淺談精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展及其在小兒外科的應(yīng)用

·述評·

淺談精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展及其在小兒外科的應(yīng)用

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)（precision medicine）是在大數(shù)據(jù)背景下，以基因組學(xué)為基礎(chǔ)、個(gè)性化治療為目標(biāo)的臨床決策體系。即根據(jù)病人特征，在整合病人遺傳、分子或細(xì)胞學(xué)信息的基礎(chǔ)上，對疾病診治進(jìn)行個(gè)體化的制定，包括基因篩查：（測序）、建立數(shù)據(jù)庫（建庫）、云計(jì)算分析（分析）、制定個(gè)體化方案（方案）等步驟，最終實(shí)現(xiàn)“在正確的時(shí)機(jī)將正確的治療施予適合的個(gè)體”（delivering the right treatment at right time to the right person）。

一、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的起源與發(fā)展

2015年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講中宣布啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃。2016年國家衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)表示，我國正在制定精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略規(guī)劃，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究列入2016年國家重點(diǎn)科技專項(xiàng)優(yōu)先項(xiàng)目，成為“十三五”國家戰(zhàn)略計(jì)劃的重要部分。此前，2015年3月科技部召開國家精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略專家會(huì)議宣布，到2030年前精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⑼度?00億元。同年，國家衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)發(fā)布第一批腫瘤診斷與治療項(xiàng)目“高通量基因測序技術(shù)臨床試點(diǎn)單位”名單。專家們預(yù)測，精準(zhǔn)醫(yī)療將改變現(xiàn)有的診斷與治療模式，為醫(yī)學(xué)發(fā)展帶來變革。

精準(zhǔn)醫(yī)療的理念是“個(gè)體化醫(yī)療”的延伸，是在生物分子基礎(chǔ)上的、因人因病而異的、更加精確的個(gè)體化醫(yī)療。開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的條件有：①高通量技術(shù)和基因組測序成本下降。例如，上世紀(jì)90年代人類基因組計(jì)劃，多國科學(xué)家花費(fèi)30億美元，耗時(shí)10年時(shí)間，完成一個(gè)人基因圖譜序列；2007年一個(gè)人基因譜序列需要花費(fèi)3 000萬人民幣，目前基因圖譜序列僅需數(shù)千元人民幣，可以預(yù)測，未來可能只需數(shù)百元人民幣。②超級計(jì)算機(jī)的發(fā)展，為大數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和運(yùn)算分析提供了有力支撐，使海量的個(gè)體基因組數(shù)據(jù)和臨床隊(duì)列數(shù)據(jù)能夠科學(xué)有效地整合，通過云計(jì)算和建模尋找致病基因與干預(yù)策略，實(shí)現(xiàn)臨床個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療方案的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

大數(shù)據(jù)背景下的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，將會(huì)對現(xiàn)有醫(yī)學(xué)模式產(chǎn)生重要影響。醫(yī)學(xué)研究從傳統(tǒng)的“假設(shè)驅(qū)動(dòng)”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”過渡。從傳統(tǒng)的回顧性臨床病例分析（Meta分析）和目前被認(rèn)為金標(biāo)準(zhǔn)的前瞻性隨機(jī)對照研究（RCT）向以大數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的超大規(guī)模人群隊(duì)列研究過渡；從以往的因果關(guān)系分析過渡到大數(shù)據(jù)下的相關(guān)關(guān)系研究；例如，目前許多小兒先天性畸形（肛門直腸畸形、先天性巨結(jié)腸、膽道閉鎖等）的研究模式，以構(gòu)建動(dòng)物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。但是致畸動(dòng)物模型跟人體畸形無論致畸因素、發(fā)生機(jī)制和胚胎病理改變往往都有不同差別，即便在動(dòng)物模型上進(jìn)行成功實(shí)驗(yàn)，到人體上往往難以重復(fù)。而精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在測序基因組的同時(shí)，搜集所有可能的表型信息，并將基因和表型結(jié)合起來。在擁有了大規(guī)模的基因組數(shù)據(jù)，即百萬人群隊(duì)列以上的基因組數(shù)據(jù)以后，如果想研究某一畸形，即便是人群發(fā)病率僅0.1%的疾病，也有可能發(fā)現(xiàn)100例病人，將他們的基因和表型數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，通過云計(jì)算、科學(xué)建模和分析統(tǒng)計(jì)，尋找可能的致病基因。因此，這種以大樣本（至少在百萬級以上人群）、前瞻性、多學(xué)科、多因素和信息共享為特點(diǎn)的研究模式，將在不遠(yuǎn)的將來，在大規(guī)?；蚪M信息的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)將可能模擬整個(gè)生命過程，預(yù)判我們可能生哪些疾病，早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療，使“上醫(yī)治未病”成為可能。

二、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在小兒外科的應(yīng)用探討

精準(zhǔn)外科是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在外科領(lǐng)域的具體體現(xiàn)，要求對患者進(jìn)行精準(zhǔn)手術(shù)，在結(jié)合患者基因、表型分析和臨床特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇最適合的外科治療方案。其原則是以高度的確定性為基礎(chǔ)，以安全、高效、微創(chuàng)或無創(chuàng)為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)病灶的準(zhǔn)確和徹底清除、兼顧臟器保護(hù)和損傷控制的外科實(shí)踐。小兒是一個(gè)機(jī)體解剖、器官和系統(tǒng)功能均處于不斷發(fā)育成熟的個(gè)體，實(shí)施精準(zhǔn)外科治療無疑具有重要意義。小兒外科的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)主要體現(xiàn)在以下方面：

1.對小兒常見先天性畸形的發(fā)病機(jī)制、胚胎病理演變過程的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行精準(zhǔn)研究，在基因組學(xué)基礎(chǔ)上提供精確變異位點(diǎn)和有效調(diào)控手段，以終止畸形發(fā)生，或在胎兒期或圍產(chǎn)期進(jìn)行精準(zhǔn)有效的外科修復(fù)。

2.建立小兒常見先天畸形的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和云計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享，構(gòu)建常見畸形的個(gè)體化臨床決策體系。

3.依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)和現(xiàn)代精準(zhǔn)外科技術(shù)與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)小兒外科手術(shù)的精準(zhǔn)化目標(biāo)，如利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和導(dǎo)航，通過機(jī)器人精準(zhǔn)操作完成復(fù)雜畸形的精準(zhǔn)無創(chuàng)或微創(chuàng)外科手術(shù)。

4.開展3D打印技術(shù)修復(fù)小兒常見畸形，特別對整形外科、脊柱外科以及組織器官的替代和修復(fù)可提供仿真模型。目前已有以細(xì)胞、生長因子等為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的具有生物活性的人工器官、細(xì)胞的3D結(jié)構(gòu)模型。

5.對小兒常見實(shí)體腫瘤在大數(shù)據(jù)平臺(tái)上，通過云計(jì)算和建模分析，完成個(gè)體化靶向治療的臨床決策。

6.構(gòu)建小兒外科術(shù)后功能重建的臨床綜合評估和遠(yuǎn)期生活質(zhì)量預(yù)測與健康指導(dǎo)的平臺(tái)。

三、我國小兒外科精準(zhǔn)醫(yī)療起步

目前，我國小兒外科在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)道路上已經(jīng)起步，例如廣州市婦女兒童醫(yī)療中心構(gòu)建的大型生物樣本庫，復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院推出的膽道閉鎖篩查手機(jī)APP，中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院關(guān)于肛門直腸畸形的長達(dá)30余年的胚胎發(fā)育研究，青島大學(xué)附屬醫(yī)院董蒨等創(chuàng)建的3D可視化肝臟外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院開展的盆底MRI三維成像技術(shù)，西安交通大學(xué)附屬第二醫(yī)院關(guān)于先天性巨結(jié)腸診療的多中心問卷調(diào)查等，都邁出可喜的一步。本期特別推出精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在小兒外科的應(yīng)用專題，旨在通過專家筆談和來自幾個(gè)兒童醫(yī)療中心的臨床研究，探討精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在我國小兒外科領(lǐng)域的應(yīng)用，為未來與發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，以促進(jìn)大數(shù)據(jù)時(shí)代中國小兒外科精準(zhǔn)醫(yī)療的進(jìn)步。

應(yīng)當(dāng)指出，大數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)無論在時(shí)間上還是發(fā)展程度上仍然處于起步階段，無論在心理準(zhǔn)備上還是在實(shí)踐中，仍然存在諸多問題，如數(shù)據(jù)孤島、基因庫建設(shè)和數(shù)據(jù)共享以及信息安全等。但其未來發(fā)展仍然令人鼓舞，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，讓我們共同期待精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的美好明天。

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2017—07—08）

（本文編輯：王愛蓮）

10.3 969／j.issn.1671—6353.2017.04.001

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中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院小兒外科（遼寧省沈陽市，110004），Email：wangwl＠sj-hospital.org

本文引用格式：王維林.淺談精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展及其在小兒外科的應(yīng)用［J］.臨床小兒外科雜志，2017，16（4）：313—314.

Citingthisarticleas：Developments and applications of precisionmedicine in pediatric surgery［J］.JClin Ped Sur，2017，16（4）：313—304.DOI：10.3 969／j.issn.1671—6353.2017.04.001