精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念不是美國總統(tǒng)奧巴馬首次提出的，卻因他的大名而成為2015年醫(yī)學(xué)界最熱的關(guān)鍵詞。今年，各種形式的醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)上，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)都成為必不可少的“座上賓”。
　　什么是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)？ 
　　——在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐所處的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)上應(yīng)運(yùn)而生 
　　2015年1月20日，美國總統(tǒng)奧巴馬在美國國會(huì)作國情咨文報(bào)告時(shí)提出精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)一詞，迅速成為新年伊始世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。很多人不禁要問，奧巴馬口中的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)長什么樣子？為什么要在這個(gè)時(shí)候啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃？ 
　　事實(shí)上，2011年，美國科學(xué)院研究理事會(huì)就發(fā)布了一份長達(dá)100余頁的研究報(bào)告。其中提出，“邁向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)——構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)研究的知識網(wǎng)絡(luò)和新的疾病分類法”，第一次明確提出了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的概念，并系統(tǒng)討論了為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需要開展的核心任務(wù)。 
　　雖然對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的理解，“一千個(gè)人心中有一千個(gè)哈姆雷特”，但“邁向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”報(bào)告大致梳理出了美國版精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的脈絡(luò)：構(gòu)建基于生物學(xué)大數(shù)據(jù)的生物醫(yī)學(xué)研究知識網(wǎng)絡(luò)，建立新的疾病分類體系，從而定義新型疾病或?qū)膊∵M(jìn)行分子分型和藥物分層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)疾病的精確診斷和準(zhǔn)確治療。 
　　據(jù)介紹，上世紀(jì)90年代初，美國主導(dǎo)的國際人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)，目標(biāo)是測定人類擁有的遺傳信息載體DNA上30億個(gè)核苷酸的排列順序。2003年4月15日，人類基因組序列圖宣告繪制成功。隨后，一系列相關(guān)研究漸次展開。然而，在基因組測序工作迅速推進(jìn)的同時(shí)，研究者也逐漸認(rèn)識到基因組知識的局限性。在人類基因組草圖發(fā)表的第10個(gè)年頭，美國《科學(xué)》雜志登載了一篇題為《等待革命》的評論文章，其主要觀點(diǎn)是“人類全基因組序列的測定并沒有帶來基礎(chǔ)醫(yī)療方面的重大進(jìn)展”。 
　　中科院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所吳家睿教授在今年5月發(fā)表在《生命科學(xué)》雜志上的文章里稱，面對當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的生理和病理的復(fù)雜性問題，有人看到了挑戰(zhàn)，有人看到了機(jī)會(huì)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐所處的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)上應(yīng)運(yùn)而生的。 
　　在2015清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)論壇上，中國工程院院士、中科院生物技術(shù)專家委員會(huì)主任委員楊勝利表示：“21世紀(jì)初，美國人提出的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)概念受到各個(gè)國家的重視，而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)需要醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變以及醫(yī)療改革的推動(dòng)。奧巴馬在推動(dòng)醫(yī)療改革方面困難重重，轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)受到的爭議也頗多，而精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)正是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的目標(biāo)。從轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，奧巴馬用新的理念使自己有了臺階下。” 
　　事實(shí)上，奧巴馬在美國國會(huì)作國情咨文報(bào)告時(shí)也表達(dá)了通過推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療控費(fèi)的期待。“由于利用個(gè)體基因信息能有效找到患者病因，因此可以省下目前花在無效藥物上的數(shù)百億美元?！?nbsp;
　　第三次醫(yī)學(xué)革命？ 
　　——經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)、循證醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)代表了人類對疾病認(rèn)識不斷深入的過程，三者不能互相替代 
　　精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃一經(jīng)推出，在得到極大關(guān)注的同時(shí)，也惹來眾多非議。一些科學(xué)家認(rèn)為，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)只是對個(gè)體化醫(yī)療概念的包裝，因?yàn)閵W巴馬的提出而有了影響力，似乎也有了“理論依據(jù)”。 
　　回顧歷史，歷屆美國總統(tǒng)似乎都發(fā)起過類似的“運(yùn)動(dòng)”，例如尼克松提出“向癌癥宣戰(zhàn)”，克林頓提出“人類基因組計(jì)劃”等?；蛟S正是由于這些計(jì)劃至今沒能給人類對抗疾病帶來太大幫助，美國公眾對于總統(tǒng)們提出的口號就自然而然地打了問號。 
　　根據(jù)白宮披露的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃詳情，美國財(cái)政計(jì)劃在2016年撥付2.15億美元用于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。其中，約有1.3億美元用于美國國立衛(wèi)生研究院開展大規(guī)模隊(duì)列研究；1000萬美元投入美國食品藥品監(jiān)管局用于獲取新的專利和推進(jìn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，以保證監(jiān)管機(jī)構(gòu)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和公共醫(yī)療保健方面的研究需求；7000萬美元資助美國癌癥研究中心，用于腫瘤基因組學(xué)研究，開發(fā)更加有效的腫瘤治療方法；500萬美元投入健康和人類服務(wù)局，用于制定一系列的標(biāo)準(zhǔn)和要求，以保護(hù)隱私和跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換安全。 
　　中國科學(xué)院院士、遺傳學(xué)家賀林認(rèn)為，從精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計(jì)劃的詳細(xì)方案看，它更像是對國際人類基因組單體型圖計(jì)劃、腫瘤基因組變異圖譜研究計(jì)劃等一系列原有計(jì)劃的重新組合和疊加，從而樹立一個(gè)工作標(biāo)準(zhǔn)和新目標(biāo)。 
　　“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是基于工具的概念，因此能迎來新的科學(xué)時(shí)代?！北本┨靿t(yī)院副院長王擁軍在接受采訪中提出，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)代表了第三次醫(yī)學(xué)革命的到來。他還引用了物理學(xué)家弗里曼·戴森的一段話來表達(dá)自己的觀點(diǎn)：“新的科學(xué)方向常常源于新的工具，而不是新的概念。概念驅(qū)動(dòng)的科學(xué)革命只是用新方法解釋舊事物，而工具驅(qū)動(dòng)的科學(xué)革命是去發(fā)現(xiàn)需要闡明的新事物。” 
　　在王擁軍看來，醫(yī)學(xué)可以分為3個(gè)時(shí)期，即經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)期、循證醫(yī)學(xué)時(shí)期和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)期。其中，循證醫(yī)學(xué)又可以劃分為兩個(gè)時(shí)期。前一個(gè)時(shí)期是對循證醫(yī)學(xué)的過度追捧，教條主義，最終發(fā)現(xiàn)相同的疾病給予相同的治療，結(jié)局并不相同。此后基于對于醫(yī)學(xué)的理解加深，對于病人的分層越來越細(xì)，進(jìn)入了“個(gè)體化醫(yī)學(xué)”時(shí)代。 
　　“經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)、循證醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)代表了人類對疾病認(rèn)識不斷深入的過程，三者不能互相替代?！蓖鯎碥娭毖?，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)不是完全的個(gè)體化醫(yī)療，兩者的最大差異就在于前者利用工具更多，主要包括組學(xué)、影像以及數(shù)據(jù)，而個(gè)體化醫(yī)學(xué)往往更多依賴于組學(xué)研究。 
　　“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)不單是概念和理論，它是現(xiàn)實(shí)可及的。”中國工程院院士、中日友好醫(yī)院院長王辰在高科技醫(yī)學(xué)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療高峰論壇上表示，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的核心目的與藥物基因組、個(gè)體化醫(yī)學(xué)一脈相承，即實(shí)現(xiàn)療效最大化、損害最小化以及資源最優(yōu)化。 
　　考慮到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)需要以個(gè)體為中心，整合不同數(shù)據(jù)層的生物數(shù)據(jù)庫，以及高度關(guān)聯(lián)的知識網(wǎng)絡(luò)，吳家睿指出，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是一個(gè)有著豐富內(nèi)涵的復(fù)雜概念，不能簡單等同于個(gè)體化醫(yī)學(xué)，就像中醫(yī)是個(gè)體化醫(yī)學(xué)，但不是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)?；蚪M測序是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)之一，但不能把實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)局限于基因組測序。另一方面，要認(rèn)識到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)將對生物醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療實(shí)踐產(chǎn)生重大影響，有可能改變?nèi)祟惥S護(hù)健康和抗擊疾病的傳統(tǒng)模式。 
　　精準(zhǔn)如何實(shí)現(xiàn)？ 
　　——當(dāng)前，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是大數(shù)據(jù)與組學(xué)兩大科學(xué)前沿的交匯 
　　為何學(xué)界對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念如此推崇？中國科學(xué)院院士、生物信息學(xué)家陳潤生認(rèn)為，主要有兩個(gè)方面的原因。一是近年來基因組學(xué)的發(fā)展，讓人們相信通過基因能夠了解疾病的分子本質(zhì)和原因，對疾病的診療可以做得更精準(zhǔn)。二是隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，未來有望對當(dāng)前醫(yī)學(xué)產(chǎn)生本質(zhì)上的變革，即從疾病的診斷治療前移至對健康個(gè)體的評估、預(yù)防和保健，甚至產(chǎn)生與醫(yī)療體系并駕齊驅(qū)的新健康產(chǎn)業(yè)。 
　　如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)？陳潤生表示，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)有兩個(gè)重要的基石。一是以基因組為代表的組學(xué)研究的發(fā)展，包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組等，以及與此相伴隨的大數(shù)據(jù)研究，包括方法、策略、理論等。二是在了解組學(xué)知識的基礎(chǔ)上，打通基因型和表型的關(guān)聯(lián)，其中重要的工具就是生物信息學(xué)，包括生物網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)生物學(xué)等。“當(dāng)前，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是大數(shù)據(jù)與組學(xué)兩大科學(xué)前沿的交匯?！?nbsp;
　　“在這兩個(gè)方面，我們還面臨非常多的挑戰(zhàn)?！标悵櫳e例說，當(dāng)前在組學(xué)中最大的挑戰(zhàn)來自基因組中的“暗信息”，即那些被檢測到，卻不知道其功能的遺傳信息。目前在人類30億個(gè)遺傳密碼中，真正被人類了解、受“中心法則”支配的遺傳信息僅有3%。雖然目前絕大多數(shù)非編碼序列的生物學(xué)作用是未知的，但從進(jìn)化生物學(xué)、比較基因組以及非編碼RNA的研究來看，這部分遺傳密碼與人類健康同樣密切相關(guān)。 
　　有研究顯示，一類非編碼序列RNA PCGEM1可導(dǎo)致前列腺癌，非編碼序列RNA his-1可導(dǎo)致白血病，非編碼序列RNA MALAT-1可導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌。此外，一組非編碼序列RNA H19與P53類似可發(fā)揮抑癌作用。據(jù)陳潤生介紹，從2001年～2010年的10年間，《科學(xué)》雜志曾經(jīng)6次將非編碼序列、非編碼基因以及非編碼RNA作為重要的科學(xué)問題予以關(guān)注?！斑@意味著人類基因組中未知的大量遺傳密碼，同樣執(zhí)行著重要的生物學(xué)功能。這也說明，就精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的重要支柱——組學(xué)而言，我們還有太多的未知有待發(fā)現(xiàn)?！?nbsp;
　　在大數(shù)據(jù)方面，同樣面臨很多科學(xué)問題。陳潤生表示：“大數(shù)據(jù)分析人員最頭疼的是，從大數(shù)據(jù)中挖掘共同疾病中不同個(gè)體的特異性，以及不同疾病中群體所具有的共性。”例如對特殊腫瘤的研究，能取得的樣本只有幾十個(gè)或者幾百個(gè)。用這樣少的樣本體系，去評估一個(gè)人群的疾病特征，就是一個(gè)不完備的數(shù)學(xué)問題。不僅如此，由于腫瘤、心腦血管疾病等都是多基因疾病，所取樣本中患者的基因變異不完全相同。如何對類似的“大數(shù)據(jù)、小樣本”進(jìn)行分析，找出其中的數(shù)學(xué)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診療？這就需要建立新的數(shù)學(xué)模型以及理論分析體系。 
　　正因?yàn)槿祟惿膹?fù)雜性，在《細(xì)胞》雜志2014年3月為紀(jì)念創(chuàng)刊40周年發(fā)行的專輯中，美國著名腫瘤生物學(xué)家R.Weinberg發(fā)表題為《完整的循環(huán)——從無盡的復(fù)雜性到簡單性再回到復(fù)雜性》的評論文章指出，過去40年里，從事腫瘤研究的科學(xué)家，從最初面對無數(shù)難以理解的病理現(xiàn)象的困惑，到樹立還原論必勝的信念，再到最近幾年重新面對腫瘤這個(gè)疾病的無盡復(fù)雜性。