近年來,「精準醫學」已成為全球醫學界關注的熱點。
精準醫學的基礎建立在下一代測序技術之上,並延伸到其他分子水平(RNA和蛋白質),涉及多個學科。
中國政府高度重視精準醫學,並制定了相應措施促進其發展。中國政府已經與專家們進行了戰略諮詢,並將精準醫學納入「十三五」國家科技創新規劃中,重點關注疾病隊列研究、分子水平上的疾病分類和分期、個性化臨床治療以及大數據收集和挖掘。
本期特別策劃邀請北京大學副校長、醫學部主任、中國工程院院士詹啟敏,北醫三院院長、中國工程院院士喬傑,北大腫瘤醫院院長、教育部惡性腫瘤發病機制及轉化重點實驗室主任季加孚,共同探討:精準醫學帶來的機遇與挑戰。三位專家的訪談將分三期推出,敬請關注。
根據國家腫瘤防治辦公室最新公布的數據,我國的腫瘤5年患病率約為5‰,據此估算我國的腫瘤5年區間患病人數約為778.4萬。其中40-60歲的壯年人口比例超過50%,可以說給國家、社會都帶來了巨大的疾病負擔。
自公元前2500年古埃及偉大的醫生印和闐在史密斯莎草紙上首次描述了腫瘤,之後的4000餘年時間裡,人類一直致力於腫瘤的診斷和治療,但卻基本處於無計可施的狀態。直到現代醫學的誕生,腫瘤的治療效果才得到明顯改善,在近100年裡,腫瘤的治療經歷了從經驗醫學到循證醫學,進而到轉化醫學和精準醫學的變革,腫瘤的長期存活率提高了65%。
季加孚理解的精準醫學,是指根據個體基因特徵、環境以及生活習慣進行疾病幹預和治療的最佳方法。
他用較為通俗的語言給我們概括了精準醫療:一個大數據,兩個體系(微觀體系,宏觀體系),三個精準(以靶向藥物為代表的幹預手段精準,以基因測序為代表的疾病信息精準,以臨床溝通為代表的醫療需求精準),四個工具(藥物研發工具、基因分析工具、系統整合工具、政策引導工具)。
Q 精準醫學給腫瘤領域帶來了什麼改變?
季加孚:腫瘤領域精準醫學的核心是全方位覆蓋,內容包括:高危人群篩選、病因幹預、早期診斷、預後判斷、治療決策、復發控制以及疾病康復等多方面。
具體從實現方式上看:首先要採集信息,臨床信息資料、生物樣本材料、分子分型信息,然後建立精準醫療數據倉庫,最後通過分析處理實現三個主要核心功能:臨床研究匹配、分子診斷,以及臨床決策支持。
這就要求對現有醫療及其支持體系進行全新的研究設計,尤其是醫療信息以及醫療物聯網絡,從而構建完善的大數據網絡。通過構建這樣的網絡,能促進體系內的快速學習。整合患者內外各項特徵數據並進行分析,是精準醫療實現研究、轉化、持續發展的核心。通過基因型與表型的關聯,識別特定的患者群體。
精準醫療的終極目的是——發展新型的「循證臨床決策系統」。通過患者招募、長期隨訪、樣本採集以及分子檢測,建立多維數據倉庫。從而服務患者、服務醫生、服務社會。服務患者,實現個體化醫療,進行健康教育,建立合理的治療方案;服務醫生,主要是為醫生提供治療決策;服務社會,主要是提供動態健康管理、科技動態更新以及建立循證指南予以推廣應用。簡單來說,就是實現精準醫療的3R理念:Right treatment at the Right time at the Right place,即「選擇正確的治療,正確的時間,正確的地點」。
Q 目前在腫瘤領域,精準醫學取得了哪些初步成效?
季加孚:目前腫瘤領域已經開展的精準醫療研究大致可分為以下4類,包括:1.從基因等多個角度發現腫瘤的個體化差異,形成腫瘤的分子分型。2.建立基於大數據概念的最大範圍協同合作平臺,測試和驗證靶向治療和幹預手段的臨床效果。3深入分析個體基因因素、生活方式因素與外環境因素,掌握不同因素間相互作用的機制,系統的評價疾病的風險。4.應用以移動醫療為代表的新一代信息採集技術,實時收集、整合、分析數據,系統的評價健康狀況。
腫瘤是一種複雜的多基因病,結腸癌的多階段發病模型提示一般需要通過多個關鍵驅動基因異常改變的積累才會最終形成惡變。精準醫療包括精準預測,診斷和治療幾個方面實質上都是要實現腫瘤分子生物學水平的檢測篩查,DNA測序技術的不斷進步以及成本的不斷下降推動了基因檢測在臨床診治中的廣泛應用。
對於精準預測,精準診斷方面,遺傳性腫瘤症候群的篩查是最典型的例子,目前多種遺傳性腫瘤症候群都找到了主要的治病基因,且經過家系研究得到了印證,這些治病基因的檢測可以幫助臨床醫生綜合患者的家系圖、臨床表現以及基因檢測異常對患者做出精準診斷,而對於這些先發病患者的家屬進一步進行基因檢測,如篩查到同樣的基因異常,則可以確定他們是高危易感患者,需要針對易發病臟器進行嚴密的監查,甚至是採取預防行手術治療。
最為百姓熟知的例子就是安吉麗娜·朱莉的故事,她通過基因篩查得知自己帶有BRCA1基因缺陷,因而預防性切除了乳腺、卵巢及輸卵管。胃腸道腫瘤也存在同樣的例子,包括家族性腺瘤息肉病(APC基因),Lynch症候群(MLH1,MSH2,MSH6 ,MSH3 ,PMS1 ,PMS2 ,TACSTD1基因)以及遺傳性瀰漫性胃癌(CDH基因)都具有比較明確的治病基因,通過基因檢測可以早期預測發病風險,從而加強胃腸鏡監測篩查,最終達到早期診斷的目的。
精準治療主要針對某個靶點,對患者進行基因檢測,若發現某些突變,可有利於疾病的診斷,並根據腫瘤的分子生物學特徵,為患者選擇更合適的藥物。例如在轉移性結直腸癌的治療中,在KRAS 野生型患者中,與單純化療相比,化療聯合西妥昔單抗顯著延長了患者的PFS和OS。
從發展的角度來看,未來的癌症治療將全面與基因手段結合,根據基因不同,將患者分為不同亞群,針對個人的主要基因變化進行治療,實現精準治療。比如近日FDA官網宣布,免疫藥物PD1抑制劑Keytruda被批准用於治療帶有微衛星不穩定性高或錯配修復缺陷的不可切除或轉移性實體瘤。這種治療弱化腫瘤的組織來源,按照基因突變信息來治療腫瘤則是精準醫療的裡程碑式突破,體現了真正意義上的精準治療。
Q 請您具體介紹一下北京大學腫瘤醫學院在腫瘤的精準醫療方面做了哪些工作?
季加孚:北大腫瘤醫院已經在醫院內部建立起了完整、乾淨的數據存儲系統;規範化的生物樣本採集、存儲系統,並輔助以生物信息學分析團隊;良好臨床及科研能力的臨床團隊;並有多項同精準醫療相關的臨床研究正在進行中。這些體系的建立與完善都是為病人提供更精準的診斷和治療服務的。
精準醫療的前提是精準診斷,與常規的臨床檢測相比,精準診斷有助於我們對腫瘤的生物學行為進行更好的預測以及制定更加有效的治療方案。
我院的多個腫瘤專業都已經開展了不同瘤種的分子生物學診斷研究。
比如針對胃癌的HER2靶點,我們已經開展了大樣本的篩查工作,對我國胃癌患者的HER2表達情況及臨床特點進行了研究,該項工作對我國胃癌的靶向藥物研究起到了很好的示範作用。針對胃癌異質性強的特點,我們也相繼開展了VEGFR、免疫檢查點等的檢測研究,為後續的新靶向治療、免疫治療等打下基礎。同樣地,針對胃腸道間質瘤進行的c-KIT、PDGFRA基因突變檢測,黑色素瘤的c-KIT、BRAF等基因突變檢測,以及非小細胞肺癌的EGFR、KRAS突變、C-MET擴增、EML4-ALK融合基因檢測等診斷均已完成了從臨床研究向臨床應用的過渡,為患者的後續精準治療提供了更為詳實的依據。
我們對精準醫療的推廣不僅限於腫瘤現患者,我們已經著眼於腫瘤的早期預防及高危篩查。我院乳腺中心在國內系統開展了家族性乳腺癌易感基因的研究,在北京地區率先開展了家族性乳腺癌BRCA1/2基因胚系突變的檢測。我院分子診斷中心的成立為腫瘤的早期診斷及高危篩查搭建了平臺,目前可進行九項腫瘤相關的基因檢測。
作為國內負責單位,我院牽頭參與了ToGA研究,該研究的成功使得曲妥珠單抗成為迄今為止對HER2陽性胃癌最為有效的靶向治療方式。目前各瘤種均已開展了針對不同靶點的藥物研究。
我們正在發展新型的「詢證臨床決策系統」,通過患者招募、長期隨訪、樣本留存、分子檢測等步驟,建立多位數據倉庫,從而更好地服務患者、醫生和社會,推動精準醫療的實現。
臨床上患者的信息來自於臨床、基因、隨訪等多個方面,甚至還包括個人習慣、家族史這些方面。這些數據過去是分散的、非結構化的,缺乏一個整合的系統來統一呈現。我們積極引入後結構化與數據融合技術,實現了自然語言向結構化數據的自動化轉換,以及多類型影像數據的整合共享。目前已經實現在整合資料庫裡面的融合和展示,從而更精確地去定位患者,這項技術也填補了全國性胃癌整合資料庫的空白。
在這個資料庫的支持下,我們可以更方便地去獲取針對某個特定條件的患者,現有的臨床證據是怎樣的,過去我們的治療經驗和效果又是怎樣,最終給患者制定出真正個體化的診療方案。
此外,北京大學腫瘤醫院正在和國外的癌症中心及藥物研發企業合作,獲得每一個患者的基因數據,構建精準醫療資料庫,按照不同臨床試驗所需目標患者的基因類型來匹配臨床試驗,目的就是為了使國內更多患者參加臨床試驗,最終讓更多患者受益。
Q 您認為未來腫瘤精準醫學發展方向如何?面臨的主要困難是什麼?
季加孚:未來,精準醫學的理念會更加深入到腫瘤診斷和治療的方方面面。通過更加準確的診斷方法和標誌物,達到早發現、早診斷、早治療的目的。
對於進展期的腫瘤,能夠精確地進行分期、評估和治療,包括手術、放化療、靶向治療、免疫治療等治療方式的聯合,能夠使患者獲得更好的預後,增加治療獲益。
與此同時,雖然腫瘤的治療需要個體化,但是不同類型的腫瘤之間往往具有許多共同點,同病異治,異病也可以同治。利用不同類型的腫瘤的相似特點,可以應用相同的藥物進行治療,達到更好的效果。
例如目前有的新型靶向藥物,利用不同腫瘤之間的相似性,應用相同的分子靶向藥物治療,達到了很好的效果。另外,免疫檢查點抑制劑應用的相關研究,以及在 PD-L1 高表達的選擇人群應用的 PD-1 抑制劑的研究,都得到了不錯的結果。
精準醫學的一大重要支撐是建立一個「大數據平臺」,但是目前信息孤島現象阻礙了上述進程。精準醫學的腫瘤研究平臺需要成規模、高水平的集團協同。這種協同的前提是具備普遍約束力的規範、便於共享的環境和可靠的質量監管。相應地,現有的激勵、管理制度也應隨之調整。
原標題:特別策劃 | 季加孚談腫瘤領域的精準醫學