精準(zhǔn)醫(yī)療與中國生物芯片

呂建華

美國總統(tǒng)奧巴馬在2015年1月的國情咨文中再次發(fā)出了“精準(zhǔn)醫(yī)療”的倡議。同年3月，中國成立了“精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組”，國家衛(wèi)生計(jì)生委和科技部多次召開會議論證，并將在2016年正式啟動“精準(zhǔn)醫(yī)療”計(jì)劃。生物芯片技術(shù)作為中國的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的強(qiáng)大支撐。

醫(yī)學(xué)發(fā)展的一場變革

7500億美元！這是美國咨詢機(jī)構(gòu)大觀國際最新報告預(yù)測的8年后全球石化市場將達(dá)到的總價值。然而，這個數(shù)字也是美國醫(yī)療系統(tǒng)每年因不必要的治療和無效治療造成的浪費(fèi)金額，相當(dāng)于美國醫(yī)療總開支的30%。在中國，無效醫(yī)療耗費(fèi)也不會是個小數(shù)。

老齡化、腫瘤、新生兒出生缺陷、心腦血管疾病……這些正在給世界的發(fā)展和人類健康帶來沉重負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重威脅。按照美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）對“精準(zhǔn)醫(yī)療”的定義，“精準(zhǔn)醫(yī)療”是一個建立在了解個體基因、環(huán)境以及生活方式基礎(chǔ)上的新興疾病治療和預(yù)防方法。作為分子診斷領(lǐng)域的生物芯片技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的重要技術(shù)手段之一。

博奧生物集團(tuán)有限公司總裁、生物芯片北京國家工程研究中心主任程京院士解釋，生物芯片技術(shù)就是把生物醫(yī)學(xué)檢測相關(guān)的材料，比如DNA、蛋白、細(xì)胞、組織等非常微小的材料，有序地放到芯片上去，或者在芯片上制作各種微流體的管道和反應(yīng)池，形成像指甲蓋、郵票大小的器件，用這些器件去檢測人的體液，比如血液、尿液、唾液，以及環(huán)境中的一些微小物質(zhì)。

首先，生物芯片一個非常重要的特點(diǎn)就是高通量，一張微陣列基因芯片上可以將人的近3萬個基因相關(guān)探針全部放上去，因而可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)任何一個基因的變化，大大提高了研究效率。其次，微流體芯片可以讓很多手工操作實(shí)現(xiàn)完全自動化，能夠極大提高工作效率。通過生物芯片技術(shù)，我們可以精準(zhǔn)地找到很多決定疾病發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和治療相關(guān)的基因型特征，從而做到精準(zhǔn)診斷;同時我們也可以通過對疾病易感基因的檢測實(shí)現(xiàn)疾病的精準(zhǔn)預(yù)防。

防控出生缺陷

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國平均每年有90萬的新發(fā)出生缺陷病例，且近年呈現(xiàn)快速上升趨勢。臨床急需有效的出生缺陷防控技術(shù)投入應(yīng)用。

中國現(xiàn)有聽力殘疾人2054萬，其中0—6歲兒童超過80萬人，約有60%以上的聾人是因?yàn)檫z傳因素導(dǎo)致。正常人中也有約5%的耳聾基因攜帶率，是造成成人后天聾和生育下一代聾兒的主要原因。迫于該嚴(yán)峻形勢，需要盡快在全國范圍內(nèi)進(jìn)行耳聾基因篩查。2009年，博奧生物自主研發(fā)出全球首款遺傳性耳聾基因檢測試劑盒，并順利通過國家食品藥品監(jiān)督管理總局注冊審批，為預(yù)防遺傳性耳聾提供了最有效的方法。截至2015年12月，包括北京、成都、鄭州、長春、新疆、南通、長治等在內(nèi)的省、區(qū)、市已自發(fā)將耳聾基因篩查列入民生工程，超百萬新生兒因此受益，其中3萬多人避免了因錯誤用藥導(dǎo)致的一針致聾。

除此之外，博奧生物基于生物芯片技術(shù)研發(fā)出用于防控出生缺陷的地中海貧血基因檢測芯片、染色體異?；驒z測芯片等產(chǎn)品也都是瞄準(zhǔn)精準(zhǔn)臨床應(yīng)用而來。其中，染色體異?；驒z測芯片全面覆蓋染色體重要區(qū)段，能有效檢出染色體的微缺失、微擴(kuò)增和雜合性缺失，一次檢出509種致病性染色體異常，是全球范圍內(nèi)檢測種類最全的產(chǎn)品。

應(yīng)用疾病診斷

精準(zhǔn)治療的前提是精準(zhǔn)診斷，生物芯片可以為各類疾病包括傳染病、腫瘤、心腦血管等疾病的個性化治療提供精準(zhǔn)、快速、經(jīng)濟(jì)的檢測，醫(yī)生根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)現(xiàn)快速診斷并實(shí)施正確的治療方案。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療既減輕了患者的痛苦，又降低了不必要的醫(yī)療費(fèi)用，同時延長了壽命。

據(jù)世界衛(wèi)生組織2013年發(fā)布最新統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在世界十大死因中下呼吸道感染（5.9%）位列第三位。肺炎作為全球傳染性疾病最主要的死因之一，是兒童死亡的第一病因。經(jīng)中國疾病預(yù)防控制中心2011年系統(tǒng)分析顯示，中國大陸肺炎死亡率為184/10萬人～1223/10萬人。

在呼吸道感染治療方面，針對細(xì)菌性的呼吸道感染，不同菌種致病在患者身上癥狀常常大同小異，常規(guī)主要采用聽診、問診、試診的方法，輔助生化指標(biāo)分析、影像與超聲分析等，根本無法對患者所感染的病原菌做出準(zhǔn)確鑒定，無法對癥給藥，大多數(shù)臨床治療仍處于經(jīng)驗(yàn)抗菌素應(yīng)用階段，廣譜抗生素濫用現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

博奧生物研發(fā)的呼吸道病原菌核酸檢測試劑盒（恒溫擴(kuò)增芯片法）可以很好地用于定性檢測下呼吸道感染的常見病原菌，以輔助臨床診斷，該產(chǎn)品可以檢測出肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌等13種病原菌，整個檢驗(yàn)過程只需要2個小時左右，比傳統(tǒng)細(xì)菌培養(yǎng)檢測方法提高二十幾倍。使用生物芯片技術(shù)快速準(zhǔn)確地獲得檢測結(jié)果，可以大大降低患者不必要的身體損傷以及醫(yī)療費(fèi)用。

結(jié)核病是全世界最主要的傳染病之一。在中國，約有5.5億人感染過結(jié)核分枝桿菌，是全球22 個結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家之一。但由于診斷技術(shù)的缺陷，大量患者被誤診、漏診。不僅如此，中國結(jié)核病耐藥形勢也異常嚴(yán)峻，是世界第一大結(jié)核耐藥國。為解決這個難題，博奧生物研發(fā)出了一套結(jié)核病快速分子診斷系統(tǒng)。在第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院就診的一名40 歲女性結(jié)核病患者，是這個診斷系統(tǒng)的直接受益人之一。在被診斷為“椎體結(jié)核，伴膿腫、竇道形成”的情況下，趙女士常規(guī)用藥治療20天，然后進(jìn)行手術(shù)清創(chuàng)。術(shù)后又連續(xù)常規(guī)用藥2個月，但仍然發(fā)現(xiàn)傷口流膿。主治醫(yī)生懷疑趙女士可能屬于耐藥結(jié)核，立即應(yīng)用博奧生物的結(jié)核分枝桿菌耐藥基因芯片進(jìn)行檢測，6小時后的檢測結(jié)果顯示患者對之前使用的“利福平/異煙肼”均耐藥。主治醫(yī)生及時對治療方案做出調(diào)整后，趙女士病情出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)，不久便康復(fù)出院。據(jù)了解，博奧生物已為中國構(gòu)建了包括5項(xiàng)診斷產(chǎn)品的國際上最完整的結(jié)核病精準(zhǔn)診療分子路徑圖。

有利防控慢性病

統(tǒng)計(jì)顯示，中國已有糖尿病患者1.14億，占全球糖尿病患病人數(shù)的1/4;心腦血管病的發(fā)病人數(shù)持續(xù)增加，其中僅高血壓患者就有2.7億;肺癌發(fā)病居全球之首，僅2014年新增癌癥患者即達(dá)312萬人。據(jù)世界銀行預(yù)測，到2030年，人口迅速老齡化可能使中國慢性病負(fù)擔(dān)增加40%;而慢性病防治占中國醫(yī)療費(fèi)用的80%。

據(jù)《2012中國腫瘤登記年報》統(tǒng)計(jì)，中國每分鐘就有6人被確診為癌癥，每天有8550人成為癌癥患者。而且，中國的惡性腫瘤治療生存率為30%，與日本的68%相比仍存在很大差距，其中一個主要原因是我們的預(yù)防體系不完善。程京院士曾提出，如果能夠在現(xiàn)行醫(yī)療模式下，引入“治未病”體系，將心腦血管、糖尿病、腫瘤等重大疾病的篩查、超早期診斷和亞健康調(diào)理及時推向應(yīng)用，將在很大程度上減少重大疾病的發(fā)生、緩解醫(yī)療壓力、降低社會醫(yī)療成本，增加民眾的幸福感，有助于早日實(shí)現(xiàn)全民健康和健康中國的建設(shè)。

程京院士一直倡導(dǎo)將中醫(yī)和基因檢測結(jié)合，做到未病先治?；诩膊☆A(yù)測的理論，中醫(yī)將國人體質(zhì)分為9種，其中8種偏頗體質(zhì)容易生各種各樣的病。相應(yīng)地，博奧生物通過聚類分析基本實(shí)現(xiàn)了平和、陰虛和陽虛三種體質(zhì)的客觀準(zhǔn)確分類，并為這些人群提供體質(zhì)調(diào)理的基于中藥的瓶裝飲料。同樣，對于“治未病”的理念，博奧生物基于醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)，專門針對中國人群研發(fā)出了可預(yù)測人體13大類150多種疾病發(fā)病風(fēng)險的基因檢測產(chǎn)品—愛身譜?基因檢測。如某客戶通過博奧生物的愛身譜?基因檢測發(fā)現(xiàn)自己腸癌患病風(fēng)險很高，于是針對性地做了腸鏡檢查，找到癌前病變。通過簡單的手術(shù)就避免了惡性腫瘤帶來的身體傷害以及高額的治療費(fèi)用，同時延長了壽命。

以基因檢測為例，一是可以通過基因芯片了解自己有哪些疾病易感基因，潛在患哪些病的風(fēng)險高;二是可以科學(xué)地指導(dǎo)自己從小養(yǎng)成不利“已病”發(fā)生的良好生活習(xí)慣，以減少發(fā)病風(fēng)險;三是對生活環(huán)境可能誘發(fā)的疾病有所防范;四是可提供細(xì)化到個人的安全、有效用藥指導(dǎo)。

國家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家組負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào)：在新型醫(yī)療、診斷技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化中，國家應(yīng)加大力度予以扶持，使具有中國特色的“精準(zhǔn)醫(yī)療”方案處于國際領(lǐng)先位置！

在中國實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療雖然已有著科技創(chuàng)新技術(shù)和智力支持，但還需要物價、醫(yī)保審批等相關(guān)部門配合。我們期待著精準(zhǔn)理療的理念和中國生物芯片更快地惠及全民健康。

附：程京專訪二維碼