Nature：基因组与临床数据整合，推动癌症领域精准医疗
2015-05-18 奇点网 奇点网
《自然》(Nature)杂志日前发表文章称，要想把靶向疗法用于更多患者，需要将基因组数据与临床数据相整合，让这些信息能够被广泛接入。10个月前，来自新泽西的一位76岁尿道癌晚期患者的医生们决定为她尝试一种非传统疗法。几周前，他们把这位患者的肿瘤样本发给威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medical College)精准医疗研究所。基因测序数据显示，她拥有比正常人更多的HER2基因
10个月前，来自新泽西的一位76岁尿道癌晚期患者的医生们决定为她尝试一种非传统疗法。几周前，他们把这位患者的肿瘤样本发给威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medical College)精准医疗研究所。基因测序数据显示，她拥有比正常人更多的HER2基因拷贝。
经过多年的手术、化学疗法和放射疗法治疗失败后，医生们决定在治疗方案中加入赫赛汀(Herceptin，注射用曲妥珠单抗)。赫赛汀通常用于治疗转移性乳腺癌，但它能针对HER2变异来解决问题。服药后，这位患者的病情显著改善。
基因测序技术极大地提高了发现导致肿瘤恶化的基因变异的可能性，但同时，由此而产生的海量基因数据又很少被利用，因为它们并未与临床数据相整合，如家族病史。此外，当前的基因组数据通常以文档形式存在，不容易被搜索、共享，而且许多医生都读不懂。
复杂的记录
临床医生已经习惯于评估来自于常规化验结果中的20~50项健康指标，如血糖水平等。这些数据很容易被整合到患者的电子健康记录中，但基因组数据远比这复杂得多。
为便于了解基因组数据的规模，研究人员以始于2005年的对致癌突变进行分类的美国“癌症基因组图谱”(The Cancer Genome Atlas)项目为例，将2.5PB的数据从一台计算机服务器转移到另一台需要25天的时间。
极其复杂的基因组数据报告很少以电子形式存在，也很少与患者的基本信息相关联。国际癌症基因组联盟(ICGC)对近14000位患者的肿瘤样本进行了全基因组检测，发现了近在全基因组范围内的约1300万基因变异。但除了基因变异，还有其他大量因素影响着一位患者是否适合接受某种治疗方案。但遗憾的是，在ICGC项目中，或许多其他类似项目，只拥有极少量的临床数据，如肿瘤的类型和尺寸等。
2013年，威尔康奈尔医学院和特伦托大学(University of Trento)综合生物学中心的计算生物学家们启动了一个试验项目，研究将基因组数据与临床数据实时连接的可行性。到目前为止，已经为250位患者创建了易于阅读的报告。
每份报告都带有一个条形码，允许患者根据需求去除个人身份信息或重新添加个人身份信息，这些数据能轻松整合到威尔康奈尔医学中心的电子健康记录系统中。数据包括临床数据(家族病史和药物使用等)，和基因变异信息等。研究发现，90%多的患者带有一种基因变异，能够对一种已知药物做出响应，只有不到10%的患者适合参与临床试验。
要拓展其实用性，这些数据需要在行业机构内共享。以当前调查抗癌药物Neratinib的有效性和安全性(针对HER2或EGFR3基因变异所导致的肿瘤恶化患者)为例，除了肺癌患者，这些基因变异的频率在1%~6%之间，这意味着要获得II期临床实验所需要的患者数量，就需要从多个医学中心征募。在各机构之间共享数据能够极大地解决类似的临床征募问题。
但是，要实现这种数据共享也不是一件容易的事情。在美国，许多电子健康记录系统并不兼容，在各机构之间转移患者记录是一件相当困难的事情。
数据数字化
目前，已经有一些努力试图来解决该问题，创建数字医疗数据标准。以非营利性机构纽约市临床数据研究网络(NYC-CDRN)为例，该机构将22家业内机构聚集在一起，共同书写和管理临床数据。
16个月后，NYC-CDRN已创建了600多万份文档，包含数十万个数据点，从简单的血钙水平到磁共振成像扫描结果。其最终目标是在数据库中整合基因数据。对于私有医疗保险体系的国家，这种中心化、用于共享、可搜索的患者数据库尤为重要。
16个月后，NYC-CDRN已创建了600多万份文档，包含数十万个数据点，从简单的血钙水平到磁共振成像扫描结果。其最终目标是在数据库中整合基因数据。对于私有医疗保险体系的国家，这种中心化、用于共享、可搜索的患者数据库尤为重要。
通过精准医疗治疗癌症的前景已经很明朗。例如，针对BRAF(V600E)突变(存在于60%的黑色素肿瘤患者)和IDH1或IDH2突变(存在于80%的脑瘤患者)的靶向药物已经被批准，或正在进行5期或6期临床试验，虽然像大多数靶向治疗一样，抗药性仍是一个很大的问题。在法国多个研究机构进行的一项大规模的精准医疗临床试验中，在所征募的708位患者中，已经有141位患者与靶向治疗相匹配。
资金问题
与此同时，这种”精准”疗法也引发了一些问题。关于患者的更多信息被包含在中央数据库中(这一点对精准医疗的长期成功至关重要)，但要确保这些信息的”匿名化”是件困难的事情。对于自己的健康数据，患者拥有哪些权利呢？这些数据能在国际上共享吗？由谁来管理和维护该中央数据库呢？由谁来支付相关费用呢？
NYC-CDRN项目已经花费了700万美元，由于所收集的信息越来越多，每年的成本还将继续增长。当前针对癌症患者的靶向治疗每年的成本一般超过10万美元，而大部分患者的生命只被延长几个月时间。如果这样(仅延长患者几个月的寿命)，还有必要在继续研究准药物吗？是不是应该规定，至少能延长患者寿命一年的药物研究才能得到支持？
让事情变得更复杂的是，许多药物的真正价值只有在被FDA批准后才能体现出来。以Herceptin药物为例，最初被FDA批准时，它只能延长转移性乳腺癌患者寿命几个月时间。但经过长期的使用后发现，它能提高乳腺癌早期患者长期生存的机会。
如今，已经有一些机构开始对药物的研发做出指导。在英国，国家卫生与临床优化研究所(NICE)对不同类型的乳腺癌基因测试数据的有效性进行了评估。2013年，NICE推荐了Oncotype DX研究项目用于临床，而其他三个项目(MammaPrint、IHC4和Mammostrat)被建议仅用于研究目的，因为还没有足够的证据表明其有效性。
精准医疗有许多理由让我们期待，但真正要把它从基因数据层面变成针对癌症的靶向疗法，还需要我们做出许多艰难的决定，付出艰辛的努力和昂贵的成本，来创建一个共享、可搜索的数据库。
原始出处：
Rubin MA.Health: Make precision medicine work for cancer care. Nature. 2015 Apr 16;520(7547):290-1.
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#Nat#
23
这篇文章有一定深度
124
是一篇不错的文章
121
不断探索
115
#临床数据#
31
患者愿意尝试，医生敢于探索！！！
131
#精准#
18
貌似合理，其中仍有很多不合理，继续探索
173
这个故事讲得好
49