精准医疗与中国生物芯片

吕建华

美国总统奥巴马在2015年1月的国情咨文中再次发出了“精准医疗”的倡议。同年3月，中国成立了“精准医疗战略专家组”，国家卫生计生委和科技部多次召开会议论证，并将在2016年正式启动“精准医疗”计划。生物芯片技术作为中国的战略新兴产业，经过十多年的快速发展，已经成为实现精准医疗的强大支撑。

医学发展的一场变革

7500亿美元！这是美国咨询机构大观国际最新报告预测的8年后全球石化市场将达到的总价值。然而，这个数字也是美国医疗系统每年因不必要的治疗和无效治疗造成的浪费金额，相当于美国医疗总开支的30%。在中国，无效医疗耗费也不会是个小数。

老龄化、肿瘤、新生儿出生缺陷、心脑血管疾病……这些正在给世界的发展和人类健康带来沉重负担和严重威胁。按照美国国立卫生研究院（NIH）对“精准医疗”的定义，“精准医疗”是一个建立在了解个体基因、环境以及生活方式基础上的新兴疾病治疗和预防方法。作为分子诊断领域的生物芯片技术已经成为实现精准医疗的重要技术手段之一。

博奥生物集团有限公司总裁、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京院士解释，生物芯片技术就是把生物医学检测相关的材料，比如DNA、蛋白、细胞、组织等非常微小的材料，有序地放到芯片上去，或者在芯片上制作各种微流体的管道和反应池，形成像指甲盖、邮票大小的器件，用这些器件去检测人的体液，比如血液、尿液、唾液，以及环境中的一些微小物质。

首先，生物芯片一个非常重要的特点就是高通量，一张微阵列基因芯片上可以将人的近3万个基因相关探针全部放上去，因而可以准确发现任何一个基因的变化，大大提高了研究效率。其次，微流体芯片可以让很多手工操作实现完全自动化，能够极大提高工作效率。通过生物芯片技术，我们可以精准地找到很多决定疾病发生、发展、预后和治疗相关的基因型特征，从而做到精准诊断;同时我们也可以通过对疾病易感基因的检测实现疾病的精准预防。

防控出生缺陷

统计数据显示，中国平均每年有90万的新发出生缺陷病例，且近年呈现快速上升趋势。临床急需有效的出生缺陷防控技术投入应用。

中国现有听力残疾人2054万，其中0—6岁儿童超过80万人，约有60%以上的聋人是因为遗传因素导致。正常人中也有约5%的耳聋基因携带率，是造成成人后天聋和生育下一代聋儿的主要原因。迫于该严峻形势，需要尽快在全国范围内进行耳聋基因筛查。2009年，博奥生物自主研发出全球首款遗传性耳聋基因检测试剂盒，并顺利通过国家食品药品监督管理总局注册审批，为预防遗传性耳聋提供了最有效的方法。截至2015年12月，包括北京、成都、郑州、长春、新疆、南通、长治等在内的省、区、市已自发将耳聋基因筛查列入民生工程，超百万新生儿因此受益，其中3万多人避免了因错误用药导致的一针致聋。

除此之外，博奥生物基于生物芯片技术研发出用于防控出生缺陷的地中海贫血基因检测芯片、染色体异常基因检测芯片等产品也都是瞄准精准临床应用而来。其中，染色体异常基因检测芯片全面覆盖染色体重要区段，能有效检出染色体的微缺失、微扩增和杂合性缺失，一次检出509种致病性染色体异常，是全球范围内检测种类最全的产品。

应用疾病诊断

精准治疗的前提是精准诊断，生物芯片可以为各类疾病包括传染病、肿瘤、心脑血管等疾病的个性化治疗提供精准、快速、经济的检测，医生根据检测结果实现快速诊断并实施正确的治疗方案。实现精准医疗既减轻了患者的痛苦，又降低了不必要的医疗费用，同时延长了寿命。

据世界卫生组织2013年发布最新统计结果显示，在世界十大死因中下呼吸道感染（5.9%）位列第三位。肺炎作为全球传染性疾病最主要的死因之一，是儿童死亡的第一病因。经中国疾病预防控制中心2011年系统分析显示，中国大陆肺炎死亡率为184/10万人～1223/10万人。

在呼吸道感染治疗方面，针对细菌性的呼吸道感染，不同菌种致病在患者身上症状常常大同小异，常规主要采用听诊、问诊、试诊的方法，辅助生化指标分析、影像与超声分析等，根本无法对患者所感染的病原菌做出准确鉴定，无法对症给药，大多数临床治疗仍处于经验抗菌素应用阶段，广谱抗生素滥用现象非常严重。

博奥生物研发的呼吸道病原菌核酸检测试剂盒（恒温扩增芯片法）可以很好地用于定性检测下呼吸道感染的常见病原菌，以辅助临床诊断，该产品可以检测出肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌等13种病原菌，整个检验过程只需要2个小时左右，比传统细菌培养检测方法提高二十几倍。使用生物芯片技术快速准确地获得检测结果，可以大大降低患者不必要的身体损伤以及医疗费用。

结核病是全世界最主要的传染病之一。在中国，约有5.5亿人感染过结核分枝杆菌，是全球22 个结核病高负担国家之一。但由于诊断技术的缺陷，大量患者被误诊、漏诊。不仅如此，中国结核病耐药形势也异常严峻，是世界第一大结核耐药国。为解决这个难题，博奥生物研发出了一套结核病快速分子诊断系统。在第三军医大学西南医院就诊的一名40 岁女性结核病患者，是这个诊断系统的直接受益人之一。在被诊断为“椎体结核，伴脓肿、窦道形成”的情况下，赵女士常规用药治疗20天，然后进行手术清创。术后又连续常规用药2个月，但仍然发现伤口流脓。主治医生怀疑赵女士可能属于耐药结核，立即应用博奥生物的结核分枝杆菌耐药基因芯片进行检测，6小时后的检测结果显示患者对之前使用的“利福平/异烟肼”均耐药。主治医生及时对治疗方案做出调整后，赵女士病情出现明显好转，不久便康复出院。据了解，博奥生物已为中国构建了包括5项诊断产品的国际上最完整的结核病精准诊疗分子路径图。

有利防控慢性病

统计显示，中国已有糖尿病患者1.14亿，占全球糖尿病患病人数的1/4;心脑血管病的发病人数持续增加，其中仅高血压患者就有2.7亿;肺癌发病居全球之首，仅2014年新增癌症患者即达312万人。据世界银行预测，到2030年，人口迅速老龄化可能使中国慢性病负担增加40%;而慢性病防治占中国医疗费用的80%。

据《2012中国肿瘤登记年报》统计，中国每分钟就有6人被确诊为癌症，每天有8550人成为癌症患者。而且，中国的恶性肿瘤治疗生存率为30%，与日本的68%相比仍存在很大差距，其中一个主要原因是我们的预防体系不完善。程京院士曾提出，如果能够在现行医疗模式下，引入“治未病”体系，将心脑血管、糖尿病、肿瘤等重大疾病的筛查、超早期诊断和亚健康调理及时推向应用，将在很大程度上减少重大疾病的发生、缓解医疗压力、降低社会医疗成本，增加民众的幸福感，有助于早日实现全民健康和健康中国的建设。

程京院士一直倡导将中医和基因检测结合，做到未病先治。基于疾病预测的理论，中医将国人体质分为9种，其中8种偏颇体质容易生各种各样的病。相应地，博奥生物通过聚类分析基本实现了平和、阴虚和阳虚三种体质的客观准确分类，并为这些人群提供体质调理的基于中药的瓶装饮料。同样，对于“治未病”的理念，博奥生物基于医学遗传学，专门针对中国人群研发出了可预测人体13大类150多种疾病发病风险的基因检测产品—爱身谱?基因检测。如某客户通过博奥生物的爱身谱?基因检测发现自己肠癌患病风险很高，于是针对性地做了肠镜检查，找到癌前病变。通过简单的手术就避免了恶性肿瘤带来的身体伤害以及高额的治疗费用，同时延长了寿命。

以基因检测为例，一是可以通过基因芯片了解自己有哪些疾病易感基因，潜在患哪些病的风险高;二是可以科学地指导自己从小养成不利“已病”发生的良好生活习惯，以减少发病风险;三是对生活环境可能诱发的疾病有所防范;四是可提供细化到个人的安全、有效用药指导。

国家精准医疗战略专家组负责人强调：在新型医疗、诊断技术的应用和产业化中，国家应加大力度予以扶持，使具有中国特色的“精准医疗”方案处于国际领先位置！

在中国实现精准医疗虽然已有着科技创新技术和智力支持，但还需要物价、医保审批等相关部门配合。我们期待着精准理疗的理念和中国生物芯片更快地惠及全民健康。

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