中国精准医学发展的需求和任务

付文华，钱海利，詹启敏Δ

(1.中国医学科学院 科技管理处，北京 100730；2.中国医学科学院肿瘤医院 分子肿瘤学国家重点实验室，北京 100021)

中国精准医学发展的需求和任务

付文华1，钱海利2，詹启敏2Δ

(1.中国医学科学院 科技管理处，北京 100730；2.中国医学科学院肿瘤医院 分子肿瘤学国家重点实验室，北京 100021)

精准医学是随着人类社会的健康需求提高和科学技术不断发展而兴起的新的医疗理念和模式，主要基于个体分子医学和精细医疗操作技术的研究成果，通过对患者进行组学、现代生物学、分子影像学和分子病理学检测，结合患者生活方式和生活环境，为患者制定针对个体疾病特征的最优化治疗方案，以追求最大的治疗效果和最低的副作用。精准医学的诞生经历了萌芽至兴起的历程，中国的精准医学研究与治疗正进入蓬勃发展的新阶段。本文就中国精准医学的发展与规划概况进行阐述，以期为中国精准医学领域的发展提供参考。

精准医学；基因组测序；个体化治疗

精准医学是指根据患者个体的临床诊疗信息、基因组学信息以及疾病过程中相关的转录组、蛋白组、代谢组等方面的特点，结合患者生活方式和生活环境，为患者 “量身定制”出最佳治疗方案，以尽可能使患者获得最佳治疗效果和最低的副作用[1]。

精准医学是随着人类社会的健康需求和科学技术不断发展而兴起的新的医疗模式，是社会文明发展的产物，是经验医学、循证医学、个体化医学概念的进一步升华。奥巴马早在2015年美国国会咨文中就提出了精准医学的规划[2]。中国的精准医学也迅速地经历了思考、定位、规划、起步实施的过程。本文就精准医学在中国社会发展中的定位以及特点进行论述。

1 精准医学的发展背景

1.1 “健康梦”是“中国梦”的重要内容 2012年，习近平主席提出“中国梦”的构想，指出“到2021年，要全面建成小康社会，到2049年，完成社会主义现代化国家的目标”[3]。2014年，习近平主席又在调研农村医疗卫生事业发展时指出：“没有全民健康，就没有全面小康”[4]。目前，我国距离“全民健康”还有较大距离，一些重大疾病仍然威胁着百姓的健康和生命，给国家带来重大挑战。例如：恶性肿瘤每年新发病例达430万，年死亡人数280万；心脑血管疾病年死亡超过400万；高血压患者超过2.7亿；糖尿病患者已接近1亿；慢性肾病患者1～1.2亿；老年性疾病如老年痴呆、帕金森等高发；艾滋病病毒感染人数80万；乙肝病毒携带者8000万；活动性结核病患者550多万，人数居世界第二；突发性感染病如SARS、禽流感等还时不时给百姓生活带来威胁……[5-8]。

1.2 健康事业需要医学科技作支撑 大量医学实践证明，几乎任何一种重大传染性疾病的最终控制、慢性非传染性疾病的临床诊疗突破、临床诊疗新技术的应用都有赖于医学科学技术的发展，医学科技创新在提高人类疾病防治水平和公共卫生突发事件的反应能力方面起着关键性作用,是健康事业发展的重要支撑。

近年来，人类基因组图测序计划的完成带动了一系列分子水平研究技术的发展[9]，进而推动了人们在分子水平对疾病规律的认识，使医生可以尝试从分子水平阐释患者个体疾病进展、转归以及治疗的规律，为提高人类的生存能力、改善人类健康状况，提供了科学依据。医学新技术与新发现的应用，提高了疾病的诊断准确率，临床医学领域涌现出许多新的治疗策略和个体化治疗药物。

个体化遗传背景检测与诠释技术和个体化治疗需求的发展，催生了精准医学的概念，人类医疗实践开始迈入精准医学时代[10]。精准医学是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术检测患者的个体遗传背景与疾病特征，结合患者生活环境和临床以及病理数据，实现精准的疾病分类及诊断，根据患者和疾病相关的特异性分子改变制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。开展精准医学研究的载体和手段主要有生物芯片、基因组测序技术、分子影像学、手术导航、微创技术、大数据分析工具等，集中了当今世界医学科技诸多前沿学科，因而对它的深入研究必将推动医学科技的进步和发展。精准医学的实践将随着科学技术的发展而进一步发展和深化。

1.3 发展精准医学的战略意义

1.3.1 精准医学是国际医学发展的前沿：精准医学区别于传统医学的重点在于“精准”。精准医学更重视个体化基础上“病”的深度特征和“药”的高度精准性；是在对人、病、药深度认识基础上，形成的高水平医疗技术与理念。

精准医学起步于基因测序技术的应用，但精准医学的发展却远远不限于基因测序，已经逐渐深入到DNA、RNA、蛋白质等各个分子层面，涉及到基因测序、RNA与蛋白质水平分析、分子影像、微观机器人控制等多学科领域。精准医学的实质包括2个层面，即精准诊断与精准干预和治疗。在精准诊断方面，对疾病的了解需要深入到患者个体遗传背景相关的多层面分子和形态改变；在精准干预和治疗方面，需要针对患者疾病相关分子改变的功能、甚至是结构进行纠正，或是在传统治疗方法的基础上进一步精细化，深入一个层次。当然，精准医学的广义范畴还包括与精准医学相关的技术与药物研发等，比如小分子靶向药物、抗体药物和抗体偶联药物的研发以及精准手术操作相关的技术研发等。

作为国际医学发展的前沿，精准医学引起世界各国的高度重视。各国政府纷纷投资推动精准医学研究。2008年法国国家癌症中心拨款为患者提供基因检测；2010年荷兰启动癌症个体化治疗中心建设；2010年德国开展建立基因组医学网络；2013年2月日本成立肺癌基因组筛查项目；2014年英国首相公布了3.11亿英镑的投资计划，用以资助“十万人基因组计划”；2015年初，美国总统奥巴马提出“精准医学计划”，投入2.15亿美元，更是于2016年1月28日签署了以“让美国成为能一劳永逸攻克癌症的国家”为目标的抗癌“登月计划”。我国也迅速进行了“十三五”规划的精准医学布局。

由表5可见，近六成的教学设计处于基础层级，其关注点主要聚焦在教学目标的明确、教学过程的清晰、教学策略的合理等方面，只有近四成的职前教师在教学设计中关注了知识构建和学生数据分析观念的发展．

1.3.2 精准医学是公众对健康的需求：精准医学发展既是公众对健康期望的需求，也是临床治疗发展的需求。

社会发展至今，公众对健康的需求也越来越高，不生病、少生病、生小病、早发现、治好病，这是每个人对健康的基本需求，这一需求推动着医学发展向着更高的层次前进。由于缺少精准的早期诊断指标和技术，很多疾病只有发展到症状或体征非常明显的时候才能得到诊断，错失了疾病干预和治疗的时机；疾病的治疗效果评价采用模糊的宏观指标或分子指标，无法准确预测疾病的转归与预后；忽略了患者与疾病个体差异的粗放式治疗手段大大地降低了患者有可能获得的最佳治疗效果，也增加了疾病治疗效应以外的潜在副作用，甚至产生额外伤害。精准医学的出现与发展，将极大提高治疗的针对性，以提高疗效，降低潜在的副作用。

当前的临床医疗模式和医学发展对待疾病就像面对一座漂浮在水面上的冰山，水面上的部分是通过患者的主诉、临床症状等一系列生理、生化、免疫学、影像学检查确定的临床疾病，而冰山的水面以下部分则代表着目前临床手段尚不能诊断和处理的疾病机理和症候部分。以肿瘤疾病为例，患者的肿瘤占位性病变可以通过影像学检查手段确定，并可以通过手术、放疗、化疗、生物治疗等手段进行治疗。但是即使经过了一系列的治疗清除了肿瘤肿块以后，仍有很大一部分患者将在几年内死于肿瘤。其原因就在于我们只针对能够认识到的水面上的冰山部分进行了处理，而水面以下尚未认识到的部分尚未有准确的认识，因而也缺乏精确的处理手段，这是目前肿瘤难治性的根本原因。缺少对目前影像和病理学检查可及范围以外的肿瘤状态的认识，医生无法预测患者肿瘤治疗的最后效果，无法判断肿瘤的复发和转移，导致难以消除肿瘤的危害。这意味着我们的疾病治疗还有很大的盲目性和认识空白。只有准确认识分子水平的发病机制，找到科学、有效的分子标志物，在疾病分型、组织分型、临床分型的基础上进行分子分析，并据此研发和制定有针对性的治疗策略，才能实施精准治疗。

1.3.3 发展精准医学是中国的历史机遇：精准医学为我国医学科技创新发展注入了巨大的推动力，也是我国医学科技接轨世界前沿的大好契机。我国在基因组和蛋白质组学方法的研究紧跟国际前沿，分子影像、药物靶点、大数据等技术也迅猛发展，在精准医学的基础层面与西方国家保持同步，目前正是我国推动精准医学发展的最好时机。下一步的发展需要整合基础研究、技术研发、临床转化、产业培育、示范推广，实现交叉融合和协同创新。

精准医学是一次我国医学发展与模式更新的机会，是我们面对新的科技形势下的科技改革能力的一次检验。中国精准医学领域的成功模式的建立，将是对我国整个科技发展模式的一个良好的示范模型。精准医学的发展既是医学发展的必然，也是我国医学乃至整个科技领域的一个历史机遇。它不但将使目前临床疾病诊断方式、疾病的分类类型、临床诊疗路径，规范指南标准产生革命性的变化，同时也会推动一批新型的医学产业的发展，其发展和运行模式将深刻地影响到各个科技领域，为我国医学在国际医学发展中占领制高点提供历史机遇，同时也为我国的科技创新能力发展和改革注入新的动力。

2 精准医学的发展过程

精准医学的发展经历了蕴育、成长和爆发式扩展的过程。早在上世纪70年代后期，医学界就已经出现了个性化医疗的概念，2002年人类基因组计划结束时，进一步提出了疾病基因组计划。2011年，美国国家科学院所属的国家科学委员会发布了“迈向精准医学：建立生物医学知识网络与疾病新分类体系”的报告，使用了“精准医学”一词。2015年1月30日，奥巴马在美国国情咨文中提出“精准医学计划”，希望精准医学可以引领一个医学新时代。美国财政预算计划在2016年拨付给美国国立卫生研究院(NIH)、美国食品药品监督管理局(FDA)、美国国家医疗信息技术协调办公室(ONC)等机构共2.15亿美元用于资助这方面的科学研究与创新发展。

中国早在本世纪初就已经认识到医学治疗需要“精准”，并2006年首先提出了精准外科的概念，得到了国内外医学界的认可。后被引用到肿瘤放疗、妇科等医学领域。其目标是通过合理资源调配、全流程的成本调控，获得效益与耗费之比的最大化。精准医学相比传统经验医学有了长足进步，可以将精密仪器、生命科学等先进的现代技术与我国优秀的传统经验整合在一起，大大减小临床实践的不确定性，在保证精准的同时尽可能将损伤控制到最低。但在早期阶段的精准医学还局限在宏观手术的微观操作阶段，尚没有全面深入到精准医学的内涵。随着基因组测序技术的迅速发展，其技术成熟和成本降低已经达到可以在临床检测中推广应用的阶段。而且，基因组测序工程的完成使人们认识到患者和疾病组织的基因组中蕴含着大量的疾病相关信息，为疾病的诊断和治疗提供了科学的依据，并将疾病的诊断和治疗着眼点推进到了分子水平。

3 中国发展精准医学的优势与特色

3.1 组织优势 自2015年1月30日美国总统奥巴马在国情咨文演讲中提出“精准医学计划”，中国政府不仅给予高度重视，并及时根据我国情况进行了相关安排和部署。国家主管部门召开了精准医学战略专家会议，将精准医学纳入“十三五”重大科技计划。随后也发布了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床试点单位名单，《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)》和《肿瘤个体化治疗检测技术指南(试行)》。以上这些迅速的反应与组织工作，为精准医学在中国的迅速发展发挥了积极引导作用。

这一系列国家层面的行动，希望能够通过推动精准医学的发展来解决目前健康和疾病防治面临的问题，同时带动相关健康产业的发展。目前相关部门已经制定出精准医学发展规划，并结合我国科技体制改革，把精准医学整合到“十三五”科技发展规划当中。目前，重点研发计划“精准医学”专项指南已经发布。精准医学涉及多个学科，多个管理部门及相应的法律法规等问题，因此需调动全国优质的医疗资源、科技资源和产业平台共同参与。除政府管理部门的顶层设计外，行业部门也在依赖于专家、大学、科研院所、企业多方面力量共同推进。

3.2 疾病资源优势 我国人口占世界人口的五分之一，所处地理环境和文化环境差异巨大，疾病谱宽且有不同疾病阶段分布，因此无论是在常见病还是在罕见病的病例资源方面均具有巨大的研究优势。之前数据显示：我国恶性肿瘤每年新发病430万例，年死亡人数280万；心脑血管疾病、高血压、糖尿病、慢性肾病等患者数量庞大。借助这些疾病资源，结合我国疾病防治需求和特色，发挥精准医学研究和实践的特点，必将使我国医学发展乘势而上，实现弯道超车，造福于世界人民健康。

3.3 工作基础 我国提出精准医学计划并非跟风而起，而是具备坚实的工作基础。从“十一五”开始，就在“863”计划中布局了相关研究，包括疾病基因组学、疾病分子分型和个性化治疗，大数据和生物样本库建设等[11]。目前，我国基因组学和蛋白质组学研究基本位于国际前沿水平，分子标志物、靶点、大数据等技术也发展迅速，同时部分疾病临床资源丰富、病种全、病例多、样本量大，并拥有一批具有国际竞争力的人才、基地和团队，这些都意味着我国开展精准医疗的基础并不落后于西方国家。在这些基础上需要一个优化的组织结构把这些资源充分调动起来，最大程度地发挥这些工作基础和资源的优势。

3.4 传统医学蕴含精准医学的哲学思想 我国传统医学也蕴含了朴素和深刻的精准医学理念。中医理论博大精深，其中的辩证施治、同病异治、异病同治等理念即是典型的精准医学理念。早在2000多年前，医圣张仲景在《伤寒杂病论》中就蕴含了精准治疗的辨证思维[12]。

辩证：是运用望闻问切四诊法所获得的客观资料(即征候)，用中医理论(三因、四诊、六经、八纲、脏腑、气血等)分析辩证，从而提高认识原因、病理、病机、病位；同时注意病情的发展趋势与邪正盛衰。施治是在辩证的基础上，根据不同征候，而采取相应的治疗方法，潜方用药，是根据不同的病因、不同的致病机理、不同的发病部位以及不同的疾病阶段施以有针对性治疗措施，即使在现代精准医学发展的大背景下，也是非常前沿的诊疗理念。

所谓同病异治，是指针对同一种疾病，辩证其发病的时间、地点、疾病所处的阶段、患者机体的反应性，所表现的征候不同，因而施以不同的治疗方法。而异病同治，则是指虽然患者表现为不同的疾病，但在其疾病发展过程中，由于存在着相同的病因或出现了相同的征候，因而可以采用同一方法进行治疗。更为可贵的是，传统中医中的阴阳平衡理论考虑到了患者的性别、体外环境和体内环境等系统性因素，既具有疾病治疗的系统性观念、又具有疾病大环境和微环境概念。

“辩证施治”、“同病异治”、“异病同治”都与精准治疗有着异曲同工之妙。

4 中国精准医学发展的重点任务

围绕精准医学的研究和实践内容，未来我国精准医学的重点任务将主要围绕4个方面展开：①精准防控技术及防控模式研究。治病于未病、防病于未然，是医学发展的目标。以疾病高发区前瞻性人群及易感人群等为探索模型和试点，建立符合中国国情的个体化综合预防模式。②分子标志物的发现和应用。通过疾病相关的基因组、表观遗传组、转录组、蛋白质组和代谢组等研究，发现新的疾病特异性的诊断和预后标志物，用于早期疾病的预警、筛查和诊断，指导治疗方案的选择、以及治疗敏感性、疾病预后和转归的预测。③分子影像学和病理学的精准诊断。精准诊断是精准治疗的基础，包括研发分子标志物为指导的MRI、CT、超声等多模态图像融合、无创、微创精准诊断技术。④临床精准治疗。精准治疗是精准医学的最终目的，结合患者的临床分子分型、个人全面信息、组学、影像学以及大数据的分析结果，采取高度个体化和疾病特异性的治疗方案，包括分子靶向治疗、抗体靶向治疗、精准免疫治疗以及个体化细胞治疗等策略。

5 中国的肿瘤精准医学

中国的肿瘤发病人数多、发病率上升速度快、死亡率高于全球平均水平。除了肿瘤疾病本身的病因复杂，尚难从根本上进行防治以外，中国的肿瘤发病率还具有自己的特点，从肿瘤发病谱到肿瘤发病率与死亡率的地域分布等，都有显著的特点。

为尽快解决肿瘤疾病带来的健康与社会经济威胁，亟需在肿瘤疾病的研究和防治方面探索一个新的有效模式。在当前科技发展的前沿水平下，肿瘤精准医学可能是有效改善上述情况的一个最佳切入点。肿瘤精准医学基于肿瘤患者个体的遗传与疾病特征，通过精准诊断为患者提供一种“量体裁衣”的治疗方案，不但“对症下药”，而且治疗方案因人而异，即针对每一个肿瘤患者个体特征而定制和实施医疗决策。肿瘤精准医学诊断将包含基因和蛋白检测在内的遗传、分子及细胞学信息、生活方式、环境信息等多角度的大数据综合分析，旨在实现尽可能早期的精确诊断。肿瘤精准医学治疗指在精准诊断基础上的多学科综合治疗方式的准确应用，尤其是未来以高靶向、低不良反应为特点的治疗方式的研发和应用。

肿瘤精准医学规划中的重点任务包括以下6个方面：①大规模人群队列、生物样本库和信息学研究。建设大规模癌症患者、以及配对健康人群队列，在高发区建立前瞻性人群队列及包含尽可能全面信息的相关生物样本库；构建整个人群队列和生物样本库信息的大型肿瘤数据库系统，统一数据交换格式，便于数据共享和交换。②精准医学思路指导下的病因学探索及防控技术和防控模式研究。对环境暴露因素和个体内因进行调查及检测研究；对高发现场和高危人群采用基于个体化分层的预防性前瞻研究；建立符合我国肿瘤流行特点和国情的个体化的多因素综合预防模式。③发现一系列肿瘤分子标志物。在基因组、表观遗传组、转录组、蛋白质组和代谢组等新技术的支撑下，发现一系列新的肿瘤分子标志物，通过对组学大数据的综合分析，识别有潜在临床应用价值的分子标志物和分子靶点，用于肿瘤的筛查、诊断、治疗、复发转移监测，以及疗效和安全性(及动态)评估等。④肿瘤精准医学中分子标志物的应用。肿瘤精准医学中的分子标志物将服务于肿瘤的早期筛查、诊断、分型，预测疾病预后与复发，监测肿瘤治疗敏感性，指导治疗方案选择。⑤分子影像学和病理学的精确诊断。促进分子标志物与分子影像学、分子病理学的结合，使肿瘤影像诊断与病理诊断向纵深发展，以及与此相关的分子影像学成像设备研发；研究CT、MRI、超声等检测的多模态图像融合技术；研究无创、微创精准诊断的新技术。⑥临床精准治疗。在肿瘤分子标志物和分子靶点研究的基础上，综合肿瘤分子分型及个人遗传等全面信息，有个体针对性的肿瘤治疗方案研究；精准医学基础上的靶向治疗、免疫治疗和细胞治疗等生物治疗研究，以及基于大数据分析的多学科综合治疗方案的有效性和合理用药研究。

6 精准医学发展的支撑条件

精准医学的发展离不开计算机模拟及计算技术和互联网技术，建立高度信息化的生物样本库、大数据平台以及基因和蛋白深度分析平台将成为精准医学发展的重要支撑。首先，谁拥有全面和多样性的生物样本资源，谁就掌握了医学科技的主动权，谁就能占据医学竞争制高点；大数据分析技术对精准医学规划项目中产生的临床数据、组学数据、结构生物学数据、药物分子信息等海量数据的全面分析，可能发现新的肿瘤标志物、分子靶点、新结构的药物以及新的治疗策略等。另外，通过大数据技术，能够将基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等方面的数据进行全面整合，深入挖掘其生物学和医学价值。

同时，精准医学的发展需要相应的体制建设与体系支撑。在中国的国情下，如何在制度层面设计有效的管理和支持模式，并打破小单元的利益壁垒，将关系着中国精准医学发展的未来。精准医学描述个体化基础上的医疗服务，患者对相关信息的 “知情权”和“隐私权”保护也将成为一个重要的议题。再有，如何在对生物样本库中的遗传资源进行信息共享的同时进行有效保护，也是精准医学发展对我们提出的新问题和新挑战，需要制定完备的法律法规和严格的伦理审查制度作为制度保障。

总之，我国精准医学的发展规划是在医学领域贯彻我国的创新驱动发展战略，以服务我国重大疾病防治和健康需求为目标，需要发挥我国的体制优势和市场配置资源优势，与医疗卫生体制改革紧密结合，促进相关新兴产业的发展，不断提高自主创新能力，推动我国医疗健康保障水平走向世界前列。

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(编校：吴茜)

Precision Medicine in China

FU Wen-hua1, QIAN Hai-li2, ZHAN Qi-min2Δ

(1.Department of Science and Technology Management, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China; 2.State Key Laboratory of Molecular Oncology, Cancer Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100730, China)

Precision medicine is a new developing area of medical research and clinical practice, which is stemmed from the urgent need for high-profile medical health care and fast emergence of exquisite biological and medical technologies. Precision medicine, mainly based on the individualized molecular medicine and sophisticated medical techniques, offers multiple dimensional imaging examinations and biological molecular assays to make subsequent therapeutic strategies much more optimized to the personal disease characteristics than the traditional regimes, hence pursuing maximized efficacy and minimized side effects. The precision medicine in China is stepping into a vigorously developing stage after its first official initiation. This review summarized the development and program design of precision medicine in China to shed light on this growingly progressing area.

precision medicine; genome sequencing; individual therapy

付文华，女，副研究员，研究方向：科技管理，E-mail：Fu_wenhua@hotmail.com；詹启敏，通信作者，男，中国工程院院士，博士生导师，研究方向：肿瘤学，科技管理，E-mail：zhanqimin@pumc.edu.cn。

R730

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10.3969/j.issn.1005-1678.2016.04.01