做個“神槍手”，讓醫(yī)療更精準

劉榮 喬占衛(wèi)

“在最佳的時間，用最佳的方法，讓病患得到最有效的治療。”

—戴勇

案例1：

在一個現(xiàn)存38人的X-連鎖顯性遺傳性腎炎家系中，戴勇團隊發(fā)現(xiàn)了一個可導致遺傳性腎炎的新的COL4A5基因剪接位點突變。在此基礎上，他們設計出個體化診斷試劑，在患者懷孕4個月時，進行羊水穿刺，并通過基因擴增方法，發(fā)現(xiàn)患者所懷胎兒不攜帶患病基因，直到胎兒出生也沒有檢測出遺傳性腎炎征兆，由此打斷了該家族的遺傳性疾病遺傳鏈，從根本上阻斷了遺傳性疾病的發(fā)生。

案例2：

一家兄弟（哥哥10歲，弟弟3歲）兩人均出現(xiàn)發(fā)育遲緩、智力低下、腳尖著地、反應遲鈍等異常，這種臨床征象沒有文獻記錄，國內(nèi)權(quán)威專家也指不出具體病名。戴勇團隊采用全基因組外顯子捕獲技術(shù)對兄弟進行診斷，在國內(nèi)率先發(fā)現(xiàn)了“發(fā)育遲緩綜合征”的致病基因，包括ABCD1和ADCH2，兩個基因的聯(lián)合突變，影響了患兒大腦及肢體的發(fā)育。這一發(fā)現(xiàn)為這類疾病的分子發(fā)病機制研究及基因診斷與治療提供了重要的遺傳學信息。

案例3：

一名37歲的孕婦（此前曾懷孕3次一次未產(chǎn)）妊娠26周時，超聲檢測胎兒完全性心內(nèi)膜墊缺陷，被迫終止妊娠。解剖發(fā)現(xiàn)患兒右手軸前六指畸形，多個器官出現(xiàn)畸形，患兒家庭否認了近親結(jié)婚和家族遺傳病史。

為找出病因，戴勇團隊采用微陣列比較基因組雜交技術(shù)，檢測出了多個染色體微拷貝數(shù)變化。微拷貝數(shù)變化含有大量基因，涉及生物合成、催化、信號傳導、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、細胞增殖和細胞周期等生物功能，戴勇團隊發(fā)現(xiàn)的微拷貝數(shù)變化與最終驗證結(jié)果吻合。這一病例研究不僅找到了孕婦多次流產(chǎn)原因，也為亞顯微水平染色體畸變的檢測提供了新的分析平臺，戴勇利用該平臺還發(fā)現(xiàn)了多個微拷貝數(shù)異常引起的出生缺陷病例。

案例4：

患者是一名兒童，出現(xiàn)心肌收縮無力、心臟擴大和心衰，血清轉(zhuǎn)氨酶和磷酸激酶異常增高，病情危急。之前家里已經(jīng)有孩子出現(xiàn)類似病征不治而亡，曾考慮是以心臟為突出表現(xiàn)的進行性肌營養(yǎng)不良綜合征。

戴勇團隊采用高通量全基因組測序方法代替外顯子測序，發(fā)現(xiàn)基因突變點在常染色體上，是常染色體顯性遺傳，由此反推患兒患有原發(fā)性肌張力障礙——一種主動肌與拮抗肌收縮不協(xié)調(diào)或過度收縮引起的以異常姿勢和動作為特征的錐體外系疾病，多數(shù)常散發(fā)，少數(shù)有家族史，可能與遺傳、環(huán)境因素有關(guān)。戴勇團隊明確了這例復雜病例診斷，在國內(nèi)首次報道了原發(fā)性局限性肌張力障礙特殊性臨床表現(xiàn)和致病基因。

以上4個案例，是深圳人民醫(yī)院臨床醫(yī)學研究中心主任戴勇和他的團隊在精準醫(yī)療領(lǐng)域的部分臨床實踐。近年來，在戴勇帶領(lǐng)下，該團隊致力于精準醫(yī)療在臨床上的應用研究，并利用取得的成果開展個體化診斷和治療，為眾多患者提供了較為精確的診斷和治療，為我國精準醫(yī)療的研究和發(fā)展提供了借鑒和參考。

一場變革

精準醫(yī)療是什么？

這已經(jīng)不是一個新概念。2015年1月20日，奧巴馬在國情咨文中公開了美國的“精準醫(yī)療計劃（PMI）”，并表示這一計劃將有望帶來健康醫(yī)療領(lǐng)域的變革。而“精準醫(yī)療”這4個字，幾乎是一夜之間就吸引了全球科技界、衛(wèi)生界、工業(yè)界的眼球。

精準醫(yī)療，是一個建立在了解個體基因、環(huán)境及生活方式基礎上的新興疾病治療和預防方法，實際上就是將遺傳和基因組的信息作為臨床治療出發(fā)點，量體裁衣，制定個性化的治療方案。

戴勇表示：“中國早前強調(diào)的個體化醫(yī)療，其實就是精準醫(yī)療的一部分。它是在轉(zhuǎn)化醫(yī)學、循證醫(yī)學的基礎上發(fā)展起來的。未來，很可能所有疾病都將以精準醫(yī)療為導向?！?/p>

那么，精準醫(yī)療會引起醫(yī)療模式怎樣的改變？

在回答這個問題前，先看幾個例子。好萊塢影星安吉麗·朱莉通過基因檢測對自己患乳腺癌、卵巢癌進行預測，然后預防性切除乳腺。喬布斯則通過基因檢測對所患的胰腺癌進行了診斷和精準用藥，確診后存活8年，遠高于一般確診后平均9個月的生存期。這是精準醫(yī)療疾病風險預測、疾病診斷和疾病精準治療三大基礎基因診斷技術(shù)的應用。

如果每個人清楚地知道自己的遺傳和基因組學信息，那么疾病預測，特別是疾病易感性預測將會容易許多。人們會被告知未來某些疾病的患病風險，從而更好地進行預防。而一旦患病，診斷會非常容易，并且診斷后也會針對個體對藥物的敏感性制定用藥需求，確保病人在最精準的用藥時間得到最合適、最佳劑量和最小副作用的用藥，甚至護理和預后的評估和指導也是精準的。

用戴勇的話說，就是“在最佳的時間，用最佳的方法，讓病患得到最有效的治療”。就目前的醫(yī)療體系來說，要達到這樣的要求，無疑得從根本上改變目前的醫(yī)療模式。從這個角度而言，精準醫(yī)療自然是一場對現(xiàn)行醫(yī)療體系的變革。

系統(tǒng)整合，科學認知

確切來說，奧巴馬的精準醫(yī)療計劃，更多針對的是腫瘤領(lǐng)域，偏重于基因測序為主導的診療技術(shù)。

早在20年前，戴勇帶領(lǐng)團隊也開展過惡性腫瘤領(lǐng)域的精準醫(yī)療研究。他們采用熒光原位雜交技術(shù)、微陣列、染色體免疫共沉淀、實時定量聚合酶聯(lián)反應等先進生物信息技術(shù)，篩選了幾種常見惡性腫瘤生物標志物，并研究其關(guān)鍵因子，系統(tǒng)探索了惡性腫瘤與正常對照組之間，在基因組學、蛋白質(zhì)組學、轉(zhuǎn)錄組學等方面的差異，尋找與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的生物標志物及關(guān)鍵因子，為惡性腫瘤的早期診斷提供了新的依據(jù)，提高了早診準確率。

但戴勇認為，站在整個醫(yī)學的角度，精準醫(yī)療不只是基因測序的綜合應用這么簡單，它更應該是依靠各種先進檢測技術(shù)，達到對疾病的精準診斷、精準分類、精準治療。所以，在帶領(lǐng)團隊開展工作時，戴勇更注重將現(xiàn)代科技手段與傳統(tǒng)醫(yī)學方法系統(tǒng)整合到精準醫(yī)療的研究中，實現(xiàn)對人體機能和疾病本質(zhì)的科學認知。

秉持這樣的理念，近些年，戴勇帶領(lǐng)團隊針對一些疾病領(lǐng)域，利用精準醫(yī)療的手段進行了系統(tǒng)研究，為這些疾病的精準診斷和治療，提供了科學有效的依據(jù)。

自身免疫性疾病

自身免疫性疾病是人體對自身抗原發(fā)生免疫反應，導致自身組織損害而引起的一大類疾病，臨床上很常見。這類疾病通常侵犯人體器官和組織，嚴重時致殘，導致患者喪失勞動力，在民間有“不死癌癥”之稱。

這類疾病目前仍然缺乏有效治療手段，早期診斷和治療一直是世界性的難題。戴勇說：“現(xiàn)在臨床上治療這類疾病普遍采用激素或免疫抑制劑，通過抑制身體免疫功能來糾正自身免疫性疾病存有的免疫反應過度。這種方式?jīng)]有目標性，也缺乏靶向性。甚至有時藥物的毒副作用及其所致的免疫抑制又會引發(fā)感染導致新的問題出現(xiàn)。”

“患者急需更安全、更有效的治療方法?！钡獙崿F(xiàn)這一點，“必須研究發(fā)病機制，找到疾病的特異性組合靶點，以及有效的早期診斷和判斷疾病活動性及損傷情況的標志物?！?/p>

戴勇和團隊以系統(tǒng)性紅斑狼瘡為研究對象，進行了深入研究，為自身免疫性疾病的精準診斷和治療，尋找到了新的思路和理論依據(jù)。

在“基于系統(tǒng)性生物組學的自身免疫性疾病的應用基礎研究”項目中，戴勇團隊采用整合了基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、表觀遺傳調(diào)控、蛋白組學、代謝組學和免疫組學的精準醫(yī)療研究方式，從多個層面對系統(tǒng)性紅斑狼瘡的相關(guān)信息資源進行了系統(tǒng)分析，深入研究發(fā)病機制，尋找免疫調(diào)控通路關(guān)鍵因子，成功鑒定出這類疾病的病征標志物和治療靶點，為及時診斷系統(tǒng)性紅斑狼瘡，獲得特異性及可藥性靶標提供了關(guān)鍵科學依據(jù)。

先天性出生缺陷

我國每年約有80萬～120萬出生缺陷的嬰兒誕生，這類疾病目前尚無有效治療方法，唯一能做的就是深入研究出生缺陷分子機制，廣泛開展產(chǎn)前篩查與診斷，發(fā)現(xiàn)異常胎兒時，適時終止妊娠，防止畸形兒出生，這也是降低出生缺陷的途徑。

出生缺陷給患兒家庭和社會帶來的負擔是沉重的。作為醫(yī)院產(chǎn)前診斷中心實驗室主任，戴勇對這類疾病十分關(guān)注，他和團隊以我國高發(fā)的遺傳性神經(jīng)系統(tǒng)缺陷家系和患發(fā)育遲緩、智力低下、先天性畸形的新生兒為主攻方向，開展“遺傳因素導致嚴重先天性出生缺陷的分子機制及早期篩查研究”。

為了能夠深度揭示出生缺陷遺傳學發(fā)病分子機制，尋找導致出生缺陷的基因、新生突變位點，他們以精準醫(yī)療手段為核心，利用新一代高通量測序技術(shù)、基因芯片、微陣列比較基因組雜交技術(shù)和蛋白質(zhì)譜等先進技術(shù)對出生缺陷進行系統(tǒng)研究和分析，首次提出構(gòu)建我國人群良性和病理性基因組拷貝數(shù)變化數(shù)據(jù)庫，彌補了我國在亞顯微水平基因組微拷貝數(shù)研究的空白，推動了微陣列比較基因組雜交技術(shù)由基礎研究向臨床應用的轉(zhuǎn)變，為研發(fā)出生缺陷靶向寡核苷酸微陣列比較基因組雜交芯片，以及產(chǎn)前篩查胎兒染色體非整倍性疾病方法奠定了基礎。

慢性腎臟病

據(jù)了解，大多數(shù)慢性腎?。–KD）在出現(xiàn)明顯臨床癥狀前，都會經(jīng)歷一段較長的無癥狀階段，如果能在這個階段及時發(fā)現(xiàn)并進行干預或治療，不僅可以延緩慢性腎病進展，很大程度上還能防止終末期腎病的發(fā)生。

腎臟病的研究一直是戴勇的主攻方向，在“慢性腎病（CKD）早期臨床預警、早期診斷與干預的新策略研究”、“終末期腎臟病創(chuàng)新性綜合法防治研究”等項目中，他和團隊整合精準醫(yī)療研究獲得的生物信息數(shù)據(jù)，以及其他生物實驗和臨床數(shù)據(jù)，運用生物醫(yī)學理論和技術(shù)，對慢性腎病進行了系統(tǒng)研究，取得了一系列重要成果和發(fā)現(xiàn)：

發(fā)現(xiàn)慢性腎病進展的規(guī)律和調(diào)控機制；建立基于系統(tǒng)生物醫(yī)學理論的疾病數(shù)學模型；獲得慢性腎臟病進展關(guān)鍵調(diào)控因子，也就是生物標記物；發(fā)現(xiàn)腎臟病終末期時引起的分子生物學和免疫學紊亂及成因；篩選出與腎病和腎移植排斥反應相關(guān)的候選基因；建立用于慢性腎病鑒別診斷的蛋白指紋圖譜。

這些研究加深了人們對慢性腎病發(fā)病與進展機制的認識，為我國慢性腎病的診斷及治療提供了新的思路和技術(shù)平臺，實現(xiàn)了社會效益和經(jīng)濟效益的雙贏，對我國慢性腎病的早期診斷、損傷情況判斷、治療、新藥開發(fā)有著重要的科學意義。

尋找靶點和標志物

精準醫(yī)療所追求的是對疾病的精準判斷，如果用打靶來比喻，那就是“指哪兒打哪兒”，而像戴勇團隊這樣從事精準醫(yī)療研究的科研人員，扮演的則是“神槍手”的角色，他們所要做的就是充分運用基因測序、蛋白組學、代謝組學、免組學等技術(shù)手段，瞄準疾病這個“靶盤”一擊即中、命中紅心。而這個“紅心”就是疾病標志物和治療靶點。

戴勇團隊曾開展過一系列以非編碼RNA為中心的調(diào)控機制與相關(guān)疾病關(guān)系的基礎研究，目的就是探索非編碼RNA在疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮的重要作用。

“非編碼RNA是一類不具有閱讀框架、不編碼蛋白質(zhì)，但卻參與基因調(diào)控的RNA分子?！贝饔抡f，“我們對非編碼RNA中的微小RNA和長鏈非編碼RNA參與的不同疾病的發(fā)病機制進行了研究，同時也研究了疾病相關(guān)非編碼RNA標志物、調(diào)控網(wǎng)絡、實驗檢測體系構(gòu)建、新非編碼RNA等，發(fā)現(xiàn)了非編碼RNA與相關(guān)疾病的關(guān)系，為診斷和治療提供了有效依據(jù)。”

他們還創(chuàng)新性地建立了適合相關(guān)疾病組織、血液微小RNA和長鏈非編碼RNA的實驗體系，發(fā)現(xiàn)了多條新微小RNA以及相關(guān)疾病標志物，成功構(gòu)建了疾病相關(guān)長鏈非編碼RNA和微小RNA調(diào)控網(wǎng)絡。據(jù)戴勇介紹，團隊從微小RNA和長鏈非編碼RNA這種全新角度研究發(fā)病機制的方式，當時在國內(nèi)外都屬首次。

在此過程中，微小RNA躍入戴勇團隊眼簾?！澳菚r有相關(guān)研究在循環(huán)系統(tǒng)檢測到微小RNA的存在，并發(fā)現(xiàn)血清或血漿中的微小RNA在不同疾病狀態(tài)下存在差異表達，可以作為一類具有潛在臨床應用價值的生物標志物?！?/p>

戴勇認為，這說明“當機體處于正常狀態(tài)下時，血清或血漿中的微小RNA種類和表達的狀態(tài)相對穩(wěn)定、平衡，而當機體出現(xiàn)異常，這種狀態(tài)就會受到直接或間接的破壞，表現(xiàn)出來的就是疾病或者特殊生理狀態(tài)下某些特定循環(huán)微小RNA表達異?！薄?/p>

這激發(fā)了戴勇團隊的研究靈感，他們從循環(huán)微小RNA入手，利用微小RNA基因芯片和高通量測序技術(shù)，檢測并篩選出系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病循環(huán)微小RNA，并采用RT-PCR技術(shù)驗證其在疾病中的差異表達，確認了微小RNA作為潛在生物標志物的可行性，并據(jù)此設計定制了相關(guān)微小RNA基因診斷芯片，開發(fā)出疾病微小RNA基因檢測分析軟件，在出現(xiàn)明顯臨床癥狀前，從基因水平對患者進行早期診斷，提高了這些疾病的診斷特異性和敏感性。

唐氏綜合征的相關(guān)研究，應該說是戴勇團隊在此方向上最具代表性的研究。這是一種最常見的由常染色體畸變導致的出生缺陷類疾病，目前主要依靠產(chǎn)前診斷與產(chǎn)前篩查進行干預和預防。戴勇告訴本刊記者，傳統(tǒng)的篩查方法漏檢率和假陽性略高，且羊膜腔穿刺、絨毛膜取樣、臍帶取血等產(chǎn)前診斷方法，都具有一定創(chuàng)傷性，容易導致出血、感染和流產(chǎn)等并發(fā)癥。

戴勇希望利用精準醫(yī)療的研究手段，尋找到唐氏綜合征產(chǎn)前診斷的標志物，為探索新的無創(chuàng)性產(chǎn)前診斷方法提供有效依據(jù)。為此，他和團隊運用高通量測序、多重標記技術(shù)，結(jié)合串聯(lián)質(zhì)譜分析技術(shù)，對唐氏綜合征胎兒和正常胎兒臍帶血血漿全基因組和蛋白進行鑒定、比較、定量分析，獲取蛋白組“全組信息”，并比較兩者臍帶血血漿中蛋白表達的差異，篩選出表達差異最顯著、最有臨床意義的蛋白，作為唐氏綜合征的特異性標記蛋白和微小RNA，并用WestemBolt技術(shù)在唐氏綜合征胎兒孕婦血漿中進行驗證、比較，篩選特異性標志性蛋白。

戴勇說：“找到唐氏綜合征特異性標志物，不僅有望降低母血蛋白背景的影響，對提高產(chǎn)前診斷靈敏度和特異性，建立新的無創(chuàng)性產(chǎn)前診斷方法也意義重大。”

拭目以待

如今的精準醫(yī)療正站在世界的“風口”，有專家認為，它將會迎來中、美、歐的“全球多重奏”，不僅僅只是美國對它樂此不疲，各國都在等待著由它催生的下一個萬億級市場的到來。

我國自2015年以來就不斷推出精準醫(yī)療支持舉措，如召開精準醫(yī)學戰(zhàn)略專家會議，擬將精準醫(yī)療納入“十三五”重大規(guī)劃，謀劃精準醫(yī)學研究發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)布第一批腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技術(shù)臨床試點單位名單……科技部還曾提出到2030年，我國會在精準醫(yī)療領(lǐng)域投入600億元，今年兩會期間又公布了精準醫(yī)療的“國家指南”。

相比起市場對精準醫(yī)療的“狂熱”，戴勇保持著科研人員的理智。他特別強調(diào)：“精準醫(yī)學是生物信息學與先進醫(yī)療技術(shù)交叉應用的新型醫(yī)療模式，不單是基因測序技術(shù)的應用，還包含有蛋白組學、代謝組學、免疫組學等技術(shù)，要實現(xiàn)有效的精準醫(yī)療，需要多方面、各學科的相互配合和協(xié)調(diào)?！?/p>

近些年，戴勇團隊以臨床為導向在精準醫(yī)療研究領(lǐng)域獲得的大量成果，特別是發(fā)現(xiàn)的疾病標志物和治療靶點，很大部分都被市場看好，轉(zhuǎn)化為臨床應用的機率非常高。再加上國家對精準醫(yī)療的高度重視和投入，讓戴勇對未來的發(fā)展充滿了信心和期待。

如今，他和團隊又踏上新征程，這一次他們將嘗試對發(fā)現(xiàn)的疾病突變基因進行修復，以期治愈患病家族中現(xiàn)存的病人。目前，他們已經(jīng)成功從系統(tǒng)性紅斑狼瘡和遺傳性腎炎病人的尿液里收集到了一種柱狀細胞，并進行重新編程，在世界上首次獲得了帶有疾病基因的干細胞。他們正嘗試在該干細胞上進行基因修復，使其向正常細胞轉(zhuǎn)化，讓功能缺失的細胞恢復功能。這項研究將會對疾病機制和治療靶點的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生重要影響，有望為精準醫(yī)療治療疾病開辟一條新的研究途徑。

我國一旦實施精準醫(yī)療將使現(xiàn)有診斷、治療模式發(fā)生巨變，醫(yī)療行業(yè)、醫(yī)務工作者乃至患者，每個人都要為之付出努力，去適應一個全新的醫(yī)療流程。無論如何，對于精準醫(yī)療帶來的這場變革，我們拭目以待！