潘道生物首席医学官楚文江博士原创文章发表权威媒体《丁香园》

潘道生物首席医学官楚文江博士原创文章《收录100万人,投资15亿美元,精准医学获巨大赌注》发表在权威媒体丁香园。


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以下为原文:


红红火火的精准医学改名了?

导读:史上最大规模的人类基因和健康的研究项目,在经过3年酝酿和试运行后,终于在201856日由美国国立卫生院 (NIH)正式启动。这项收录100万人,耗资15亿美元,预计10年完成的科研计划,肯定会给人类健康带来巨大的进步。这个史无前例的壮举,也从当初的“精准医学计划”改名为“我们所有人”的科研计划。我们介绍一下这项科研计划的来龙去脉,期待大家对“精准医学”这个概念有更好的理解。

什么是精准医学?美国国立卫生院(NIH)给出的定义是:“综合考虑个人的基因特性,环境因素和生活方式,以最新的方式对疾病进行治疗和预防”。其中的核心是强调了个性化的诊治和预防。环境因素和生活方式是两个外界因素,基因是内在因素。

正是由于迅猛发展的基因技术,才促进了当下精准医学的发展。从国家战略层面上看,中美两国对精准医学都给予了极大的重视,美国政府在2015年率先宣布精准医学计划,中国也成立了精准医学战略专家组。这其中,发展迅速并且能够反映个性化的基因遗传技术,无可争议地成为了精准医学的核心。

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有一篇文章写道,不断发展的医学遗传学,很快会让我们进入一个场景:医生会告诉病人,你什么时候会得什么病,我们将要在你第一个不良症状出现之前,开始对你进行有效的治疗。这种对疾病个性化预防和治疗的描述,很符合2015年提出的精准医学的理念。但是,如果我告诉你,这是1940年写的一篇文章,至今静静地躺在美国著名的约翰霍普金斯医学院的档案馆里,你是不是有穿越时空隧道的感觉?令人尴尬的是,经过了70多年,这个当初的愿景,还没有实现。

精准医学个性化的理念,并不新颖,只是不同的时代,有不同的内涵。精准这个概念,表达了科学的理念和严谨的逻辑。而医学是研究人类极其复杂的生理活动,不但有科学的内涵,也有社会,心理,和艺术的成分。美国有的州的医学委员会,甚至直接就叫做“愈合艺术”委员会。对生物医学的研究,很难形成传统科学中绝对正确的定律,而只能用详实的数据和全面的观察,无限接近肌体生理活动的真相。比如,你可以用数学原理推导出一个绝对正确结论,而医学中参杂着一些很难确定的社会,心理和艺术的成分,医学和理工科精准的概念有很大的不同。

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科学的精准和医学的复杂结合在一起并不容易。人类对健康生活有着无限的追求,精准医学也是人们永远追求的目标。每次科学上的重大突破,都会激发起人们在医学应用上的无限憧憬。17世纪哲学家培根曾说过,如果科学能够完全理解疾病的本质,人类应该可以长生不老。法国哲学家笛卡尔好像更现实一些,说可以活1000年。上世纪80年代电子显微镜的发明,一度让人们认为,通过观察肌体活动最小单位的细胞的内部结构,我们会发现人类疾病的全部秘密。现实是,当初如日中天的电镜技术,现在基本全部退出了人类疾病的诊断和治疗。再以病魔之首的癌症举例,上个世纪60年代美国就信誓旦旦地要攻克癌症,结果人类登上了月球,癌症至今依然肆虐。2003年人类终于解开了自己所有的基因编码,美国国立卫生院当年再次表示,要在2015年解决癌症的问题。现在都2018年了,我们都知道结果如何。

精准就像一个科学严谨的理工男,已经激动地向心仪但高冷的医学院校花,描绘了好几次美好生活的愿景,但都没有成功,被女神打脸。让我们看看当下的精准医学,理工男又拿了什么样的基因和信息技术之花,向女神表白吧。

精准医学的短期目标:精准肿瘤学

2015年提出的精准医学计划包括短期和长期两个目标。短期目标就是攻克癌症,也可以称为精准肿瘤学。起始的2亿美元的总预算,有三分之一拨给了这个短期目标。通过20多年的基础医学研究,我们知道了癌症在DNA基因层面总共有200多个基因突变,分布在10多个控制细胞活动的信号通路里面。此次精准肿瘤学设计了严谨的科研计划,在全美国收集各种癌症标本,进行全基因测序,同时结合详细的电子病历,以大数据和人工智能等先进技术,期待发现从诊断到治疗的各种基因关联和新知识。这项壮举一定会在人类抗击癌症的历程中,写下浓墨重彩的一笔。

你们一定会问,那这次圆满完成科研计划以后,是不是就可以完全征服癌症了?答案是谨慎的乐观。这是由于癌症复杂的发病机制决定的。

十几个信号通路里200多个基因突变,听起来好像不多。但问题是,这些基因突变和信号通路都是密切相关的,功能上可以相互补充和代偿。你用药物阻断一个通路和位点,癌症细胞会改变路径,重新适应包含药物的新环境。这是生物肌体以适者生存的方式,经过40亿年生物进化取得的超级生存能力,是大多数癌症细胞最终耐受药物和复发的根本原因。

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更重要的是,目前的精准肿瘤学是以基因组测序为驱动力,还局限在基因DNA的序列层面。即使我们完全解析了癌症在DNA层面的所有问题,完全治愈癌症还是会遇到阻碍,因为我们对基因下游的其他细胞活动,包括基因的调节和转录,蛋白质的翻译,修饰,运输,相互作用,以及这些细胞活动和癌症的关系等不同维度的知识,还存在认知的盲维。彻底征服癌症,除了基因组信息为导向的诊疗手段,还需要给精准医学这个大框架里,加入更多的内容。

中国在精准医学领域的投入也是积极的,目前拥有超过全球一半的测序能力。期待中国的精准医学能够克服测序平台,电子病历,地域差别等技术瓶颈,描绘出中国的肿瘤基因组图谱,为人类征服癌症做出自己的贡献。

 

精准医学的长期目标:“我们所有人”科研计划

精准医学的长期目标是健康管理,预防疾病,和个性化诊治。此项雄心勃勃的科研计划打算收录100万人,耗资15亿美元,预计10年完成。从201856日起,18岁以上的居民都可以参加这项庞大的科研计划,在遍布全美国的298个采样点,自愿提供35份血液和尿样,以及自己的生活习惯,居住环境,和疾病信息。并通过穿戴设备,对参与者进行日常活动的监测和数据汇总。参加者可以免费得到自己的检测数据,包括基因序列。数据库在进行脱敏处理后,免费向科研人员开放,希望产出丰富的科研成果,为精准医学打下一个坚实的基础。可以预见,此项庞大的科研计划如果顺利完成,人类对个性化的疾病预防,诊断,和治疗将会踏上一个新的台阶。同时也会规范基因检测和解读的行业标准,让基因检测走入大众生活,并且提供真正有价值的服务。

此项科研活动面临的困难也是巨大的。首先是对个人数据,包括不可改变的基因数据的隐私保护问题。最近脸书8700万个人用户资料的泄密事件,通过个人基因数据抓捕了逃逸多年的杀人犯的事件,让公众对个人数据隐私的关注上升到了新的层面。事实上,早期参与试运行的45000人,有三分之一的参与者最终没有提供个人生活和疾病的全部信息。如果仅仅有个人基因数据而没有详实的生活方式和健康方面的全部动态信息,那这些基因数据是没有太大价值的。为了促进公众积极参与这项科研计划,避免人们作为医学实验对象的心态,由前总统奥巴马在2015年提出的精准医学计划,现在改名称为“我们所有人”的科研计划,目的是鼓励民众积极参与这项和大众健康密切相关的项目,让我们共同完成这项史无前例的壮举。

其次是各种检测,尤其是基因测序的费用,也是巨大的。目前个人全基因测序仍旧高达800美元每例,美国还没有快速完成100万例的测序能力。能不能完成预定的目标,还需要看社会各方面的支持力度,其中不确定的政治和经济因素,都对此项庞大的科研计划有深刻影响。

最后就是对数据的解读,也存在一定的困难。基因检测技术迅猛发展,对基因数据的解读要求也是巨大的。到20185月为止,全球共有75000项基因检测,而且还以每天10项的速度递增,而目前美国只有14%的医生,有信心对这些基因检测的结果提供解读服务。如果参与者不能及时理解检测的意义,可以想象,民众的参与热情也会降低。

精准医学在中国也受到高度重视,尤其的精准肿瘤学方面的投入和成就,是有目共睹的。中国最近也开始了20万人的测序计划,对精准医学在中国的推动,有积极深远的影响。