業化EHR的CDS系統，目前PGx-CDS系統的臨床部署與應用，主要依靠醫療機構定制化的開發和設計來實現。這就需要大量的醫療機構內部本地化工作的支持，對于缺乏基因組學知識和臨床信息學支持的機構來說更是一項不小的挑戰。

2)促進PGx相關術語的標準化。通過對這些初步可用的PGx-CDS系統分析，在醫療機構工作流中嵌入切實可用的PGx-CDS系統，首先需要兩個前提條件：一是在EHR中離散的表達PGx檢測結果，二是將PGx檢測結果轉化成預測的表型和臨床推薦。然而，目前PGx檢測結果有多種不同的命名體系和標準，基因表型術語用法不統一，不同的臨床機構、不同的文獻、不同的實驗室會用不同的術語來表示同一基因表型，這便會對PGx-CDS系統的開發和設計帶來影響。首先會對PGx-CDS中知識的理解、使用和傳播帶來影響，其次使已有的系統難以擴展，最終阻礙PGx-CDS系統的開發和臨床應用。為此，CPIC引導發起一個PGx結果標準化的過程[23]，在這一過程的倡導下，已經形成了可以被整個PGx社區所理解和接受的標準化的PGx表型術語和等位基因功能狀態術語[52]。使用標準的PGx術語可以促進PGx數據在不同的EHR之間的共享，目前開展PGx檢測的醫療機構和PGx分析的實驗室會逐漸采用這些標準術語，以后的PGx-CDS系統的開發和設計也應該采用這些標準的術語。然而，對于PGx基因分型檢測結果尚未出現此種統一標準。

3)建立系統的表型分配方法。PGx-CDS系統的警告和報告中的用藥推薦內容都需要根據患者的預測表型來推理得到。目前還沒有標準的方法，為PGx檢測得到的基因分型結果分配預測表型，這就有一定幾率出現同一患者從不同的實驗室得到的基因檢測結果不同的情況。對于采用全基因組或全外顯子測序的實驗室，它們會觀察到罕見的等位基因，可能只有很少的文獻報道它們的預測表型。因此，建立系統的為基因型分配表型的方法對于確保CDS的推薦和基因檢測的結果保持一致具有重要的意義。

4)建立開放共享的PGx-CDS系統知識庫。目前，將PGx用于臨床實踐只是處于起步階段，還缺乏大量的前瞻性實驗研究證明它的有效性，因而所有開展此項工作的醫療機構在使用過程中都十分的謹慎。反映到PGx-CDS系統的開發上，在編寫PGx-CDS系統的用藥推薦的內容時，需要占用醫療機構大量的人力物力資源。盡管CPIC臨床指南中已經包含比較詳細的基于基因的用藥推薦和劑量調整意見，但是里面卻沒有包含藥物禁忌癥和適應癥的內容。所以，應用于臨床的CDS警告，一般是由臨床專家、藥學專家、基因組學專家等多學科領域專家共同組成的專家團隊，經過仔細研究和反復論證，以及層層的審批，才能最終部署應用于臨床。這不但會拖慢PGx-CDS系統的臨床部署進程，對醫療機構來說也是一份額外的負擔。再考慮到基因數據不斷變化和發展的特點，即使討論通過的CDS推薦知識，也需要經常調整和修改。因此，建立自動化的、可持續擴展和維護的、醫療機構之間可共享的PGx-CDS系統知識庫，然后建立基于這樣的知識庫的PGx-CDS系統并進行臨床驗證和評估，是未來PGx-CDS系統需要研究和發展的重要方向。

5)開展更多PGx-CDS系統的臨床評估和驗證。雖然全世界都已認識到PGx的全面臨床應用離不開PGx-CDS系統的支持，但是總體上來看，目前處于開發設計階段和已經應用于臨床的系統數量還是不夠多，而且大部分都沒有進行充分的臨床應用和檢測評估，且主要集中在發達國家。對于在臨床實踐中得到應用和檢驗的PGx-CDS系統，大部分都部署于發達國家實行預先檢測模式的高水平研究型臨床機構中，用以進行探索性的研究，這些PGx-CDS系統設計之初也都是為了推進預先檢測模式的臨床應用而設計和開發的。然而，預先檢測模式也只是一種政策性的向導，考慮不同國家、不同醫院的實際情況的差別，各臨床醫院實際采用較多的模式并不是這種模式，而是反應檢測模式，即使在梅奧診所這樣先進的推廣預先檢測模式的臨床醫療機構，實際情況也是采用反應檢測模式的患者多于采用預先檢測模式的患者[26]。目前，為預先檢測模式設計的PGx-CDS系統是否能很好地服務于反應式PGx檢測模式的臨床應用，還有待進一步驗證。在預先檢測模式沒有被廣泛采用之前，開發適合于當前廣泛使用的反應檢測模式的PGx-CDS系統并進行驗證，對推進PGx廣泛進入臨床應用也具有重要的意義。

中國的藥物基因檢測早已開展起來，目前各大醫院及基因檢測機構均有相應服務[53]。為了促進基因檢測技術的標準化，國家個體化醫學檢測技術專家委員會于2015年發布了《藥物代謝酶和藥物作用靶點基因檢測技術指南(試行)》和《腫瘤個體化治療檢測技術指南(試行)》，為臨床檢驗實驗室進行基因檢測提供了指導[54]。盡管如此，總體上來看，中國的藥物基因組學臨床應用還是處于比較初級的階段，只有小部分醫院、小部分藥物、小部分患者在臨床上使用藥物基因組學來指導用藥，遠遠沒有達到常規化、日常化應用的階段。這其中的原因是多方面的，其中國內迄今沒有相關的PGx-CDS系統的報道，應該是影響國內藥物基因組學臨床應用向前推進的一個重要因素。因此，根據國內醫療機構藥物基因組學臨床應用的實際情況，開發適于國內實際情況的PGx-CDS系統并在國內的醫療機構進行臨床驗證和評估，不但有助于填補國內的空白，更可以以此來推動國內藥物基因組學的臨床應用向前發展和精準醫學模式的早日實現。