尋根溯源,“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”實(shí)際上來(lái)源于個(gè)體化醫(yī)療(Personalized medicine),或者說(shuō)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是一種最高層次的個(gè)體化醫(yī)療。本文以糖尿病的診治為例,介紹從個(gè)體化醫(yī)療到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)對(duì)糖尿病防治的影響。
糖尿病的診療歷史
自古以來(lái),醫(yī)生對(duì)患者的診治必然屬于個(gè)體化醫(yī)療范疇,因?yàn)獒t(yī)生面對(duì)的都是特定個(gè)體。而在古代中國(guó),中醫(yī)學(xué)“同病異治、異病同治”原則的提出也是個(gè)體化醫(yī)療發(fā)展到一定程度的表現(xiàn)。具體到糖尿病,患者常被分為病在“上焦、中焦、下焦”三類,而病在“下焦”多是糖尿病腎病的一種體現(xiàn),治療相應(yīng)有所不同。然而,古代個(gè)體化醫(yī)療的最大問(wèn)題在于,診斷基于現(xiàn)象而不是本質(zhì),同時(shí)治療手段的有效性存疑。以糖尿病為例,有些治療方案確實(shí)可以改善癥狀,但多不能有效降低血糖,因而長(zhǎng)期療效不佳。因此古代的樸素個(gè)體化醫(yī)療思想受制于有效診斷和治療手段的匱乏。
近百余年來(lái),隨著科技進(jìn)步,個(gè)體化醫(yī)療的重要程度越來(lái)越高。
首先是疾病的分類逐漸精確化。1936年,糖尿病被分為兩類:1型和2型糖尿病??诜堤撬巻?wèn)世后,2型患者可使用口服藥治療,而1型患者通常只能使用胰島素?;诒举|(zhì)的分類使精確診斷成為可能,從而能夠指導(dǎo)個(gè)體化醫(yī)療。
其次是復(fù)雜疾病的異質(zhì)性使個(gè)體化醫(yī)療成為主流。以糖尿病為例,2型糖尿病是典型的異質(zhì)性疾病,每一位患者的胰島細(xì)胞功能和胰島素敏感性都不盡相同,造成治療方案有效性和安全性的個(gè)體差異。然而,長(zhǎng)期以來(lái),我們均只有采用“試錯(cuò)法”來(lái)逐漸尋找適合每一患者的方案。
治療方案的顛覆性改變
上世紀(jì)八九十年代開(kāi)始,循證醫(yī)學(xué)方興未艾,多數(shù)稍常見(jiàn)的疾病均有臨床診療指南。然而,“唯循證醫(yī)學(xué)論”的弊病恰恰阻礙了個(gè)體化醫(yī)療的發(fā)展。雖然典型案例在糖尿病領(lǐng)域并不多見(jiàn),但在腫瘤領(lǐng)域卻已現(xiàn)端倪?,F(xiàn)已證實(shí)HER2陽(yáng)性的乳腺癌患者用曲妥珠單抗治療有效,但這類患者不足30%,如采用循證醫(yī)學(xué)要求的隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn),該藥很可能因?yàn)橛行圆患讯荒苌鲜?;幸運(yùn)的是研究人員具有個(gè)體化醫(yī)療的思維,從而促成了這一大類重要治療方法得以問(wèn)世。因而,個(gè)體化醫(yī)療在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
現(xiàn)階段的個(gè)體化醫(yī)療重點(diǎn)之一仍是借助技術(shù)發(fā)展使診斷更為精確,而近年來(lái)遺傳學(xué)的突飛猛進(jìn)起到了很強(qiáng)的推動(dòng)作用。糖尿病的分類越來(lái)越細(xì),如單基因糖尿病已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了至少27種,而這些類型在以前都被誤認(rèn)為2型或1型糖尿病,現(xiàn)在則可通過(guò)遺傳學(xué)檢測(cè)明確診斷,而治療方案可能發(fā)生顛覆性的改變。這里最典型的例子當(dāng)屬新生兒糖尿病。盡管200年前新生兒糖尿病就已經(jīng)被人們觀察到,但長(zhǎng)期被當(dāng)作1型糖尿病去處理,但胰島素療效又欠佳。2004年,第1個(gè)新生兒糖尿病的致病基因KCNJ11被發(fā)現(xiàn),因?yàn)樵摶蚴蔷幋a胰島β細(xì)胞膜鉀通道的重要基因,立即讓人們想到可以試用磺脲類藥物(藥理機(jī)理即為作用于細(xì)胞膜鉀通道),效果立竿見(jiàn)影,使這類患者的治療方案得到了徹底改觀。
遺傳學(xué)研究帶來(lái)了更為豐富的信息。人類基因組計(jì)劃(HGP)已經(jīng)于2003年完成,正是這一項(xiàng)目帶來(lái)的海量數(shù)據(jù),將個(gè)體化醫(yī)療到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)推向一個(gè)更高的層次。
精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的現(xiàn)狀和未來(lái)
HGP完成以后,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)提出了對(duì)個(gè)體化醫(yī)療的新詮釋:用每一個(gè)體的遺傳學(xué)信息來(lái)指導(dǎo)對(duì)其疾病的預(yù)防、診斷和治療。從此個(gè)體化醫(yī)療進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元,每個(gè)人的遺傳學(xué)信息就像一本厚厚的密碼書(shū),等待著被解碼識(shí)別,這就構(gòu)成了“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的基礎(chǔ)。
2011年,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院出版了《走向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)》一書(shū),對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的定義強(qiáng)調(diào)根據(jù)每一個(gè)體的特點(diǎn)(包括疾病的易感性、對(duì)某種治療的反應(yīng)性等)調(diào)整醫(yī)學(xué)治療措施。這樣疾病就可分類為更細(xì)更合理的亞群,而這些個(gè)體特點(diǎn)則需通過(guò)遺傳學(xué)信息和表型信息的整合研究獲得。從這個(gè)意義上講,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和當(dāng)代的個(gè)體化醫(yī)療是一致的,摒棄個(gè)體化醫(yī)療這一名詞的原因是由于它被各商業(yè)機(jī)構(gòu)濫用,必須用“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”這樣一個(gè)嚴(yán)肅名詞取而代之。
通往精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)之路還相當(dāng)漫長(zhǎng),人類對(duì)于海量遺傳學(xué)信息和疾病相關(guān)表型之間的聯(lián)系還知之甚少,因而基于遺傳學(xué)大數(shù)據(jù)的研究在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將是研究重點(diǎn)之一,距離臨床還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。不過(guò),藥物遺傳學(xué)和藥物基因組學(xué)的迅猛發(fā)展使其應(yīng)用成為可能,也將是近期精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要手段。
目前降糖藥已多達(dá)10余類20余種,而全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了基因?qū)τ谒幬锆熜Ъ鞍踩缘娘@著影響,這些研究成果有望在不遠(yuǎn)的將來(lái)投入臨床應(yīng)用。最為廣泛使用的藥物二甲雙胍是各學(xué)會(huì)指南里推薦的幾乎是唯一的一線用藥,并且也被證明有一定的預(yù)防糖尿病的作用;但臨床上亦有二甲雙胍療效不佳或不能耐受的病例。GWAS研究已發(fā)現(xiàn)在基因ATM位點(diǎn)的核苷酸種類變化和二甲雙胍的療效顯著相關(guān),而OCT1基因則與其血藥濃度顯著相關(guān)。那么,如果我們能夠發(fā)現(xiàn)所有影響二甲雙胍療效和安全性的基因位點(diǎn),就能夠在用藥前預(yù)測(cè)某患者是否適合使用該藥。
預(yù)防是未來(lái)重點(diǎn)
在我們能夠?qū)⑷祟惢蚪M真正解碼之后,著眼于預(yù)防一定會(huì)成為醫(yī)學(xué)的重點(diǎn);對(duì)糖尿病這樣一種慢性疾病尤其如此。
首先,GWAS研究已發(fā)現(xiàn)至少50個(gè)基因與2型糖尿病的發(fā)生有關(guān)。如果我們能夠發(fā)現(xiàn)所有對(duì)糖尿病有影響的基因,我們就可以從遺傳學(xué)層面評(píng)價(jià)每一個(gè)個(gè)體的糖尿病易感性,從而在其生命的不同階段提出不同的預(yù)防建議,這是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的目標(biāo)之一。當(dāng)然,這一工作比想象的復(fù)雜得多,因?yàn)檫z傳學(xué)信息只是疾病發(fā)生的部分原因。Pima印第安人被認(rèn)為是易患糖尿病的類型,但生活在墨西哥的Pima印第安人的糖尿病患病率遠(yuǎn)低于美國(guó)西南的同族人群,而二者遺傳背景相同。因此,如果我們能了解清楚基因和環(huán)境的相互作用,那么精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)將前進(jìn)一大步。
另一方面,已知的遺傳學(xué)信息已經(jīng)能夠在疾病預(yù)防上起到一定的作用。在糖耐量異常人群中進(jìn)行的4大里程碑研究(中國(guó)的大慶研究、芬蘭的DPS研究、美國(guó)的DPP研究和印度的IDPP研究)已經(jīng)證明二甲雙胍和生活方式干預(yù)都將產(chǎn)生一定的預(yù)防2型糖尿病的效果。但如前文所述,如果二甲雙胍的藥物基因組學(xué)信息提示不宜用二甲雙胍,則我們應(yīng)該向患者推薦單純生活方式干預(yù)。這也是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)能夠給預(yù)防工作帶來(lái)的益處。
隨著各種測(cè)序技術(shù)的自動(dòng)化程度不斷提高和價(jià)格不斷下降,我們不僅可以透徹掌握DNA的信息(基因組學(xué)),也可以方便地獲得mRNA的信息(轉(zhuǎn)錄組學(xué))和蛋白質(zhì)的信息(蛋白質(zhì)組學(xué)),此外還有表觀遺傳組學(xué)、代謝組學(xué)等等。通過(guò)系統(tǒng)生物學(xué)的思想,整合這些信息,理解疾病的致病機(jī)理,將是未來(lái)的發(fā)展方向。