转化医学发展现状与展望

王桂芳，王恩军，孟明，张金超，张海松

（1.河北大学医学学科建设领导小组办公室，河北保定 071000；2.河北大学附属医院肾脏内科，河北保定 071000）

随着人类社会的发展，疾病谱发生了巨大的变化，医学模式从传统的生物医学模式转变为生物－心理－社会医学模式，与此相适应的医疗卫生服务也已向4P模式（即预防性、预测性、个体化和参与性）转变；生命科学研究进入了组学时代，使生命科学的研究得到了蓬勃的发展，不断揭示出生命活动的本质，世界各国越来越重视基础科学的研究，研究经费也逐年增加，产出了丰硕的科研成果，积累了大量的研究数据，但科研领域的投入与临床实际问题解决之间并不对应，基础研究获得的成果向临床的转化率很低，临床科学问题解决速度远远落后于基础研究的步伐.如何能将基础科研成果快速有效地转化为临床工作中能够使用的理论、技术、方法和药物成为迫切需要解决的问题，这就催生了新的医学研究领域——转化医学，即在基础研究与临床实践之间建立起直接关联，把基础研究获得的知识、成果快速转化为临床上的治疗新方法，服务于临床，解决临床的问题.转化医学以病患为中心，以重大疾病为重点，从临床实践中提出科学问题，开展相关的基础研究，再将研究成果应用于临床，收集临床数据反馈给基础研究人员.总之，转化医学是以临床为核心的循环，它是一种全新的研究模式，它带动了基础与临床之间的互动，它一被提出，就引起了临床医学、基础医学、预防医学以及生物制药界的极大关注，已经成为推动医学基础研究和科学发展的不竭动力.

1 转化医学的概念及产生的过程

1992年，美国华盛顿大学医学院神经科的Choi在《Science》杂志首次提出“Bench to Bedside”［1］，1994年，开始出现转化研究一词［2］，1996年，Geraghty在《柳叶刀（Lancet）》上首次应用“转化医学”［3］这一新的术语，2003年，Zerhouni［4］在《Science》杂志上发表文章“Medicine.The NIH roadmap”，在NIH路线图计划中提出转化医学的概念，认为转化医学是基础研究到临床应用的双向过程，是临床实践与基础研究之间的循环式的研究体系.转化医学即被定为科研改革和提高医疗水平的关键举措，并使其含义扩展到以患者需求为中心的人口研究［5－6］.目前转化医学的概念被定义为“Translational Research”，转化医学要在实验室到临床、实验室到公众健康之间架起一条快速通道［7］，把生物医学基础科研成果快速而有效地转化到临床工作中，解决临床工作中出现的理论、技术、方法和临床用药等方面的问题，同时，基础研究人员再对临床上提出的新的科学问题做进一步深入的研究.

2 转化医学产生的背景

随着科学研究的不断深入，医学基础研究和临床应用之间脱节现象也日渐凸显，基础科研成果转化遭遇瓶颈.具体表现在4个方面.1）基础研究与临床应用脱节，科研投入与产出严重失衡，实验室的研究成果难以转化到临床实践中，从事基础研究的科学家，大多不是从临床应用为出发点进行研究，而临床工作者又缺乏从事基础研究的条件，所以基础研究与临床应用之间缺乏真正的交流与合作，存在一条无形的鸿沟［8］.随着分子生物学的崛起，疾病机制的研究越来越深入，但并没有带来新的诊断、治疗、预防的方法［9］，所以造成投入远远大于产出.2004年一项统计显示，6种国际权威学术期刊于1979～1983年间刊载了101篇声称“具有广阔临床应用前景”的研究报告，但到目前为止，被获准应用到临床的仅有5项，在临床实践中显示出重要价值的仅1项，绝大多数基础研究成果没能进入临床前实验，其转化率是有目共睹的［10］.近40年来，仅美国用于肿瘤方面的研究经费就高达2 000亿美元，全球则多达4 000亿美元，但只获得了156万篇相关的研究性论文，80%的论文在研究中使用的是果蝇、小鼠等动物模型，大多数适用于实验动物的技术或药物在人体上却不能发挥作用，所以这些研究成果的价值没有充分体现，如此大量的投入并没有带动肿瘤防治的进步，而且由于肿瘤导致的死亡率也没有发生变化.与之相对应的是，肿瘤的发病率不断升高，成为危害人类健康的最大杀手［11］，所以人们必须思考未来医学科学研究的方向问题，基础研究必须回答并解决临床问题.2）疾病谱的转变使医学研究模式发生转变.随着人类社会的发展、自然环境及社会环境等因素的转变，疾病谱已从传染病为主逐步转变为以慢性非传染性疾病为主［12］，肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等复杂性疾病的发病率日益增高，使医疗消耗不断增加，经济负担也越来越沉重，因此，慢性病的早期防治问题不可回避地摆在人们面前，而这类疾病除了与人体结构及功能相关外，还涉及到环境、种群、生物圈、心理等因素之间的相互作用，是多因素导致的，所以传统的单因素、单靶点的研究方法已无法满足慢性病防治的需要，慢性复杂性疾病的研究需要多学科、多因素的研究模型［12］.3）基础研究积累的大量数据需要进一步解析.随着分子生物学的崛起，基础研究已进入组学时代，蛋白质组学、基因组学等得到了快速的发展，积累了大量的数据，但如何充分利用这些数据，使其解决临床问题是急需解决的难题，这就需要多学科、多领域专家的有效合作，时代呼唤整合的系统生物学的来临和转化医学的诞生［13－14］.4）基础研究、医学实践和药物开发三者需要整合.新药的研发只在实验室中进行，只有进入安全测试和临床实验阶段才不得不正视临床出现的各种各样的问题，所以5 000～10 000个的转化物最多有250个能够进入临床前的研究，其中只有5个能进入临床实验［15］.新药研发的成功率越来越小，其原因在于：现在对新药的要求不仅要有确切的疗效，而且更注重药物的安全性；慢性、难治性疾病的病理因素极其复杂，通过单个药靶很难阻断其病理进程，需要进行多因素、多靶点的研究，开发针对多个靶点的药物，无形中加大了研发难度；传统的研发模式已落后于时代的需求，甚至制约了医学的发展，用于动物疾病模型的安全性评价结果不能完全适用于人，多数对模型动物有良好效果的新药运用于人体却不能发挥作用，所以传统的新药研发模式浪费了大量的资源，获得的能适用于临床的新药却少之又少［16］.一个新药的研发，平均需要2.8亿美元，但医学的根本性问题并未有效解决［12］.在转化医学的影响下，我国新药创制的过程将发生变化，转化医学通过整合研究数据，筛选药物作用靶点，有效地降低了Ⅱ期临床的研究失败率，减少了研发经费且缩短了研发周期.

3 转化医学的特征

转化医学的特征是多学科交叉合作，是临床到实验室研究的双向模式［17］.转化医学以患者为中心，从医疗实践中发现科学问题，有针对性地进行基础研究，再将研究成果应用到临床实践，使其真正发挥作用.转化医学的精髓是以临床为中心的循环，被认为是“驱动临床研究引擎的激发器”.转化医学的目的是打破基础医学、临床医学、药物研发和健康促进等领域之间的壁垒，使它们相互沟通、直接联系，缩短了基础研究成果转化的进程，同时基础研究人员很大程度上避免了研究的盲目性，使基础研究能直接为临床服务［18］.转化医学的实质是理论与实际相结合，是基础与临床的整合，是多学科、多层次、多靶点的交叉融合，它是一次伟大的医学革命［19－20］.转化医学的目标是建立预防性、预测性、个体化和参与性的“4P”医疗模式.

4 转化医学的研究内容

转化医学最重要的内容是转化研究，即是把基础研究获得的成果快速有效地应用到临床，主要包括：药物Ⅰ期临床实验；基因诊断、治疗及基因组药理学；基于分子分型的个体化治疗；分子标志物的鉴定和应用；干细胞与再生医学；分子靶向治疗等［12］.转化医学目前主要关注肿瘤、心脑血管疾病，其次是代谢性疾病、运动系统疾病、精神疾病、遗传病和器官移植等［21－26］.随着组学技术的发展，对生物标志物的鉴定和识别，为疾病的早期诊断、药物研发、个体化医疗提供靶标是当前研究的热点［27］.

5 转化医学的发展现状

转化医学的出现是历史发展的必然产物，它一经产生，就引起了各国的高度重视，其中美国、英国、意大利、德国、法国等是目前开展转化医学研究的主体［27］，转化医学不会忽视基础研究，只是更加重视围绕解决临床问题开展的基础研究，很多国家成立了转化医学研究中心，主要由基础和临床科研人员构成，以便于更有针对性地开展基础研究.各主要的核心期刊纷纷开辟了转化医学专栏，目前已有3本国际性专业杂志，即《Science Translational Medicine》，《J Translational Medicine》，《Translational Research》.2003年，NIH制定了发展生物医学的长期计划［28］，计划10年间成立60个转化医学中心［29－30］.美国国家心肺和血液研究所（National Heart，Lung and Blood Institute，NHLBI）也在2007年完成了一项未来5～10年的科学工作战略计划，特别强调了转化研究，包括从实验室到病床旁及从病床旁到社区［31］.转化研究在英国也得到了政府的大力推动［32］，英国政府5年内已投资4.5亿英镑用于转化医学中心的建设［33］.2007年欧共体将转化医学确定为今后5年重点发展的科研领域，研究经费高达60亿欧元.

中国转化医学尚处于起步阶段，很多大学、医学科研机构和生物制药公司之间也开始展开合作.2006年5月，上海交通大学与全球著名的医药企业阿斯利康公司建立合作，成立了阿斯利康中国创新中心［18］.中国的著名高校和科研院所也纷纷成立转化研究中心，开展转化研究，如中国科学院上海生命科学研究院、厦门大学、复旦大学、浙江大学、中南大学等.2010年9月，协和转化医学中心成立，该中心组织了来自全国各地的医学精英，群策群力，在带动和促进中国的转化医学研究的同时，建立与国内外高水平转化医学研究机构间的交流互访和资源共享，力求打造国际化高端转化医学研究平台.2011年4月，唐仲英基金会资助1亿元人民币建设上海交通大学医学院转化医学研究院.目前，中国许多家医院、科研院所建立了转化医学研究中心，其宗旨在于加速转化医学的普及与发展，使基础研究人员与临床工作者转变观念，主动建立起沟通和联系，真正起到科学研究为人类健康领航的作用.另外，国际性的转化医学会议逐渐增多，国际交流不断深入，大家围绕着世界性的医学难题深入探讨，取长补短，共克难关，既有明确的分工，又有友好的合作.2007年至今，中国已经有《转化医学杂志》、《转化医学与科研管理》、《转化医学研究（电子版）》3本转化医学杂志创刊，其中《转化医学研究（电子版）》是国内转化医学研究领域的第1本专业性学术期刊.中国高校及科研院所也纷纷完善人才培养体系，积极培养转化医学研究人才.同时，国家从政策层面进行调控，先后出台了一系列的相关政策，如在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》中明确指出：“以转化医学为核心，大力提升医学科技水平，强化医药卫生重点学科建设.”2011年颁布的国家《医学科技发展“十二五”规划》第4点战略目标中，强调建立心脑血管疾病、糖尿病等代谢性疾病、恶性肿瘤、精神及心理疾病、呼吸系统疾病、出生缺陷等30～50个临床／转化医学研究中心.国家自然科学基金“十二五发展规划”提出要重点支持转化医学以及整合医学研究.

6 实现转化医学研究的基本条件及存在的问题

要真正实现转化医学还需要经历很长时间，同时也要具备各方面的条件，协调好各组织、机构之间的关系，具体体现在以下几个方面.

1）转化医学首先是理念的转变.如何使人们真正转变观念，以转化医学的理念来指导医学科学研究是首先要解决的问题.树立转化医学理念，需要破除认识上的误区，如临床医生只是“诊疗疾病”，实验室人员只是“做实验、报项目、出文章”.事实上，无论临床工作还是基础研究，最终目的都是为患者服务.只有真正具备转化医学的理念，理解转化医学的内涵，临床工作者和基础研究人员才能真正相互沟通，基础研究才能紧密围绕临床重大问题展开，最终使基础研究成果解决临床问题.

2）转化医学需要有专门的研究协会或组织.由于转化医学研究涉及很多学科，研究方向和涉及到的领域也不同，所以需要医学及各相关学科的共同参与，需要融合各学科的优秀人才，所以，必须成立专门的研究协会或组织，对这些人进行联络沟通，并协调好基础科研人员、临床工作者及其他相关机构之间的关系.同时，还可以促进国内外各转化医学中心之间的交流和资源共享，并可以作为转化研究成果的发布平台.

3）建立转化医学的研究平台.包括专门的研究协会或组织、转化医学研究中心内部的科学研究实验平台.另外，应建设生物样本资源库，生物样本资源库是科学研究的基础、临床研究的需要、新药创制的基础平台，更是转化医学和健康产业发展的战略资源储备需要［34］.标准化的样本库，既是科学研究的平台，又能起到支撑科研创新、实现资源共享、提高工作效率、促进友好交流的作用.它可以随时提供与科研相关的疾病标本，又能通过信息化数据库与国内外的科研工作者进行学术交流［35］.

4）转化医学需要多学科交叉合作.转化医学是一种复杂性研究系统，涉及众多学科领域［36］，只有多学科交叉的团队才有可能彻底揭示复杂性疾病的发病机制，以及生活方式、环境因素、遗传因素等产生的影响.随着科学技术的发展和医学研究的不断深入，人们已经认识到靠单一某个学科的力量是远远不够的，医学模式由单向模式转化为多向模式，各学科间的联系越来越密切和广泛.目前，任何一项重大科研项目的突破，都离不开多学科、多专业团队的合作［20］.转化医学所涉及的机构主要有5类，分别为高等院校、科研院所、医院、企业和其他相关机构，其中高等院校、科研院所和医院是当前转化医学研究的主要力量［18］.

5）培养转化医学研究专门人才.2007年《Clin Sci》杂志发表转化医学未来一文，探索了转化医学的未来发展，提出应加大转化研究教育培训［37］，转化医学需要同时具有相当的临床及基础科研背景的人才.因此需要制定一整套转化医学研究人员培养体系，在这种体系下培养出来的人才，无论从思维模式上，还是从科研方法上都具备了转化研究最基本的素质，既具有较高水平的临床实践经验，又具备基础研究的头脑和扎实的实验操作技能，真正成为集基础研究和临床应用于一身的转化医学研究人才.

6）正确处理基础研究和临床实践之间的关系.转化研究的发展并不是以削弱基础研究为代价，而是以高质量的基础研究成果为基础［38］，只是转化医学更加强调以临床实践为核心的基础研究，更加重视基础研究成果向临床实践的转化，如果没有基础研究的推动作用，转化研究就无从谈起.如果基础研究一旦被削弱，就减少了转化医学的意义.

7 前景展望

21世纪，医疗模式的重点已向“4P”模式转移，更加重视整体观.转化医学是医学发展的必然结果，符合医学科学发展的内在客观规律，它一经诞生，就显示了强大的生命力和推动力.转化医学是一种复杂性研究系统，涉及众多学科领域，所以必须多学科交叉合作，只有生物学家、临床专家、工程学家、计算机专家等不同学科背景的专业人员紧密合作，多学科的共同参与，才能将基础研究的成果更迅速、有效地服务于临床实际.转化医学给大家提供了一个合作的平台和开放的平台，大家将共同在这个平台上认真合作，共创未来，让科学研究真正为生命健康护航，使患者受益，为社会造福.

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