《自然》(Nature)雜志英文版日前發(fā)表文章稱(chēng),要想把靶向療法用于更多患者,需要將基因組數據與臨床數據相整合,讓這些信息能夠被廣泛接入。
10個(gè)月前,來(lái)自新澤西的一位76歲尿道癌晚期患者的醫生們決定為她嘗試一種非傳統療法。幾周前,他們把這位患者的腫瘤樣本發(fā)給威爾康奈爾醫學(xué)院(WeillCornellMedicalCollege)精準藥物(PrecisionMedicine)研究所?;驕y序數據顯示,她擁有比正常人更多的HER2基因副本。
經(jīng)過(guò)多年的手術(shù)、化學(xué)療法和放射療法治療失敗后,醫生們決定在治療方案中加入赫賽汀(Herceptin,注射用曲妥珠單抗)。赫賽汀通常用于治療轉移性乳腺癌,但它是針對HER2變異來(lái)解決問(wèn)題。服藥后,這位患者的病情顯著(zhù)改善。
基因測序技術(shù)極大地提高了發(fā)現導致腫瘤惡化的基因變異的可能性,但同時(shí),由此而產(chǎn)生的海量基因數據又很少被利用,因為它們并未與臨床數據相整合,如家族病史。此外,當前的基因組數據通常以文檔形式存在,不容易被搜索、共享,而且許多醫生都讀不懂。
用于癌癥治療的精準藥物要想達到美國總統奧巴馬(BarackObama)和其他人所預期的成功水平,這些基因測序數據必須實(shí)時(shí)地與患者相連接。我們需要將基因組數據和臨床數據相整合,以易于搜索的形式提供給醫療和研究人員。”中央數據銀行”的原型正展示出其極大潛力,但這需要進(jìn)行持續地投資。
復雜的記錄
臨床醫生已經(jīng)習慣于評估來(lái)自于常規化驗結果中的20~50項健康指標,如血糖水平等。這些數據很容易被整合到患者的電子健康記錄中,但基因組數據遠比這復雜得多。
為便于了解基因組數據的規模,我們以始于2005年的對致癌突變進(jìn)行分類(lèi)的美國”癌癥基因組阿特拉斯”(TheCancerGenomeAtlas)項目為例,將2.5PB(1PB等于1000TB)的數據從一臺計算機服務(wù)器轉移到另一臺需要25天的時(shí)間。
極其復雜的基因組數據報告很少以電子形式存在,也很少與患者的基本信息相關(guān)聯(lián)。國際癌癥基因組協(xié)會(huì )(ICGC)對近14000位患者的腫瘤樣本進(jìn)行了全基因組檢測,發(fā)現了近在全基因組范圍內的約1300萬(wàn)基因變異。但除了基因變異,還有其他大量因素影響著(zhù)一位患者是否適合接受某種治療方案。但遺憾的是,在ICGC項目中,或許多其他類(lèi)似項目,只擁有極少量的臨床數據,如腫瘤的類(lèi)型和尺寸等。
2013年,威爾康奈爾醫學(xué)院和特倫托大學(xué)(UniversityofTrento)綜合生物學(xué)中心的計算生物學(xué)家們啟動(dòng)了一個(gè)試驗項目,研究將基因組數據與臨床數據實(shí)時(shí)連接的可行性。到目前為止,我們已經(jīng)為250位患者創(chuàng )建了易于閱讀的報告。
每份報告都帶有一個(gè)條形碼,允許患者根據需求去除個(gè)人身份信息或重新添加個(gè)人身份信息,這些數據能輕松整合到威爾康奈爾醫學(xué)中心的電子健康記錄系統中。數據包括臨床數據(家族病史和藥物使用等),和基因變異信息等。我們發(fā)現,90%多的患者帶有一種基因變異,能夠對一種已知藥物做出響應,只有不到10%的患者適合參與臨床試驗。
要拓展其實(shí)用性,這些數據需要在行業(yè)機構內共享。以當前調查抗癌藥物Neratinib的有效性和安全性(針對HER2或EGFR3基因變異所導致的腫瘤惡化患者)為例,除了肺癌患者,這些基因變異的頻率在1%~6%之間,這意味著(zhù)要獲得II期臨床實(shí)驗所需要的患者數量,就需要從多個(gè)醫學(xué)中心征募。在各機構之間共享數據能夠極大地解決類(lèi)似的臨床征募問(wèn)題。而當前,要解決該問(wèn)題主要通過(guò)口口相傳,這是個(gè)緩慢的過(guò)程。
但是,要實(shí)現這種數據共享水平也不是一件容易的事情。在美國,許多電子健康記錄系統并不兼容,在各機構之間轉移患者記錄是一件相當困難的事情。
數據數字化
目前,已經(jīng)有一些努力試圖來(lái)解決該問(wèn)題,創(chuàng )建數字醫療數據標準。以非營(yíng)利性機構紐約市臨床數據研究網(wǎng)絡(luò )(NYC-CDRN)為例,該機構將22家業(yè)內機構聚集在一起,共同書(shū)寫(xiě)和管理臨床數據。
16個(gè)月后,NYC-CDRN已創(chuàng )建了600多萬(wàn)份文檔,包含數十萬(wàn)個(gè)數據點(diǎn),從簡(jiǎn)單的血鈣水平到磁共振成像掃描結果。其最終目標是在數據庫中整合基因數據。對于私有醫療保險體系的國家,這種中心化、用于共享、可搜索的患者數據庫尤為重要。
通過(guò)精準藥物治療癌癥的前景已經(jīng)很明朗。例如,針對BRAF(V600E)突變(存在于60%的黑色素腫瘤患者)和IDH1或IDH2突變(存在于80%的腦瘤患者)的靶向藥物已經(jīng)被批準,或正在進(jìn)行5期或6期臨床試驗,雖然像大多數靶向治療一樣,抗藥性仍是一個(gè)很大的問(wèn)題。在法國多個(gè)研究機構進(jìn)行的一項大規模的精準藥物臨床試驗中,在所征募的708位患者中,已經(jīng)有141位患者與靶向治療相匹配。
資金問(wèn)題
與此同時(shí),這種”精準”療法也引發(fā)了一些問(wèn)題。關(guān)于患者的更多信息被包含在中央數據庫中(這一點(diǎn)對精準藥物的長(cháng)期成功至關(guān)重要),但要確保這些信息的”匿名化”是件困難的事情。對于自己的健康數據,患者擁有哪些權利呢?這些數據能在國際上共享嗎?由誰(shuí)來(lái)管理和維護該中央數據庫呢?由誰(shuí)來(lái)支付相關(guān)費用呢?
NYC-CDRN項目已經(jīng)花費了700萬(wàn)美元,由于所收集的信息越來(lái)越多,每年的成本還將繼續增長(cháng)。當前針對癌癥患者的靶向治療每年的成本一般超過(guò)10萬(wàn)美元,而大部分患者的生命只被延長(cháng)幾個(gè)月時(shí)間。如果這樣(僅延長(cháng)患者幾個(gè)月的壽命),還有必要在繼續研究準藥物嗎?是不是應該規定,至少能延長(cháng)患者壽命一年的藥物研究才能得到支持?
讓事情變得更復雜的是,許多藥物的真正價(jià)值只有在被FDA批準后才能體現出來(lái)。以Herceptin藥物為例,最初被FDA批準時(shí),它只能延長(cháng)轉移性乳腺癌患者壽命幾個(gè)月時(shí)間。但經(jīng)過(guò)長(cháng)期的使用后發(fā)現,它能提高乳腺癌早期患者長(cháng)期生存的機會(huì )。
如今,已經(jīng)有一些機構開(kāi)始對精準藥物的研發(fā)做出指導。在英國,國家健康與護理優(yōu)化研究院(NICE)對不同類(lèi)型的乳腺癌基因測試數據的有效性進(jìn)行了評估。2013年,NICE推薦了oncotypeDX研究項目用于臨床,而其他三個(gè)項目(MammaPrint、IHC4和Mammostrat)被建議僅用于研究目的,因為還沒(méi)有足夠的證據表明其有效性。
精準醫療有許多理由讓我們期待,但真正要把它從基因數據層面變成針對癌癥的靶向療法,還需要我們做出許多艱難的決定,付出艱辛的努力和昂貴的成本,來(lái)創(chuàng )建一個(gè)共享、可搜索的數據庫。