精準醫療時代已至基因測序數據分析成為關鍵

　　隨著醫學技術提升、就醫環境改善，困擾人們的復雜疾病是否能夠得到更加有效的治療？相關統計顯示，針對城市居民死亡率較高的癌癥（惡性腫瘤）、心臟病、冠心病等復雜疾病，傳統醫療方案的治療效果并不佳。據WINSymposium公布的數據顯示，傳統醫療在腫瘤治療上用藥無效率高達75%。人們仍然談“癌”色變。因此，立足大數據、強調個性化的“精準醫療”勢在必行。

　　通過基因組、蛋白質組等技術對患者的個體差異進行分析和研究，精確尋找到疾病原因和治療靶點，實現對疾病和特定患者進行個性化精準治療——這就是“精準醫療”，或許也是未來癌癥等復雜疾病患者的福音。

　　近日，美國德克薩斯大學MD安德森癌癥中心生物信息和計算生物系副系主任梁晗博士接受了艾瑞網專訪。在他看來，“精準醫療時代”已經到來，隨著基因測序等關鍵環節的發展，基于個體差異的精準醫療方案會逐漸廣泛運用到臨床當中，提升癌癥等復雜疾病的治愈率和生存時間。

　　▌從“對癥下藥”到“對機理下藥”

　　包括美國MD安德森癌癥中心在內的很多研究發現，個體之間基因、環境因素與生活習慣差異，都會影響到疾病預防和處置方式。

　　“癌癥具有顯著的個體差異，具有高度異質性。這種異質性，導致有些藥物運用在不同患者身上，效果會千差萬別。”梁晗表示，“我們會發現，單純的‘對癥下藥’成功率并不高。”

　　因此，“匹配”成為關鍵。精準醫療就是將疾病、患者的差異化因素與藥物、治療手段相匹配的過程，針對“機理”下藥，能夠更好地將實現治療效果。

　　在美國MD安德森癌癥中心，梁晗與他的團隊通過對大規模的癌癥基因組圖譜（TCGA）數據進行分析，探尋出個體基因差異與疾病之間的關聯，并對藥品和治療方式的選擇及愈后風險評估進行了大量的研究。

　　“一方面，我們可以對患者愈后的風險進行評估，制定出匹配度更高的治療策略。如果風險較低，就要避免過度治療；如果風險較高，我們需要積極地實用一些輔助性治療方法。”梁晗介紹，“另一方面，對于晚期癌癥患者來說，需要對靶向藥物進行選擇。基因組差異信息可以提醒我們選擇怎樣的藥物來更有可能使患者獲得好的治療效果。”

　　在梁晗看來，根據腫瘤的分子信息，使患者得到更有針對性的治療，能大大提升疾病的治愈率和延長患者的存活時間，這就是精準醫療的意義所在。

　　▌“精準醫療時代”已經到來

　　得益于大數據分析和研究領域的快速發展，精準醫療也越來越多的受到關注和重視。在過去幾年里，許多國家已經啟動了基因組等精準醫療相關領域的研究和應用計劃。

　　2015年初，美國正式啟動了“精準醫學”計劃，推動個性化醫療的發展。而2016年初，美國總統巴拉克?奧巴馬在發表國情咨文期間宣布了“癌癥登月計劃”，并任命副總統拜登牽頭開展這一計劃。2016年，中國科技部最新發布的“國家重點研發計劃”中，精準醫療位列國家重點研發計劃首位。此外，英國、澳大利亞等多個國家已經啟動和推進精準醫療相關領域研究。

　　梁晗認為，精準醫療最核心的技術——基因測序的研究已經進行多年，屬于精準醫療的時代也已經逐漸到來。

　　目前，高通量測序設備的廣泛應用，基因數據量也呈倍數增長，基因組序列測序成本大幅下降。2016年5月，艾瑞咨詢發布《2016年全球二代基因測序行業投研報告》中提到，平均每兆數據量基因測序成本和單人類基因測序成本都有超“摩爾定律”的大幅度下降，2001年人類基因組測序成本高達9526.3萬美元，但如今單人類基因組測序成本已下降到幾千美元。

　　測序成本的降低、分析能力的提升，是否意味著基因測序在臨床上廣泛應用？事實并非如此。目前，基因測序的應用主要集中在無創產檢和腫瘤診斷治療兩個領域，在臨床方面并未廣泛應用。

　　據梁晗分析，目前基因測序的工作重心已經從繁重的人工測序轉向數據分析，而基因數據分析和解讀是關系到基因測序發展和精準醫療應用的關鍵環節。但是，當前基因測序的數據分析主要存在兩個方面的難點，在一定程度上阻礙了臨床應用的發展。

　　第一，雖然基因數據量規模不斷擴大，但大量數據分散在不同的國家、城市、醫院，缺乏統一性。這樣分散、游離狀態的數據不利于大數據指導下的精準醫療研究。數據統合和共享是阻礙基因測序數據臨床轉化的一個難點。

　　第二，目前的數據缺乏標準化，在很多情況下，即便是同一家醫院，由于生物測序設備、軟件甚至流程不同，測序結果都會大相徑庭。“當我們把這種數據放在一起，會出現系統性的偏差。”梁晗說，“標準化所指的不僅是分子數據，也包括患者的個體信息、用藥和愈后隨訪。這些數據信息的統一和共享，需要得到解決。”

　　此外，即便基因測序成本大幅下降，但對于部分患者來說仍是一筆不小的成本。再加上目前靶點藥物有限，很多醫生拿到所謂的測序報告，所獲得的有效信息也僅有20-30%，對于臨床診療的意義并不大。梁晗認為，當基因測序被有效地推廣起來，越來越多靶向藥物投入臨床試驗，醫生從測序報告中獲得的有效信息將會大幅提升，只有這樣基因測序才會在臨床上得到廣泛應用。可見，“精準醫療”需要通過對數據進行深度挖掘，以提高醫生從基因數據中提取有效信息的能力，進而提高對用藥和治療手段的匹配程度。同時，“精準醫療”在臨床上的廣泛應用，則需要基因測序價格進一步下降和相關部門建立數據共享平臺。

　　▌“精準匹配癌癥療法”未來可期

　　正如奧巴馬對“精準醫學計劃”作出的解讀——“把按基因匹配癌癥療法變得像輸血匹配血型那樣標準化，把找出正確的用藥劑量變得像測量體溫那樣簡單”，個性化的精準醫療將引領癌癥等復雜疾病治療方式的改變，也會進一步提升醫療效率和患者存活率、治愈率。

　　在這個備受廣泛關注和重視的領域當中，基于精準醫療的設備、應用和服務領域已經吸引了大量的研究者和創業機構。而這些領域也將引領世界范圍內精準醫療的發展。

　　梁晗表示，從設備層面來看，目前二代測序設備在通量、準確度上都有了較大的提高，測序成本隨之下降，是商用測序的主流，但從長遠來看，隨著更新一代測序設備的應用和普及，測序成本將繼續下降，會利于基因測序進一步發展；從服務層面來看，基因測序和數據分析都是重點，數據規模增大、測序成本降低、測序能力得到提升，能夠讓測序結果有效轉化成醫生可有效解讀的信息；從應用層面來看，單細胞測序、免疫療法都是精準醫療應用的方向，目前免疫治療方法已在美國得到較為普遍認可的應用，在一定程度上可以使延長患者存活時間，甚至可以治愈患者。

　　根據艾瑞咨詢發布《2016年全球二代基因測序行業投研報告》預測，癌癥的診斷治療應用將是基因測序最具潛力的應用市場。

　　據梁晗介紹，在美國，已經有不少機構已經實施了對部分癌癥類型的精準治療，比如MD安德森癌癥中心能夠根據患者的驅動基因、致病基底，針對非小型細胞肺癌、黑色素瘤等多種癌癥類型進行了明確的匹配。“然而，并不是所有的患者、癌癥類型都有明確的驅動基因。但是這個比例在不斷擴大。為此，我們也不斷在努力。”

　　那么，對于“按基因匹配癌癥療法變得像輸血匹配血型那樣標準化”，我們還要期待多久？梁晗給出了答案：“在‘登月計劃’提出時，MD安德森癌癥中心對癌癥的精準醫療實施也有預期。我們希望在未來十年之內，大幅度擴大匹配精準醫療手段的癌癥范圍，使癌癥患者的存活期得到更大提升。”