陳志南

近年來，隨著生命科學的發(fā)展，一個以生物化學與分子生物學、細胞生物學等基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學為學科交叉背景的新醫(yī)學，即分子醫(yī)學應運而生。人們已能在基因、蛋白、細胞等不同水平上認識疾病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律[1-2]。

轉化醫(yī)學(translational medicine)是近年來醫(yī)學領域的新理念，包括:基礎研究向臨床研究的轉化，所謂的B2B(bench to bedside);臨床研究向公眾健康[3]，即應用研究的轉化 B2P(bench to public)。它是基于現(xiàn)代醫(yī)學模式的轉變，即4P醫(yī)學:預測醫(yī)學(predicative medical)、預防醫(yī)學(preventive medicine)、個體化醫(yī)學(personalized medicine)和參與醫(yī)學(participate medicine)。

1 分子醫(yī)學的概念

分子醫(yī)學內(nèi)容廣泛，涉及到物理、化學、生物學和醫(yī)學技術等，用于描述分子結構和機制，鑒定基本的分子和遺傳缺陷，發(fā)展分子干預。分子醫(yī)學著重分子與細胞現(xiàn)象及其干預醫(yī)學，比既往注意患者和他們的組織器官病變更重要。

2 分子醫(yī)學的應用

2.1 分子診斷 分子診斷是檢測遺傳物質結構或表達水平，具體應用在4個方面:①個體遺傳疾病的診斷;②監(jiān)測和評估臨床治療;③建立公眾的遺傳譜;④產(chǎn)前或產(chǎn)后檢查。分子診斷的內(nèi)容涉及到DNA、RNA和蛋白質，包括酶分子、抗原和抗體等。分子診斷應用領域回顧:在2004年，應用于感染性疾病、器官移植分子配型;至2008年，用于腫瘤易感基因的檢測、篩查和遺傳疾病的診斷;至今，已用于個體化的治療，包括醫(yī)療檢測、藥物代謝基因組、健康人群的篩查、早期診斷。分子診斷的產(chǎn)品74%用于腫瘤、感染性疾病、遺傳性疾病的臨床檢測。部分分子診斷的產(chǎn)品見表1。分子診斷技術包括核酸雜交、聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)、生物芯片等[4]。

2.2 分子影像 分子影像是應用醫(yī)學影像學方法去展示特異性的分子標志物在機體內(nèi)數(shù)量和質量的改變狀況。其技術的要點是結合基因、生物化學信息及其影像探針，通過精確的影像處理過程顯示組織器官的分子和細胞水平的改變。分子影像起始為放射藥物學，21世紀發(fā)展為分子影像，它采用非侵入型方式，是分子生物學和體內(nèi)影像學的結合。其成像方式通常有5種:磁共振，光學影像(熒光發(fā)光、化學發(fā)光、生物發(fā)光等)，單光子發(fā)射計算機體層攝影術，正電子發(fā)射體層攝影術，探針和分子相互作用影像學。近年，美國斯坦福大學推行的斯坦福分子影像計劃提出了多模態(tài)分子成像技術，具有重要的應用價值。

2.3 個體化醫(yī)學 個體化醫(yī)學是應用患者的遺傳類型信息，啟動預防措施抵御疾病和紊亂狀態(tài)的發(fā)展，選擇最適合患者個體的治療方案。其方向是臨床醫(yī)學與藥物基因組學的結合。到目前為止，沒有一個藥物適合所有患者個體，大多數(shù)藥物只有30%～70%的有效性，多種因素決定了藥物的反應性，因此藥物基因組學是個體化治療的基礎。

個體化醫(yī)療最早在1999年《華爾街日報》報道“開啟一個個體化藥物治療的新時代”。至2005年，美國食品和藥品監(jiān)督管理局頒布“藥物基因組數(shù)據(jù)指導原則”推動了更有效的新的個體化醫(yī)學的進程，即最大的藥物優(yōu)效性和最小的藥物副作用?；蚨鄳B(tài)與疾病相關性研究單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymor-phisms，SNPs)探討基因本身對機體的影響，尤其是疾病的易感性、個性化治療。一些個體化治療的藥物靶點和SNPs相關的藥物反應見表2、3。

表2 個體化治療的藥物靶點(Personalized therapy of drugs and their targets)

表3 SNPs相關的藥物反應(SNPs linked to drug response)

Illumina公司建立了個體遺傳數(shù)據(jù)庫，進行了3個方面的工作:①遺傳圖譜，建立個體基因序列與人類基因組計劃序列進行參考比較;②建立健康卡，記錄不同個體類型的遺傳變異、健康風險因素、藥物反應情況;③發(fā)出報告，人類基因組的詮釋和說明。另外在個案研究中時有報道，西妥昔單抗治療表皮生長因子受體變異體S492R的腫瘤患者是沒有效果的，而帕尼單抗治療該變異體患者有更好的療效。

2.4 腫瘤標志藥物與分子靶向治療 在20世紀末，1990年啟動的人類基因組計劃(human genome project，HGP)歷時16年，繪制完成了全部人類基因組圖譜。HGP有了新的發(fā)現(xiàn):全部人類基因組約有2.91 Gbp，有30 210個基因(編碼基因21727，非編碼RNA 8483);基因數(shù)量少得驚人;有42%的基因尚不知道功能;存在“熱點”(基因成簇密集)和大片“荒漠”(無用DNA);35.3%的基因組包含重復序列;人與人之間99.99%的基因密碼相同。之后，又開展了多種基因組學工作，如2003年的常染色體序列、2005年的國際人類基因組單體型圖(HapMap)計劃、2006年的癌基因組計劃、2007年的DNA成分百科全書計劃以及2008年的千人基因組測序計劃等，極大地推動了分子醫(yī)學的發(fā)展。

腫瘤標志物(cancer biomarker)就是分子醫(yī)學在腫瘤領域的應用。腫瘤標志物應具備高危人群篩查、早期與定位診斷，病理分型診斷，治療反應及預后評估，復發(fā)監(jiān)測等功能和作用[5]。通過腫瘤cDNA表達文庫篩查、酵母雙雜交、免疫共沉淀、質譜技術等方法，捕獲特異性標志物，研發(fā)各種分子檢測試劑盒[6]?；诳贵w的腫瘤標志物見表4。

表4 基于抗體的腫瘤標志物

隨著分子醫(yī)學的發(fā)展，分子靶向藥物的研發(fā)日趨完善[7-8]，它分為針對如絡氨酸激酶的小分子靶向藥物:吉非替尼、索拉非尼、厄羅替尼等，大分子靶向藥物:利妥昔單抗、曲妥珠單抗、西妥昔單抗、美妥昔單抗等，使腫瘤的治療更具有針對性和有效性[9-10]。

3 轉化醫(yī)學

我國是一個人口大國，疾病種類眾多，現(xiàn)有的轉化醫(yī)學研究僅限于部分疾病，遠遠不能滿足人民群眾的健康需求;同時，國際制藥企業(yè)也瞄準了中國這一新興市場，阿斯利康公司將斥資1億美元，建立針對中國人群基因的轉化醫(yī)學研究機構。因此，發(fā)展具有我國自主知識產(chǎn)權的綜合性轉化醫(yī)學研究已迫在眉睫。

轉化醫(yī)學在我國起步較晚，但發(fā)展迅速。中國工程院、中國科學院相繼召開了“轉化醫(yī)學發(fā)展戰(zhàn)略研討會”，認為轉化醫(yī)學可打破基礎研究與臨床應用間固有的屏障，快速有效地將基礎研究成果轉化為臨床診療新方法。我國具備開展轉化醫(yī)學研究所需的諸多優(yōu)勢:一是我國擁有豐富的臨床資源;二是我國傳統(tǒng)的醫(yī)學和藥學資源;三是我國擁有舉國體制優(yōu)勢。因此，我們必須抓住機遇，走具有中國特色的轉化醫(yī)學發(fā)展道路。

我國科技部、衛(wèi)生部、教育部以及各地政府均很重視轉化醫(yī)學的發(fā)展，目前已建立了轉化醫(yī)學研究中心50余家。2010年6月在北京、2011年6月和2012年6月在上海，召開了第一、二、三屆“中美臨床與轉化醫(yī)學研究國際論壇”，中美雙方諸多院士、著名專家和參會代表就共同關心的基礎與臨床轉化研究、醫(yī)藥科研成果的技術轉化、國際合作等問題展開了熱烈的研討。這3次論壇為近年來中美臨床與轉化醫(yī)學研究領域的最高學術交流和對話，建立了中美臨床和轉化研究國際合作的里程碑。論壇由中國工程院、中國醫(yī)學科學院、美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health，NIH)和美國全球醫(yī)生組織聯(lián)合主辦。參會者包括了臨床醫(yī)生、基礎與臨床科研人員、醫(yī)學管理人員和生物醫(yī)藥衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)界代表等，同時還包括了其他國際醫(yī)藥衛(wèi)生的公益組織、醫(yī)學社會研究人員和IT人士等。

論壇得到了中美兩國衛(wèi)生主管部門的支持和參與。衛(wèi)生部陳竺部長在開幕式致辭中強調(diào)政府在政策和科研基金等方面給予了臨床和轉化醫(yī)學研究的積極鼓勵和支持。他重申了中美雙方在醫(yī)學領域的交流與合作對促進兩國關系和全球衛(wèi)生事業(yè)合作具有重要的戰(zhàn)略意義。衛(wèi)生部積極支持各級醫(yī)療和科研機構開展臨床和轉化醫(yī)學研究，支持更多的國際合作。論壇共同主席樊代明院士、曹雪濤院士和NIH臨床中心院長John I.Gallin博士分別介紹了兩國基礎與臨床研究的現(xiàn)狀，以及亟待通過交流合作解決的科研規(guī)范問題，讓醫(yī)學科研人員對臨床與轉化醫(yī)學研究有一個整體的理念。論壇突破了單一學科或病種的學術會議界限，以臨床和轉化醫(yī)學研究為核心開展交叉學科和轉化應用的交流。把基礎科研人員和各臨床學科專家所共同關心的基礎與臨床研究、醫(yī)藥科研技術轉化和國際合作與基金支持等問題列入到具體日程。論壇內(nèi)容橫跨基礎和臨床多學科、多中心，共同探討基礎和臨床轉化研究。

轉化醫(yī)學在我國不但是一次醫(yī)學科學的革命，也是一次社會醫(yī)療保障制度的革命。首先，轉化醫(yī)學側重于新的理念，重視基礎研究與臨床的結合及實際應用，促進醫(yī)療產(chǎn)業(yè)與社會健康保障制度的發(fā)展，將使基礎、臨床、企業(yè)和法規(guī)部門在政府的主導下自覺地聚集起來，形成一種新型的、符合我國國情的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和社會健康保障系統(tǒng);其次，我國在生命科學領域的一些前沿科學技術，如基因組、蛋白質組、代謝組學、高通量生物芯片等，已經(jīng)完成技術積累，提供了精良的研究平臺，轉化醫(yī)學將推動這些平臺進入國際交流和競爭，提高我國臨床相關研究的應用水平，在高層次上實現(xiàn)“實驗室—病床—公眾健康”的良性循環(huán)。

醫(yī)藥衛(wèi)生科技成果具有高投入、高風險的特征，成果轉化周期長、風險大，需要巨額的資金投入。盡管我國每年有大量醫(yī)學科研成果獲得省部級以上科技獎勵，但成果轉化率小于20%，有效轉化率不足8%，與發(fā)達國家50%以上的轉化率及25%的有效轉化率相比有很大的差距?，F(xiàn)代企業(yè)具有充足的人力、財力、物力以及暢通的市場網(wǎng)絡與高效的主體功能，高水平的科研成果與現(xiàn)代企業(yè)結合，科研優(yōu)勢和主體功能有機銜接，可以大大縮短成果轉化和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的周期。因此，醫(yī)學科研單位必須與企業(yè)合作，以技術入股等形式引進風險投資，利用技術創(chuàng)新的優(yōu)勢，將兩者的優(yōu)勢結合起來，共同選題，共同研究，共同轉化，建立產(chǎn)、學、研、用相結合的科技成果轉化機制。

目前我國轉化醫(yī)學主要方向是“創(chuàng)新”，通過基礎與臨床的結合，以臨床需求為指引，探討發(fā)病機制和疾病相關基因，進一步篩選診斷和治療靶點;而在國際上，轉化醫(yī)學更強調(diào)如何把已有的新技術、新概念轉化為提高臨床診療水平的藥物和方案，特別是轉化的中間過程(包括法規(guī)研究)，以改變新藥、新方案臨床前和臨床評價中的僵化過程[11]。這些措施和努力在我國的醫(yī)療體制和轉化醫(yī)學規(guī)劃中尚處于空白階段，亟需自上而下的頂層設計和統(tǒng)一協(xié)調(diào)，同時制定標準化、國際化的資源共享標準，將我國轉化醫(yī)學研究推向國際前沿。

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