1、简单的基因检测与复杂的精准医学解读,北京妇产医院精准医学中心卫计委中日友好医院精准医学中心王鹤尧,一、美国的精准医学计划,1.30，2015 Precision Medicine Initiative,精准医学是一种新的、综合评估了个体的基因、环境和生活方式差异后，所采取的疾病预防和治疗方法。个体化治疗，则是主要依据患者的基因特征来制定针对性的治疗方案。精准医学计划将获得推动精准医学概念进入临床实践所需的科学证据。,现在启动精准医学计划，是因为：1、 人类基因组计划完成了，癌症基因组计划正在进行中2、 生物医学分析技术有了长足进步3、利用大数据的各种工具不断涌现,以人类基因组计划 和 癌症基因
2、组图谱为基础，基因组学信息，已帮助人们更好地了解癌症的发生，并用于癌症的治疗。 格列卫、易瑞沙等一系列靶向药物的应用，有效提高了白血病、肺癌等患者的生存率。,美国精准医学计划短期目标：基于已知癌症基因组信息，尽快扩展可阻断和治疗的肿瘤疾病谱。1、创新靶向药物的临床研究，促进成人和儿童肿瘤的治疗。2、研究抗肿瘤联合治疗方案3、获得克服药物抵抗的新知识,美国精准医学计划的长期目标：工作内容： A、建立一个超过百万人群的研究队列，采集基因信息、生物样本、生活方 式信息，建立电子健康档案。 B、建立新研究模式，强化参与者积极性、数据分享的应答性与隐私保护。由此，达到四方面目的：A、促进药物基因组学的发
3、展：正确的患者、正确的药物、准确的剂量。B、确定疾病预防和治疗的新的靶点。C、测试移动医疗装置是否可促进健康的行为方式。D、奠定精准医学在其他疾病领域的科学基础。,二、精准医学在国外的发展特点,1、学界 近10年来，大量基础和临床研究，集中寻找与药效相关的基因位点。 NIH资助的机构，已公布66个普通化学药的个体化治疗指南，要求： 根据患者基因型进行药物剂量调整。,http:/www.fda.gov/Drugs/ScienceResearch/ResearchAreas/Pharmacogenetics/ucm083378.htm,2、法规 快速将证据充分的研究结果纳入药品说明书。 FDA已在
4、166个非靶向药品说明书中，纳入患者基因信息。 均为一线用药，估计涉及患者总人数已接近或超过40% 欧盟和日本，快速跟进。,3、保险 医疗保险机构为药物相关基因检测付费。 如蓝十字和蓝盾联盟为抗幽门螺杆菌治疗的基因检测付费。,4、临床实践医疗机构和医生响应程度不一绝大多数医生依然未被培训教学医院实施得好，未及基层医院但涉及治疗风险的，则绝对被执行，如： 目前所有美国医生，在不检测风险基因TPMT之前，没人敢给患者用硫唑嘌呤和巯嘌呤。,例：儿童急性淋巴细胞白血病Acute lymphoblastic leukemia,使用巯嘌呤6-MP治疗，疗效与代谢酶TPMT基因多态性相关。,TPMT：巯嘌呤
5、甲基转移酶,Figure Legend Figure S1 Idealized depictions of TPMT activity in erythrocytes from a normal, healthy, non-transfused population. TPMT activity displays a trimodal frequency distribution (top) that corresponds to monogenic inheritance. Activity is generally directly related to TPMT protein leve
6、ls, and inversely related to concentrations of active TGN (thioguanine nucleotide) metabolites.,正常酶活性,杂合突变酶活性,纯合突变酶活性,正常药物浓度,药物开始蓄积毒副作用出现,药物严重蓄积严重毒副作用,根据基因检测选择正确剂量,美国每年查出2400小儿急淋,TPMT基因多态性,TPMT活性三态分布,治疗第一周出现明显毒性,传统的循证医学治疗无法防范毒副作用的产生,循证医学+基因突变信息有效防范毒副作用的产生,循证医学,精准医学,急性淋巴细胞性白血病是最常见的小儿白血病基因检测确定患者基因型有助于
7、制定较为精确的适合个体的治疗方案治愈率在1960年代仅为4%,而现在可达80%,基因导向的药物治疗显著提高了小儿白血病的治愈率,Source: New England Journal of Medicine, 2006, 200l; Personalized Medicine Coalition, 2006.,个体化治疗提高治愈率,遗传检测确定小儿白血病患者的 DNA 突变, 令医生能精确选择适合个体的治疗方案,治愈率 (%),给药剂量不超过标准剂量的5%，或避免使用此药,医生开有遗传风险的药物处方，HIS系统就有警示。提示医生，此药（巯嘌呤）的毒副作用，与患者TPMT基因型有关。若医生不知道
8、患者TPMT基因型，则Cancel entry，不能开出药品。若医生知道患者TPMT基因型，则应根据基因型调整剂量。若医生不知道患者TPMT基因型，但又坚持用此药，则Modify，先去检测患者基因。,基因检测的结果： 患者为TPMT杂合突变型,根据患者基因型（TPMT杂合突变型），药师给出剂量修正意见：剂量减半从而提前、有效预防毒副作用的发生。,三、精准医学是人类的共同目标,全世界医学工作者的共同目标与责任：让疾病治疗更精准、更安全、更有效、更经济。,疗效好,疗效不好或无疗效,毒副反应,药物反应的个体差异无法用传统的循证医学证据来解释,相同药物治疗的一组人群,基因? 环境?,药物不良反应,常规
9、标准治疗方案的药物效应,我们依然面临重大挑战，很多疾病的治疗有效率并不让人满意！,A significant leap forward in understanding the molecular basis of cancer.,当人们只知道一两个癌基因时，治疗癌症似乎是简单的。 当我们逐渐了解到癌症的发生与一系列复杂的分子机制有关时， 我们从哪个靶 点入手治疗呢？,美国国家生命统计报告（NVSR）“死亡：2013年数据。” the National Vital Statistics Report (NVSR) “Deaths: Final Data for 2013.”,半个多世纪以来，医
10、学取得了巨大进步！ 不同疾病死亡率（每10万人）都明显降低了 但肿瘤的死亡率降低不多。,医学一直在进步,基因组学1992年-2006年蛋白质组学、糖组学,药物基因组学探索药效差异的分子机理：靶点、代谢酶基因差异2002年-2014年,循证医学统一治疗标准少量个体差异，但未达分子水平1990年-,精准医学2011年，美国国家智库报告走向精准医学2015年，奥巴马国情咨文：精准医学计划2015年，精准医学成为中国国家意志,个体化治疗根据个体基因差异，修正循证医学方案2005年-,循证医学逐渐纳入个体化治疗的证据，但总体认知度低PCI指南、痛风指南等，纳入基因信息2011年-,四、中国的精准医学现状
11、,1、学界 基础医学界 A、基因组学基础研究薄弱，研究成果碎片化，尚不成体系 B、创新性靶向药物研究缺乏临床医学界A、建立跨医院的全国性体系者不多B、研究者大多在一个医院内，单点式研究公司1、提供基因检测服务者多，进行疾病风险预测，可信度低。2、个别公司的基因检测主要是进行个别疾病的诊断，如唐筛、耳聋等。3、无能力根据患者基因特征，形成临床药物治疗方案。,纯化PCR产物,基因芯片,焦磷酸测序,双脱氧测序,焦磷酸测序,双脱氧测序,RT-PCR,实时荧光PCR,血液或组织标本,WBC或组织匀浆,染色体核型分析或测序（系统自动完成）,数字荧光分子杂交测序,出现污染的高风险环节,低风险环节,建库,高通
12、量测序,二代测序,基因诊断试剂有SFDA批文又如何？准确摸到了尾巴，就能认清大象吗？,2、法规 SFDA除了在卡马西平1个非靶向药的说明书中，要求用药前检测毒性风险基因HLA-B*1502外，尚无其他药品的说明书标注了患者基因信息。 与美国FDA已在166个非靶向药品说明书中纳入患者基因信息相比，差距很大。 B、卫计委出台了一些鼓励个体化治疗的政策，但均非强制性，医院执行情况不一。,3、保险A、国家劳动和社会保障部社会保险研究所，认可精准医学对于社保基金准确控费的重要性。认为应该在社保系统内大力宣传精准医学。B、各地社保、医保机构的认识不足,4、临床实践北京精准医学体系的构建我们从2004年起
13、启动药物基因组学研究B. 2012年元旦起，北京医院，组建药物基因组学实验室，直接服务于中央保健的老年、多发病、联合用药患者，开展个体化精准药物治疗，临床效果显著。迄今，已在北京医院干预复杂疾病患者1500余例，尚无不良应答者。,个体化治疗方案：基因检测其代谢酶CYP2D6基因突变，酶活性下降。将美托洛尔剂量减少75%-。普罗帕酮为CYP2D6的抑制剂，干扰其他药物的代谢，应停用。换为“索他洛尔，丙吡胺，奎尼丁，胺碘酮”之一。华法林一直调整不达标，根据基因检测结果，该患者属于敏感基因型，维持剂量仅为正常的50%（1-2mg）。CYP 2C19弱代谢型，氯吡格雷应酌情增量，或换用其他药物。,病例
14、1 某患者，86岁，因心包积液入院，反复治疗3个月，无改善，伴发中枢症状，危重。 行精准治疗相关基因检测，检测结果提示，改患者中枢症状为美托洛尔代谢酶基因突变，药物蓄积所致的不良反应。 根据基因特征，调整了用药方案。调整后，该患者中枢症状一周消失。二周后，患者痊愈出院。,C、2012年，建DNA常温保存技术。D、2013年1月6日，原创、最简洁的基因测序技术成型： 数字荧光分子杂交测序：仅3小时，从标本处理到判读基因序列,E、从2013年1月起，开始向全国传授和交流用于中央保健的精准 医学治疗方案。F、从2013年1月起，利用中国健康促进基金会平台，无偿资助了 100余家三甲医院，采用数字荧光
15、分子杂交测序技术，建立个体 化治疗基因检测实验室，同时协助医院采用我们制订的精准 医学药物治疗方案。,G、从2014年起，组织编写中国精准医学药物治疗指南主审：巴德年院士 主编：王辰院士一、呼吸系统疾病分册二、心血管系统疾病分册三、消化系统疾病分册四、肾脏疾病分册五、血液系统疾病分册六、风湿免疫系统疾病分册七、泌尿外科系统疾病分册八、神经内科分册九、感染性疾病分册十、肿瘤分册十一、精神疾病分册十二、儿科分册十三、妇产科分册十四、个体化药物治疗分册十五、个体化药物治疗相关检验技术操作规程,拟先按各病种分册出版，计15分册。计划今年年中出版。,H 、精准医学实验室 统一的质量控制体系，已开始建立
16、由上海市临床检验中心负责实施。 2015年5月实施第一次全国个体化精准医学基因检测室间质评。I、“十三五”呼吸病项目之“精准医学研究”， 将对全国精准医学发展，起巨大推动作用,13、首家“精准医学中心”成立于北京妇产医院 以诊治自闭症为主要抓手。 涉及约1000万家庭，同步启动注册登记研究。 14、2015年5月，启动中日牵头的“激素致股骨头坏死机理及精准医学研究”参加单位：中日医院、北京医院、空军466医院、309医院、307医院、北京儿童医院、上海仁济医院、上海市儿童医院、武汉协和医院、武大中南医院15、2015年3月，启动上海市儿童医院牵头的“万古霉素肾毒性敏感基因多中心研究”,不断提高
17、临床疑难疾病治疗的安全性和有效性,以哮喘为例1、糖皮质激素,吸入性糖皮质激素是一线治疗药，但仍有15-20%的患者无效。,The Pharmacogenomics Journal advance online publication 29May2012; doi: 10.1038/tpj.2012.15,rs1876828 in CRHR1 （肾上腺皮质激素释放激素受体1）：GG基因型，对ICS的短期应答（治疗6周后的FEV）最弱。GA型的应答较弱。AA型的应答最强。 rs37973 in GLCCI1（糖皮质激素诱导转录1基因）：AA基因型对ICS治疗应答较好；其次是AG基因型；GG基因型，
18、弱应答或无应答的风险高。,These findings show that two genetic variants can be combined into a predictive test that achieves similar accuracy and superior replicability compared with single SNP predictors.,丙酸氟替卡松与CYP3A4*22,T等位基因与低哮喘控制得分相关，T等位基因提高了哮喘控制水平,CT基因比CC基因型，吸入丙酸氟替卡松，哮喘控制较好，哮喘评分平均降低2.1分,2、 受体激动剂,与SABA和LABA
19、作用相关的基因，研究最多的是2肾上腺受体, ARDB2 的 Arg16Gly 。,SABA、LABA+ICS的疗效，受2肾上腺受体基因型影响,Arg/Arg基因型的患者，肺功能下降，哮喘恶化。Gly/Gly基因型患者，效果较好,严重哮喘患者，常规治疗，联用思力华，30%的患者肺功能明显改善，但过去 原因不明。ARDB2基因型对思力华药效的影响，与SABA、LABA+ICS相反。,3、噻托溴铵粉吸入剂（思力华）,Arg/Arg基因型的患者，使用SABA，肺功能下降，哮喘恶化。但使用思力华则应答率高达60%。Gly/Gly基因型患者，使用SABA效果较好。但使用思力华，应答率则很低，仅为25%左右
20、。,4、白三烯受体拮抗剂(LTRA）,白三烯C4合成酶基因启动子A-444C突变，LTRA肺功能改善更好；能减少孟鲁司特治疗时的哮喘恶化事件76%。,由此，我们可以对哮喘展开精准治疗。,病例2儿童难治性哮喘的精准治疗 基因检测提示对SABA/LABA治疗应答不理想。对ICS治疗应答较好。,病例3华法林的精准治疗： 测靶点和代谢酶基因，后直接计算出维持剂量,病例4他克莫司的精准治疗：测代谢酶基因后，直接计算维持剂量。,病例5心脏支架术后的精准药物治疗检测氯吡格雷抵抗基因和阿司匹林抵抗基因，调整药物治疗方案，防止支架发生血栓。,病例6习惯性流产的精准治疗检测习惯性流产风险基因，针对基因缺陷实施治疗
21、，防止流产。,病例7丙型肝炎的精准治疗根据患者的丙肝治疗应答基因型，选用恰当的治疗方案，已获得尽量好的治疗效果。,病例8下肢静脉血栓的精准治疗查找静脉血栓风险基因，根据基因缺陷，针对性地采取治疗措施，防止静脉血栓再次形成。,病例9血液病的精准治疗检测甲氨蝶呤相关基因，计算甲氨蝶呤给药剂量和治疗方案，预防严重副作用。,个体化用药意义,精准医学的药物治疗更安全、更有效、更经济,五、中国精准医学发展探讨,我国医疗卫生的某些现状亟待改善,我国每年药物所致严重不良反应约250万例，药物所致死亡约20万例。2013年，中国卫生总费用31868.95亿元，医保基金支出占卫生总费用的比重超过30%，其中医保支
22、付药费超过5000亿元。由于常规药品治疗的有效率不高，非肿瘤疾病约在50-85%之间，肿瘤化疗在5-24之间。预计约有1000亿元药费为无效支出，与之对应的， 预计也有数百亿元的无效诊疗支出。 如此，财政难以负担，人民难以负担。,实施精准医学有重大意义,如果全面开展精准医学的临床应用，有可能基本避免别嘌醇、卡马西平、巯嘌呤、华法林、氯吡格雷、甲氨蝶呤等药物所致的死亡等严重不良事件。可有效减少药品的无效使用。预计可将医保的无效支付减少50%以上，从而每年为国家节约至少500亿元的支出。,1、目前美国的“精准医学计划”主要从肿瘤入手开展相关的研究，寻找肿瘤防 治新途径。2、我国拥有巨大的患者资源优势，应从非肿瘤疾病和肿瘤疾病入手，积极开 展基础研究、疾病谱基因库建设，并将它们转化为临床诊疗技术进步的 战略资源。3、建立中国标准的精准医学基础数据。4、制定中国的精准医学疾病诊疗标准、疾病预防和阻断标准5、提高医疗的均等性、可及性和先进性，降低重大疾病的发病率、病死率和 医疗费用，促进中国医疗事业的发展。,发展探讨,谢谢大家！,
