多组学研究是“精准医学”的机会

文／本刊记者 王 郁

1990年，美、英、法、德、日本和中国科学家共同参与了人类基因组计划，旨在要揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密。该计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。

如今，在人类基因组测序完成后，随着组学和系统生物学的快速发展，继“转化医学”、“个性化医学”概念之后，美国医学界提出了“精准医学”的概念。特别是2015年“精准医学”在美国前总统奥巴马的国情咨询中出现后，便受到了很多人的热捧跟风，同时也受到了一些人的质疑。

而对此，中南大学湘雅医院教授詹显全有着自己清醒的认识和理解：“我认为应该回归到常态来认识精准医学这个概念，不能过热也不能冷。精准医学这一理念应该是正确的、是未来医学的发展方向，它的生命力至少有100年，但精准医学我认为是一个理想化的概念，要真正实现它还有很长的路要走，人们只能无限去接近它。

到底该如何定义精准医学呢？

据詹显全介绍，精准医学是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速发展以及生物信息与大数据科学的交互应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和影像组学等组学技术和医学前沿技术，对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，并对一种疾病不同状态和过程进行精确分类，最终实现对于疾病和特定患者进行个体化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防的效益。

精准医学是立足于基因组大数据之上的一种医学模式，首要目标是实现疾病的重新定义。传统的疾病分类主要基于临床症状和体征检查等，而精准医学的疾病分类则在此技术之上还要全面考量疾病发生的分子标志物、基因多态性、表型（蛋白质和代谢物）变异、居住环境、生活方式等相关信息，最终形成一个基于生物分子谱的疾病分类新模式。

可见，精准医学是依据个体内在生物学信息以及临床症状和体征，对患者实施关于健康医疗和临床决策的量身定制的个性化医疗模式。它不仅为治疗慢病如癌症提供了新思路，而且对健康和疾病认知提供了知识储备。

那么，该如何去逐步接近“精准医学”这一终极目标？

詹显全认为，还是应该回归到个性化的预测、预防、诊断、治疗和预后评估。“预测、预防、诊断、治疗和预后评估是人类健康保护过程不可逾越的阶段，对人类健康的重要性来说，预测/预防是上策，早期诊断/治疗是中策，晚期诊断/治疗是下策，精准医学严格来说应是个性化的精准预测、精准预防、精准诊断、精准治疗和精准预后评估。”

然而，要实现这些，人们必须转变一个观念：即从单因素模式转向多因素系统思维模式。组学（基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、影像组学、相互作用组学）和系统生物学的发展推动了这一模式的快速转变，也促使了个性化医学的发展，因为人们可以对个体实现多组学分析、获得多参数指标用于个性化的预测、预防、诊断、治疗和预后评估。

“肿瘤是一种多病因、多过程、多结果的全身性慢性疾病，具有广泛的肿瘤异质性，涉及到基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、影像组和相互作用组多个层面的分子网络系统变化。这种肿瘤的异质性、全身性、慢性、网络系统性对肿瘤传统的‘同病同治’提出了严峻挑战，同时为肿瘤个性化的精准预测、预防、诊断、治疗和预后评估提供了机遇条件。个性化精准医学给肿瘤的科研、临床实践带来了新的理念、策略和技术方法，将为攻克肿瘤作出巨大贡献。”詹显全认为，在组学中，蛋白质组变异的内涵是非常丰富的，包括拷贝数变异、剪切变异、翻译后修饰、转位、再分布、空间构型、相互作用网络等问题。蛋白质组变异比基因组变异和转录组变异更复杂，蛋白质组变异是基因组/转录组变异的终末表现形式。

而詹显全的研究正是发展和应用多组学技术（特别是蛋白质组学和代谢组学，其中蛋白质组学中又以蛋白质修饰组学为重点）来研究肿瘤的分子机制、发现可靠生物标志物，服务于肿瘤的预测、预防、诊断、治疗和预后评估。“这里的生物标志物分为两类，一类是解决分子机制和药物靶点的生物标志物，这类标志物必须有因果关系；一类是解决预测、诊断和预后评估的生物标志物，这类标志物不一定有因果关系但必须有量效关系。”詹显全表示。

“做科研一定要有兴趣，但与此同时，工作的严谨性、科研的创新意识非常重要。”从华西到湘雅，从美国到国内，詹显全正是这样一位在蛋白质组学研究领域不断探索的优秀学者。他在国内外首次开展了恶性肿瘤血管新生的动态蛋白质组学研究，大力开展蛋白质翻译后修饰研究、其垂体瘤蛋白质组学研究在国际上处于主导地位。