王擁軍

2015年1月20日晚上，美國首都華盛頓，總統(tǒng)奧巴馬發(fā)表了就任以來每年一度的國情咨文，這是他在總統(tǒng)職位上最后兩年的愿望清單。在眾多清單中，有一個(gè)和醫(yī)療相關(guān)的詞語立即吸引了全世界的注意力，這就是精準(zhǔn)醫(yī)療（precision medicine）（圖1）。

圖1 奧巴馬啟動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃

精準(zhǔn)醫(yī)療是指直接針對(duì)疾病主因的精確缺陷（precise defect）來抑制功能紊亂，甚至是恢復(fù)正常功能。能夠了解疾病主因的精確缺陷，這主要得益于基因技術(shù)和蛋白質(zhì)生物化學(xué)技術(shù)。這些技術(shù)能讓我們識(shí)別疾病，然后根據(jù)疾病主因的精確缺陷將其劃分為亞組，也就是分層（圖2）。

圖2 精準(zhǔn)醫(yī)療

奧巴馬預(yù)計(jì)在2016年投入2.15億美元用于精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃。其中1.3億美元投入美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health，NIH）用于總規(guī)模為100萬以上志愿者參與的長期研究，采集這些人的服用藥物、生理狀況和基因等資料，建立數(shù)據(jù)庫作為研究的基礎(chǔ)。1000萬美元投入食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA），用于建立精準(zhǔn)醫(yī)療研究和管理的數(shù)據(jù)庫。7000萬美元投入NIH腫瘤研究所，用于建立從個(gè)人基因組中確定腫瘤相關(guān)突變的標(biāo)志，這將可作為治療靶點(diǎn)。500萬美元給健康和人類服務(wù)局，用于開發(fā)新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和保密技術(shù)。

精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃一經(jīng)推出，就受到世界各國的高度關(guān)注。當(dāng)然，也有一些非議，最大的不同聲音是認(rèn)為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)只是一個(gè)老概念的新包裝，沒有什么新奇。精準(zhǔn)醫(yī)療就是過去的個(gè)體化醫(yī)療（personalized medicine），最多也就是個(gè)體化醫(yī)療本身的發(fā)展，用新的包裝只是更容易拿到預(yù)算。這個(gè)計(jì)劃沒有新的手段，只是新的概念。

概念和手段在科學(xué)革命中的作用孰輕孰重，一直有不同的說法。最近，讀了一本英裔美國文學(xué)家和數(shù)學(xué)物理學(xué)家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）（圖3）的一本書——《想象中的世界（Imagined Worlds）》（圖4），看到了其中一段頗有啟發(fā)的話：

圖3 弗里曼·戴森（Freeman Dyson）

圖4 《想象中的世界》

“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（New directions in science are launched by new tools much more than by new concepts. The effect of a concept-driven revolution is to explain old things in new ways. The effect of a tool-driven revolution is to discover new things that have to be explained.）”。

腦動(dòng)脈狹窄的非藥物治療正是在工具和理念的糾結(jié)之中進(jìn)行摸索，以解除狹窄和閉塞導(dǎo)致的血流動(dòng)力學(xué)障礙為目的的治療研究經(jīng)歷了一次又一次的失敗，先是顱內(nèi)外旁路手術(shù)，之后又是支架治療。治療失敗的典型案例是來自于2013年公布的支架和強(qiáng)化藥物治療預(yù)防顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄患者卒中復(fù)發(fā)（Stenting versus Aggressive Medical Therapy for Intracranial Arterial Stenosis，SAMMPRIS）試驗(yàn)（圖5）[1]，明明動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)障礙，而介入治療可以確切地解除血流動(dòng)力學(xué)障礙，為何結(jié)果是無效的呢？有關(guān)SAMMPRIS研究的爭(zhēng)議此起彼伏，其中一個(gè)聲音是過去所有的試驗(yàn)都是基于狹窄率，以解剖為基礎(chǔ)，而血流動(dòng)力學(xué)是生理學(xué)概念，由于腦血管存在儲(chǔ)備能力，狹窄率和血流動(dòng)力學(xué)障礙之間不存在肯定的因果關(guān)系，解剖不等于生理。

圖5 支架和強(qiáng)化藥物治療預(yù)防顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄患者卒中復(fù)發(fā)（SAMMPRIS）試驗(yàn)

事實(shí)上，心臟的介入治療也面臨同樣的問題。為了能夠基于生理學(xué)變化選擇患者，1993年Nico Pijls（圖6）提出了通過壓力測(cè)定推算冠狀動(dòng)脈血流的新指標(biāo)——血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）[2]。經(jīng)過長期的臨床研究，F(xiàn)FR已經(jīng)成為冠狀動(dòng)脈狹窄功能性評(píng)價(jià)的一個(gè)公認(rèn)指標(biāo)（圖7）?；贔FR理論，啟動(dòng)了一系列臨床試驗(yàn)，最為著名的試驗(yàn)是多支血管病變?cè)u(píng)估研究:血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)vs血管造影（Fractional Flow Reserve versus Angiography for Multivessel Evaluation，F(xiàn)AME）（圖8）。這些研究改變了冠狀動(dòng)脈介入治療的理論基礎(chǔ)，也改變了臨床實(shí)踐。

2014年11月26日，美國FDA批準(zhǔn)了一款無創(chuàng)的FFR測(cè)定方法，這個(gè)方法基于計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）的圖像，通過云計(jì)算得到FFR，這款由HeartFlow公司研發(fā)的軟件使得基于生理學(xué)的冠狀動(dòng)脈狹窄治療的臨床實(shí)踐大大向前推進(jìn)一步，使得絕大多數(shù)患者可以在生理指標(biāo)指導(dǎo)下進(jìn)行臨床決策（圖9～10）。

圖6 血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)概念的奠基人Nico Pijls

圖7 血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)的概念

圖8 基于血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)理論的FAME試驗(yàn)

圖9 HeartFlow公司及其首席執(zhí)行官John Stevens博士

這個(gè)在冠狀動(dòng)脈疾病中成功的范例一定會(huì)在腦血管病實(shí)踐中重演，那么未來腦動(dòng)脈狹窄的治療決策將會(huì)煥然一新，介入治療的價(jià)值將會(huì)在新的理論指導(dǎo)下重新得到評(píng)價(jià)。為了這個(gè)夢(mèng)想，國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心和中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院聯(lián)合建立了一個(gè)新的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室——數(shù)字化腦血流動(dòng)力學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（圖11）。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的建立將會(huì)開啟腦血管病治療一個(gè)新時(shí)代的序幕。

沒有工具的概念是蒼白的，沒有概念的工具是冰冷的，基于工具的概念才能迎來新的科學(xué)時(shí)代。

圖10 無創(chuàng)云計(jì)算的冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)

圖11 數(shù)字化腦血流動(dòng)力學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

1 Derdeyn CP, Chimowitz MI, Lynn MJ, et al. Aggressive medical treatment with or without stenting in high-risk patients with intracranial artery stenosis(SAMMPRIS):the final results of a randomised trial[J].Lancet, 2014, 383:333-341.

2 Pijls NH, Van Gelder B, Van der Voort P, et al. Fractional flow reserve. A useful index to evaluate the influence of an epicardial coronary stenosis on myocardial blood flow[J]. Circulation, 1995, 92:3183-3193.