精準醫療在腫瘤治療的應用

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摘要：惡性腫瘤一直以來嚴重威脅著人類健康，近年來，其發病率和致死率逐步上升。隨著生物醫學的不斷發展，分子診斷學和基因組精準篩查技術的進步，加快了人們在基因組層面對疾病的認識。基于上述背景，研究者們提出了“個體化治療”的概念與模式。主要研究了一種新型的醫學概念與醫療模式，即精準醫療。從精準醫療提出的背景，精準醫療的概念，具體實施方法及應用與展望等方面對精準醫療在腫瘤治療中的應用做了詳細的闡述。

關鍵詞：精準治療；腫瘤；藥物敏感性

在我國甚至是全世界范圍內，癌癥都是導致人類因疾病死亡的一個主要原因，也是社會發展的巨大負擔。據全國腫瘤登記中心統計，2014年全國癌癥新發病例數約為380．4萬例（其中男性211．4萬，女性169．0萬），平均每天超過1萬人被確診為癌癥，每分鐘有7個人被確診為癌癥。腫瘤發病率為278．07／10萬（男性為301．67／10萬，女性為253．29／10萬），中標率（中標率：人口標準化率按照2000年中國標準人口結構）為190．63／10萬，世標率（世標率：人口標準化率按照Segi＇s世界標準人口結構）為186．53／10萬。根據2018年《ACancerJournalforClinicians》發表的《2018年癌癥數據報告》，預計2018年美國。將有170余萬新發癌癥病例，死亡人數則在61萬左右，這意味著每天平均將會有1700人因癌癥去世。由此可見，癌癥已成為威脅人類健康的巨大殺手。

1精準醫療定義

在多種因素的共同刺激下，機體局部的任意細胞在基因層面上失去對其生長的正常調控，細胞異常增生就會形成腫瘤。其難治愈的一個主要原因是腫瘤具有異質性，腫瘤的異質性主要體現在以下兩個方面：（1）不同患者的腫瘤之間存在異質性。（2）同一患者體內不同惡性腫瘤細胞之間存在差異，即腫瘤內部異質性。腫瘤內部異質性給患者的診斷和治療增加了難度，導致患者不良預后的發生。隨著生命科學和醫學研究的進展，研究者對腫瘤治療提出了精準化和個體化的要求。由于人類個體化差異，不同病人對于不同藥物的耐受性不同，因此采用精準治療的方法，將有助于對不同病患、針對患者耐藥性制定出適合的治療方案。精準化和個體化醫療就是要求考慮患者本身的個體差異，因為每個人都有不同的遺傳背景，并且暴露于不同的環境因素中，有著不同的生活方式，屬于疾病不同亞型的病人，在治療反應性上存在很大差異。精準醫療是一種全新的醫療模式，這種模式充分發揮了生物信息學、大數據科學及基因測序技術的優勢，結合個體化醫療，以期把合適的藥物給到合適的病人，給予最有效的治療方法。

2精準醫療的發展歷程

2013年，好萊塢影星安吉麗娜•朱莉接受了乳房切除術，這是因為根據基因檢測結果，她未來罹患乳腺癌的概率高達80％。由此，基因檢測技術也引發世界范圍內的關注。這則新聞也讓大家對“精準醫療”一詞有所了解。2011年，“精準醫學”的概念在美國首次被提出。2015年，時任總統奧巴馬在國情咨文中提出了“精準醫學計劃”，這使得“精準醫療”成為覆蓋全球的熱門話題。精準醫療建設以迅雷不及掩耳之勢在全世界蔓延開來，各國紛紛開始追逐相關概念和產業。英國推出了針對癌癥和罕見病患者的“十萬人基因組計劃”。韓國啟動了后基因組計劃，以推動新型基因組技術的發展。2015年，我國成立了精準醫療戰略專家組，并組織了首次精準醫療戰略專家會議，決定在2030年前投入600億元用于精準醫療。精準醫療已被納入我國“十三五”重大科技專項，進入快速發展的新里程。精準化和個體化醫療在全球和國內均呈現出了蓬勃發展的態勢。

3精準醫療相關技術

精準醫療是“分子水平的個性化醫療”。在治療過程中所涉及的技術也是多種多樣的，在精準治療的過程中，生物測序技術的發展為“個體化治療”奠定了基礎，尤其是二代測序技術，成為了實現精準醫療的手段之一。因為腫瘤的發生是基因突變累積的結果，通過基因測序技術，可以檢測到突變位點，為治療提供更多信息。相對于一代測序技術，實時熒光定量PCR，免疫組化等其它生物學技術，二代測序具有高通量的優點，因此是目前應用最廣泛的技術之一。要實現精準醫療的目的，基因測序僅僅是第一步，在后續的過程中，還需要針對不同的個體，進行不同的實驗研究，最終為患者提供最優的治療方案。在此過程中應用到的技術有細胞分離技術，細胞培養技術，體內外藥物敏感性測試技術等一系列分子生物學、細胞生物學、實驗動物學技術。

4藥敏測試細胞模型和功能檢測方法

常規化學藥物治療和靶向藥物治療是腫瘤治療的重要手段。到2016年，全球各國批準上市的抗癌藥物已達150－200種，用這些藥物配制成的各種抗癌藥物制劑有1500－1800種。由于人類個體化差異，不同病人對不同藥物的耐受性不同，患者對同一藥物治療的反應各不相同，有的患者經治療后可達到完全緩解，有的卻表現為無效甚至促進病情進展。抗癌藥物針對不同類型的腫瘤有效性是不一樣的，即使同一種類型的腫瘤，其臨床分期、病例類型、患者基本狀態也不相同，不同的患者對藥物的敏感性及預后也不相同，這就決定了必須治療藥物個性化。在治療前或治療過程中進行治療藥物敏感性檢測對于藥物的選擇和治療策略的制定有著十分重要的意義。在精準醫療過程中，藥物敏感性測試一般包括兩個部分：藥物的體外敏感性測試與藥物的體內敏感性測試。一般情況下，基于基因測序的結果，研究者可以篩選出部分有針對性的藥物，但這個結果是不夠充分的。要進一步對藥物進行敏感性的測試后才能得到最終結果。PDTC（Patient－DerivedTumorCell，PDTC）是基于患者腫瘤細胞的藥物實驗，是最早得到應用的藥物敏感性的測試方法。一般情況下，需要通過手術或者活檢的方法，獲得患者的腫瘤組織樣本，在無菌條件下，通過酶消化，物理消化輔助的方式將新鮮腫瘤樣本分離成分離為組織塊、細胞團或單細胞懸液，加入待測試藥物進行處理一定時間后，通過不同的方法評價腫瘤對藥物的敏感性。常用的一些體外評價方法包括克隆形成試驗（HTCA），MTT，MTS，SRB藥敏試驗，差異染色細胞毒性檢測（DiSC）等，其中HTCA實驗是觀察藥物對細胞克隆形成能力的影響；MTT，MTS，SRB等方法都是通過測定細胞的存活能力，來反映對抗腫瘤藥物的敏感性。病人源性腫瘤類器官模型（Pa－tient－DerivedTumorOrganoid，PDTO）是通過對由腫瘤病人原代細胞培育而來的類器官進行體外腫瘤藥物敏感性檢測的方案。類器官是一種與來源的組織器官高度相似的微型器官，能最大程度模擬體內器官，具有組織器官功能，能相對更加真實有效地反應腫瘤對藥物的敏感性程度。最新的學術研究表明，通過PDTO模型預測患者對藥物的反應時，總體敏感度達到了100％，特異性為93％，陽性預測準確率為88％，陰性預測準確率為100％。該方案具有檢測周期較短、費用較低、相關性較好的特點，推薦用于一線或二線治療藥物或藥物組合的排序。

5藥敏測試的動物模型

藥物敏感性檢測不僅需要體外的實驗結果，并且需要在體內得到驗證。在免疫缺陷裸鼠皮下荷瘤建立細胞系的腫瘤模型一直是臨床前藥物開發中最常使用體內動物模型。通過動物體內的方式，替代患者測試藥物效果，預測藥物在臨床上的療效，為患者提供個性化的精準醫療服務。病人源性腫瘤動物移植模型（Pa－tient－DerivedTumorXenograft，PDX）指的是一種將病人的腫瘤組織接種到免疫缺陷的小鼠體內從而構建出的模型，在此基礎上，研究人員在小鼠體內進行各種抗癌藥物及其組合的有效性評估，從而篩選出針對病人的個性化治療方案。此類模型保留了病人腫瘤的特征，可以有效地指導臨床治療。目前，PDX模型作為藥物篩選的有效手段已被大規模使用，早在2016年就被美國國家癌癥中心（NCI）列為抗腫瘤新藥臨床前篩選的常規手段，其價值逐漸獲得認可。該方案具有相關性好、準確度高的特點。精準醫療是“分子水平的個性化醫療”，從理念上便是對傳統醫療“重治不重防”、“對癥治療”的顛覆，代表著未來醫學發展的大方向。其在腫瘤治療過程中的治療策略如圖一所示。雖然目前精準醫療也有不足，但是相信隨著生物技術的持續演變和分子診斷學和基因組精準篩查技術的發展，精準醫療在腫瘤治療的過程會得到更好地應用。腫瘤嚴重威脅著人類的健康，成為社會發展的巨大負擔。并且目前腫瘤的治療方式存在著許多局限性與不足，本文通過對精準醫療這一新型的醫療模式的闡述，為腫瘤治療提供了新的方法及思路。我們有理由相信，在不久后的未來，人類可以成功的攻克癌癥治療中的難題，為人類更好的生存及發展做出巨大貢獻。

作者:孫會杰 單位:鄭州市第十一中學