基因检测、健康管理与个性化医疗的产业应用前景 上海华大博科生物医学科技有限公司（311006） 唐 琳 孙健冬
基因组医学与个体化医疗2003年，全世界的生物医学领域的科学家们都投身于一场举世瞩目的盛大庆典中，这就是DNA双螺旋结构发现50周年。同年，与“曼哈顿计划”、“阿波罗计划”齐名的“人类基因组计划”也宣告顺利完成。科学家们第一次得以在基因组水平上对人类自身——特别是疾病的发生——开始深入的研究。“基因组医学”从此诞生，这预示着一场将人类基因组和临床医学实践相结合的革命。世界卫生组织预测，在20年之内，基因组医学将在发达国家得到很大的发展。而科学家预计，到2050年，一个较全面、完整的以基因组医学为基础的医疗实践和卫生保健体系将有可能在发达国家成为标准和规范应用。
从1865年孟德尔第一次提出遗传法则，到20世纪初孟德尔遗传法则被重新认识；从DNA为遗传物质基础的研究确立，到DNA结构确定、遗传代码阐明；从DNA重组技术的发展，到自动化程度日益提高的DNA测序技术的建立；……一切都为20世纪九十年代人类基因组计划（HGP）的启动奠定了基础。在完成了人类基因组计划、积累了大量数据之后，科学家们面临的挑战是利用人类基因组计划的巨大潜力去改善人类的健康状况并使人类更好地生存，探索出一条造福人类健康的崭新途径。
人类遗传学的一大进步是把性状和单个基因联系起来。众所周知，基因以及基因产物并非是单独起作用的，而是参与在复杂的、相互联系的通路、网络和分子系统中。大部分表型，例如普通疾病和对药物的不同反应，都是由更复杂的原因所致，包括多种遗传因素（基因及其产物）以及非遗传因素（环境因素）的交互作用。HGP以及基因组学其他最近及预期的研究成果，有助于我们了解遗传因素在人类健康和疾病中的角色，精确确定非遗传因素，并迅速将新发现用于疾病的预防、诊断和治疗。例如，鉴定基因及其路径在健康和疾病中的角色，测定它们与环境因素之间的关系；发展、评价以及应用以基因组为基础的诊断方法来预测对疾病的易感性，预测药物反应，疾病的早期诊断，疾病在分子水平上的精确分类；开发和应用促进基因组信息转化成治疗进步的方法等等。
因此，基因组医学的进展将推动人们发展相应的基因组研究方法，对人类基因组可遗传变异进行更为深入细致的全面描述和分析。众多因素致使破译基因在人类健康和疾病中的作用变得十分艰难，比如从生物角度确定基因型，定性、定量地鉴别环境因素的影响，产生足够的、有用的基因型信息的技术障碍，还有对人进行研究的困难性。但是这个问题是可以通过横向的基因组技术的大力发展来解决。目前，科学家们建立起一套人类基因常见差异的细目，包括单核苷酸多态性（SNPs），小的缺失和插入，以及其他结构上的不同；并致力于寻找不同表型与DNA序列的变异之间的关联。2002年，一个公共协作项目——国际HapMap计划启动，它的目的是建立人类基因组的不均衡联接模式和单体型，用来鉴定携带大量这些模式的遗传变异信息的SNPs，从而使更广泛的遗传关联性的研究成为可能；它可以用于各种人口、各种相关疾病的全基因组水平上的遗传性研究，同时还可用于提高测序和基因型技术使这种研究成为可能。因此，HapMap和SNPs将会揭示基因差异与疾病的关系，架起联结人类健康与疾病差异的桥梁，也将极大程度推动对一般疾病的遗传机制和药物基因组学的研究。
基因检测与个体化用药“逢药三分毒”这句老话暗示任何一种药物都会有或多或少的副作用。虽然患者们都希望治疗时能“药到病除”，但实际上药物副作用对一些患者造成的伤害，有时候远远大于药物本身的治疗作用。不同患者对于同一药物的不同反应是临床治疗所关注的一个重要问题。据粗略估计，对于一种特定的药物而言，只有三分之一的医生处方真正是“对症下药”、“妙手回春”，使得患者从中受益；剩下的三分之二，要么是药物无效，要么是药物给患者带来了难以忍受的毒副作用。
据统计资料显示，美国每年约有10万人死于药物不良反应，约220万人虽然性命没有受到威胁，却也承受着药物不良反应带来的毒副作用。全世界每年死亡的人中有1/3死于用药不当；而我国每年有近20万人死于药品不良反应、250万人次因用药不当而住院；因用药失误而急救的人占急救总数的10%。药物不良反应成为除了癌症、脑溢血和心脏病外的第四大死因。出现药物副作用的风险使得医生在对病人进行“行之有效”的治疗方法时慎而又慎。
造成药物副作用的机理有许多，其中一种原因是由于药物本身（或其代谢物）在人体内的停留时间太长（代谢过慢），从而对人体造成毒害。
绝大部分的药物反应个体差异是由遗传因素造成的。人类基因组计划的深入研究表明，人体内的若干个基因与三百种多种常见处方药物（阿司匹林、安定、扶他林、芬必得、百忧解、咖啡因、各种抗生素……；牛黄、金银花等各种中药……）在人体内的代谢密切相关。 对于不同人的基因有不同版本，导致有些人的身体对特定药物的代谢能力不同，从而直接影响药物疗效和毒副作用的强弱——若药物在体内代谢较慢，代谢产物不易排出体外，容易积聚而引起药物性肝炎，严重者则药物中毒死亡；若药物在体内代谢过快，使得疗效降低或者常规剂量无效，延误病情，而增加剂量则可能导致用药过量引起的药物性肝炎或药物中毒。约10－25%（不同的基因比例不同）的中国人体内的药物代谢基因为慢型，因而对特定药物代谢可能特别慢，造成代谢产物堆积，产生药物性肝炎或药物中毒等不良反应。
在众多的预测性基因检测项目种，最引人注目且最具有实际应用意义的是“药物基因型检测”。这项检测主要用于预测个人将对某种（些）特定的药物产生怎样的反应，药物的有效性、敏感性和副作用情况如何。利用这些检测方法，即能够优选出最佳的治疗方法，裁剪出个体化的给药方案，实现“个体化用药”。不仅如此，它们还有助于减少临床用药不当的情况，提高疗效，降低医疗费用。吃什么药管用、吃多少药合适等问题将不再是问题。根据每个人的基因情况，医生可以预测各种药物的效应，并“量体裁衣”式地对病人合理用药。
美国精神病学和心理学教授戴维•姆拉泽克博士说：“十年之内，药物基因检测将成为新生儿接受的一个常规程序。人们将像知道自己的血型一样，很容易知道自己哪些药物应该谨慎使用。一个简单化了的个体化医学的理想是，在不远的将来，病人就医时随身带上一张智能卡，上面除了姓名、性别、年龄、生活史等常规资料外，还存储着与药物代谢以及与疗效有关的各种基因型资料。”
预测医学领域的基因检测药物基因组学的基因检测在个性化医疗方面可用于预测疾病的敏感性和药物反应，对药物的成功治疗或其负作用做出预测，可以很快地转化到临床；疾病的早期诊断、检验以及分子分类，同样为患者的个性化医疗带来极大希望。同样，发现影响患病风险的基因差异可以潜在地应用于个体化的预防医学，包括饮食、运动、生活方式和药物影响，从而使人最大程度地保持健康，这就是预测医学的应用范畴了。
由于许多疾病是与体内某些基因的特殊类型有密切的关系，那么通过检测人们体内这些跟疾病相关的基因类型（可称之为疾病风险基因或者易感基因），就可以评估其未来健康趋势。目前已经证明有五千多种疾病分别与单个基因的遗传有确切关系；还有许多像癌症或者老年痴呆、糖尿病、高血压等中老年人的常见病，分别与多个基因的遗传相关。例如高血压，国内调查发现，父母一方有高血压，其子女高血压患病率为28.3%；父母双方均有高血压，其子女的患病率为46%；父母双方均无高血压，其子女的患病率仅为3.1%。因此，高血压患者的子女就可以尽早通过调整生活环境、生活习惯，针对性地避免高血压病的诱发因素，重点预防并最终避免高血压及其并发症的发生。
打个形象的比方，疾病就像是人生道路上的陷阱，人们有必要了解这些的“陷阱”的位置以及如何绕行；而基因检测就好比在这些“陷阱”旁插上危险标记，让人们可以清楚地知道危险所在的位置，迅速调整路线，绕开这些“地雷”，有效地避免疾病。
因此，预测医学领域的基因检测将成为“基因组医学”成果开发和应用的开路先锋。目前，预测性基因检测主要针对严重危害人类健康的四大“杀手”——出生缺陷和遗传病、肿瘤和癌症、心脏和心脑血管疾病和药物不良反应。在这些重大疾病发生发展的早期运用基因检测进行分子遗传病理分析，是基因组医学进入以预测、预防为主的个体化医疗时代的重要基础。
传统医学的关注点在疾病本身，只要是临床症状吻合，就确诊为某种疾病，如何用药和如何处置有一整套对应的方案。在基因组医学时代，疾病被认为是体内基因和外界环境（包括生活环境、生活习惯、生活方式等）互相“不匹配”的结果；疾病的发生原因因人而异，治疗方案也不能千篇一律。基因组医学倡导“个体化医疗”，要根据每个人的遗传状况（基因的类型）来判定发病原因和制定用药方案。预测医学的基因检测技术最激动人心之处在于基因与医疗的交叉，这是“个体化医疗”的直接应用。当然，预测性基因检测并非“救命稻草”，主要是为消费者的健康上一道保险。它好比坐车时系安全带，艳阳高照时涂防晒霜一样，是一个积极的健康保健措施。
基因检测与健康管理“健康管理”与私人医生服务在美国等发达国家已经是非常成熟的行业。健康管理公司主要通过为客户提供体检、健康评估、健康方案、跟踪随访等方式，减少客户的患病风险，提高客户的健康素质和生活质量，同时也降低了社会整体医疗费用的支出额度。不论是国内还是国外，健康管理服务的核心和灵魂都是“个性化”。美国的私人医生服务就是“个性化医疗”的直接体现。谁都不愿意拿到一份千篇一律的所谓“健康指南”，谁都希望自己能够受到与众不同的关注与重视，谁都愿意接受一份为自己“量身订做”的健康食谱或保健方案。问题关键在于，健康管理顾问怎么能够了解某个人的患病风险特点？怎么才能知道到底哪些保健方案和措施是对某个客户确实行之有效？如何有的放矢地给不同的客户直接而有效的健康辅导？预测医学及预测性基因检测将为健康管理师们提供一份个性化保健方案！
预测医学的出现与生物医学的发展密不可分，同时也是建立在临床医学、流行病学和循证医学基础上的一门新兴学科。哈佛大学公共卫生学院提出要“从遗传、生活习惯、饮食、生活环境、职业行为等方面出发，对身体状况进行跟踪预测、对疾病早期预警，并进行全方位的健康干预”的健康管理的新思路和理念。在影响人们身体健康的众多因素中，“遗传”被摆在了第一位。研究遗传风险信息如何应用于临床实践，这些信息如何影响健康战略和行为，以及这些信息如何影响健康结果及成本，一直被认为是基因组医学和预测医学的一个重要目标。例如，遗传风险信息可以通过以下几个步骤改善健康：1．个体获取基于基因组的有关其个人健康风险状况的信息；2．此人根据遗传风险信息制定个体化的预防或治疗方案；3．此人实施上述方案；4．这些将改善此人的健康状况；5．同时保健成本得以降低。
应该看到，预测医学的发展引导着21世纪的健康观念，越来越多的健康个体不再等到患病才到医院求治，而是积极防病、保持健康状态；据统计，医疗消费中健康人群的消费比重逐步提高，在疾病预防方面的投入产出比高达l∶20。预测医学将通过各种有效的生物医学技术对个人的健康状况进行检测与分析，评估身体的生理特征及可能的发展趋向，从而有针对性地提出预防及医学干预措施。例如，利用基因检测技术可以探测哪个基因异常、预测何时发病，健康管理顾问们得以为客户打造具有针对性的个性化保健方案。这是个性化医疗与预测医学的成功结合，也将改变目前疾病预防措施“千人一面”、盲目投入导致巨大的支出浪费的局面。
同时，在健康管理领域可以实现另一个重要研究，即遗传因素在维护良好健康中所起的作用。基因检测可以鉴定出那些在维护健康方面十分重要的遗传变异，尤其是那些在抵抗已知外部环境危险因素时产生的变异。一种有效的研究资源就是“健康种群”，一大群有着非凡健康的个体组成的流行病学上有意义的人群；可将他们与患病的人群进行比较，还可以集中研究他们的某些等位基因，这些等位基因使他们避免患上糖尿病、癌症、心脏病和阿尔采默氏症。另一种有希望的研究方法是对具有某种特定疾病高发病率的风险但却并不染上该疾病的人进行严格的遗传变异检测，如肥胖但却没有心脏病的吸烟者，或者是具有HNPCC突变但却没有结肠癌的人。
多元化的基因检测是21世纪基因组医学最重要工具之一，正在经历一场医学诊断的复兴和新生，并将在不断发展的个体化医疗中发挥举足轻重的作用。生物医学界专家推测，基因检测及其相关产业将会形成100亿元的市场，成为健康产业的一个重要分支，并带动健康产业进入一个新的阶段。科技部今年正式批准立项，设立《中国人口健康基因检测科学社会工程》项目，在全国范围开展基因检测工作。因为大力改善群众健康状况，是“以人为本”的重要体现，也是构建社会主义和谐社会的重要内容之一；而促进新的科学技术转化为人们的切实利益，也是“三个代表”重要思想的切实体现。
《黄帝内经》中有一段专门论述医学境界的文字：“圣人不治已病治未病”、“上医治未病，中医治欲病，下医治已病”。这段话明确指出，医学的最高境界就是在疾病没发生之前采取预防保健措施，这是“圣人”和“上医”所为。人们有理由相信，基因组医学将会引导现代医学不断进入上医的境界。
基因检测的国内外进展1994年美国率先在一些人群中开展肠癌基因筛检，1995年英国也开始实施一套全面的基因筛检制度。世界卫生组织估算2002年欧盟有超过70万人进行了基因检测实验。
在美国华盛顿大学开展的、由美国国家健康研究所出资的“基因检测”服务机构宣布：根据DNA已经发现人类1100多种疾病，比5年前增加了一倍。
2004年11月，世界卫生组织（WHO）在日内瓦举行的“卫生组织生物标准常设专家委员会”第55届会议上首次推出基因检测国际标准。这是基因检测史上的一个重要里程碑。
根据2004年美国疾病预防和控制中心曾发布的一份调查显示，2002年9月到2003年2月，亚特兰大和丹佛两个城市参加乳腺癌基因检测的消费者达到一万人，检测收入达300万美元……2004年美国已经有500多万人次接受基因检测，创造了30亿美元的产值。欧洲及其他发达国家和地区的基因检测工作也在迅速升温。
2005年2月，美国食品和药物管理局（FDA）批准了一项简单的基因检测，以预测个体如何代谢许多最常见的处方药。
2005年4月7日的世界卫生日，美国《华盛顿邮报》在头版披露，美国境内众多“未来健康预测中心”现在生意越来越好做！这些健康预测机构的工作人员根据人们提交的基因样本来推测某人未来一段时间内的身体状况走向，除了老年痴呆、糖尿病、肝脏疾病、血栓、乳腺癌等疾病的发生率外，医学遗传学专家们甚至还能预测出酗酒倾向等五花八门的内容。以往，研究人员通过问卷调查配合家族病史等资料来推测某人未来的健康发展状况。现在，人只要提供手指尖上的几滴血就能完成“预测”。现在，通过基因检测可以提前发现高达1100多种疾病的潜在发病风险。
英国Sciona公司已于2004年12月率先将人类基因检测服务作为商品摆在了伦敦“BodyShop”化妆品连锁店的柜台上，这一名为“你与你的基因”的服务项目一经推出，旋即在欧洲引发了广泛的关注。
欧美国家的健康管理公司与基因检测公司一直以来都是携手并进的合作伙伴。基因检测公司为健康管理公司的客户们从基因水平分析疾病风险；健康管理顾问为基因检测的客户定制健康食谱和保健方案等后续服务。
参考文献：(略)
