基因科學(xué)催生精準(zhǔn)醫(yī)療

2015年年初，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講中宣布推出新的大規(guī)模研發(fā)項(xiàng)目“精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃”（Precision Medicine Initiative），同時(shí)提議國家投入2.15億美元進(jìn)行“百萬基因組測序計(jì)劃”，旨在通過數(shù)年時(shí)間，完成一百萬人的基因組測序，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，打通從基因組數(shù)據(jù)到臨床應(yīng)用的道路。這項(xiàng)計(jì)劃讓美國繼“人類基因組計(jì)劃”（human genome project， HGP）以后再次使人類醫(yī)學(xué)邁入一個新的時(shí)代。

基因科學(xué)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用誕生了精準(zhǔn)醫(yī)療。精準(zhǔn)醫(yī)療概念是2011年由美國國家科學(xué)研究委員會在《走向精準(zhǔn)醫(yī)療》這一報(bào)告中首次正式提出。2015年7月29日央視《朝聞天下》以“聚焦精準(zhǔn)醫(yī)療”為主題對精準(zhǔn)醫(yī)療做了一個老百姓通俗易懂的介紹。簡單來說，精準(zhǔn)醫(yī)療就是利用現(xiàn)代化的醫(yī)學(xué)手段為患者制定個性化的疾病預(yù)防和治療方案。

精準(zhǔn)醫(yī)療的目標(biāo)就是要為每個病人量身打造出最優(yōu)的治療方案，使療效最大化和副作用最小化。要達(dá)到這個目標(biāo)，需要從分子角度來尋找病因，簡單來說，需要對每個人進(jìn)行基因檢測。精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代標(biāo)志著基因檢測開始成為臨床診斷重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。

“精準(zhǔn)醫(yī)療”的另一個方向是“精準(zhǔn)藥物”，目的是為患者提供最有利的治療。開發(fā)新的有效藥物不僅花費(fèi)國家和企業(yè)巨額的資金，而且也面臨著諸多的問題，比如藥物針對的人群越來越有限，藥物研發(fā)周期越來越長等。這里需要通過基因檢測積累更多的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地開發(fā)藥物，也實(shí)現(xiàn)從基因?qū)用嫔狭私獠∫颉?/p>

“精準(zhǔn)醫(yī)療”創(chuàng)建了一個龐大的患者醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)信息庫。這個巨大的資源庫讓臨床的數(shù)據(jù)“有跡可循”，讓疾病的根源“有數(shù)可查”。研究人員能夠通過研究這些數(shù)據(jù)，進(jìn)一步了解疾病的根本原因，從而提出更合理和完善的治療和預(yù)防方案。臨床大數(shù)據(jù)的發(fā)展會促使健康預(yù)防行業(yè)進(jìn)入一個新的臺階。在我國人口基數(shù)如此龐大的基礎(chǔ)上，基因檢測在普通消費(fèi)者市場上的推廣能促使數(shù)據(jù)積累過程更加迅速。

精準(zhǔn)醫(yī)療的痛點(diǎn)不在“醫(yī)療”，而在“精準(zhǔn)”。因?yàn)獒t(yī)療是一個傳統(tǒng)問題，是一個需要時(shí)間積累和人工干預(yù)的過程。精準(zhǔn)醫(yī)療并沒有改變治療本身，原來怎么治療還怎么治療，只不過通過基因的檢測讓治療更有針對性。例如對腫瘤患者的用藥，精準(zhǔn)醫(yī)療并沒有改變藥的成分，也沒有改變醫(yī)生對癥下藥的方案，這里面的“醫(yī)療”并沒有發(fā)生改變，但是通過對患者的基因信息分析，可以幫助醫(yī)生精準(zhǔn)地選擇某種適合患者的藥物，從而達(dá)到療效的最大化。從這個層面上可以理解，精準(zhǔn)醫(yī)療使醫(yī)療實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化。

既然痛點(diǎn)不在于“醫(yī)療”，那么如何實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)”呢？這就是基因科學(xué)的歷史使命了。從人類基因組計(jì)劃籌備開始，“組學(xué)”的概念就被生物系統(tǒng)學(xué)家做了很多的研究。從整個生命領(lǐng)域的數(shù)據(jù)流來看，從最早的中心法則（信息流從DNA到蛋白質(zhì)的整個流動過程），到目前的系統(tǒng)生物學(xué)（信息網(wǎng)絡(luò)的形成），這些都是邁向“精準(zhǔn)”的過程。

迄今為止，我們的基因數(shù)據(jù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他“組學(xué)”所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這個過程推動了“精準(zhǔn)”的定位也慢慢向基因科學(xué)傾斜?；驍?shù)據(jù)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)需要使用基因測序技術(shù)，這個過程是實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)化成信息才能體現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值。在生物信息范疇里面，信息是經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，是能提供決策的有效數(shù)據(jù)。在這個定義范圍里面，大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息的過程，也是數(shù)據(jù)形成價(jià)值的過程。

信息需要人積累的經(jīng)驗(yàn)才能形成知識庫。從數(shù)據(jù)化到信息化，從信息化到知識化，這是精準(zhǔn)醫(yī)療的一個重要演變過程。每個發(fā)展階段的過渡，不僅僅能從科學(xué)的角度來分析，更重要的是能從科研產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)轉(zhuǎn)化的視野來看，這幾個階段實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)服務(wù)到產(chǎn)品，從數(shù)據(jù)到信息的飛躍。

基因檢測是精準(zhǔn)醫(yī)療的入口

現(xiàn)在整個IVD行業(yè)被奧巴馬的“精準(zhǔn)醫(yī)療”計(jì)劃催生得特別火熱，殊不知10年后，究竟誰能提供最先進(jìn)的檢測技術(shù)現(xiàn)在還不確定。華大醫(yī)學(xué)執(zhí)行總裁、華大股份執(zhí)行總裁尹燁在2015第二屆中國IVD產(chǎn)業(yè)投資與并購CEO論壇上曾這樣提到。

這里的IVD行業(yè)，指的是體外診斷行業(yè)（IVD， In-Vitro Diagnostics）。

國內(nèi)IVD行業(yè)主要細(xì)分為三塊：生化診斷、免疫診斷和分子診斷。除此以外，還有其他的細(xì)分如微生物診斷、尿液診斷、凝血類診斷、血液和流式細(xì)胞診斷等診斷方法。截止到2013年，全球的IVD試劑市場為466億美元，我國的IVD試劑市場在2014年為48億美元，同比增長20 %，前5年復(fù)合增長率17.98%，遠(yuǎn)高于國際市場同期增速。

一個行業(yè)市場的快速增長必然會帶來產(chǎn)業(yè)鏈的重新洗牌和政策的變動。

從國內(nèi)特有的IVD試劑市場來看，生化免疫兩塊占到了六成的市場份額，其中進(jìn)口試劑占到了很高的比例。主要原因還是在原料的供應(yīng)來源上面被國外的巨頭卡住了，在試劑上面的國產(chǎn)化無法避免被國外企業(yè)卡住生產(chǎn)原料，在儀器上面的情況又是如何的呢？

2012年，國產(chǎn)生化檢測儀器市場占有率已經(jīng)超過了進(jìn)口儀器。免疫診斷的儀器還處在國產(chǎn)替代進(jìn)口的過程中，但是勢頭很猛，僅2012年免疫診斷中相對高端的化學(xué)發(fā)光儀器的市場占有率也達(dá)到了54%。

遺憾的是，在分子診斷領(lǐng)域，無論是試劑還是儀器，我國的企業(yè)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)和研發(fā)。分子診斷是應(yīng)用分子生物學(xué)方法檢測患者體內(nèi)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平的變化而做出診斷的技術(shù)，其核心是基因診斷技術(shù)。

從基因診斷技術(shù)的類型來看，可以粗略分為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）、熒光原位雜交（FISH）、基因測序以及基因芯片技術(shù)。其中的PCR技術(shù)雖然只能檢測一個或多個基因，但是其操作簡單快速，在很多的醫(yī)院和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為了標(biāo)配。FISH主要應(yīng)用于細(xì)胞遺傳領(lǐng)域，如癌癥檢測、產(chǎn)前檢測等，精確度與靈敏度相對較低?；蛐酒某杀鞠鄬^低，檢測迅速、較為精準(zhǔn)?；驒z測技術(shù)隨著成本的不斷下降，慢慢成為分子診斷技術(shù)里面的獨(dú)角獸，隨著二代測序技術(shù)的進(jìn)步和推廣，未來會是發(fā)展勢頭最猛的檢測技術(shù)。

所以說基因檢測僅僅是市場占有率5%的分子診斷中被看好的一個技術(shù)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上主流。國內(nèi)目前基因檢測技術(shù)主要還是應(yīng)用在兩塊：無創(chuàng)產(chǎn)前DNA檢測和個體化用藥基因檢測。這兩塊都是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的“領(lǐng)頭羊”。

從產(chǎn)業(yè)鏈的上下游來看，一個處于成長期的行業(yè)，會出現(xiàn)比較明顯的高市場和高需求增長率。全球基因測序市場容量從2007年的794.1萬美元增至2013年的45億美元，6年復(fù)合年均增長率（CAGR）為33.52%。相比而言，2010年我國生化診斷試劑市場規(guī)模約為31.58億元，據(jù)長江證劵預(yù)計(jì)，2015年我國生化試劑市場規(guī)模將接近80億元，CAGR將達(dá)到15%左右。

可見基因檢測的發(fā)展迅速，但是一定不是“領(lǐng)頭羊”，只能充其量稱為“急行軍”。但是從未來精準(zhǔn)醫(yī)療的推進(jìn)速度來看，要實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)”，基因檢測是一個必不可少的技術(shù)，這里將會是一個實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)領(lǐng)域的入口。如果從投資部署來看，尋找一個與大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的輕資產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行投資，會是一個進(jìn)入精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域最快的方式。

傳統(tǒng)的IVD企業(yè)太重太貴，從產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成來看，實(shí)現(xiàn)從生化免疫診斷轉(zhuǎn)型到分子診斷，從傳統(tǒng)的分子診斷轉(zhuǎn)型到基因檢測，從基因檢測的科研服務(wù)轉(zhuǎn)型到臨床應(yīng)用，從臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)型到大健康終端市場，每一次的轉(zhuǎn)型都是“割肉”。在行業(yè)發(fā)展的過程里面，分工細(xì)分和平臺的出現(xiàn)，會讓轉(zhuǎn)型變得越來越難，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對傳統(tǒng)需要轉(zhuǎn)型的企業(yè)直接的侵入做法就是顛覆。傳統(tǒng)巨頭的轉(zhuǎn)型做法往往是采用“+互聯(lián)網(wǎng)”而不是“互聯(lián)網(wǎng)+”，但是在IVD行業(yè)里面，國內(nèi)巨頭還未形成，國外的巨頭還控制著試劑和設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。大多國內(nèi)的企業(yè)通過代理模式發(fā)家，技術(shù)服務(wù)發(fā)展，國產(chǎn)化和政策保護(hù)形成區(qū)域壟斷，這樣的傳統(tǒng)模式在互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的勢頭下沒有絕對的優(yōu)勢。

當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)+基因”的模式創(chuàng)新已經(jīng)如暗流一般滲透到大健康終端市場，還在沾沾自喜獨(dú)居一方的IVD行業(yè)，需要警惕互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過基因檢測這個入口滲透到精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域。然而帶著大數(shù)據(jù)特性的基因行業(yè)永遠(yuǎn)無法避免互聯(lián)網(wǎng)思維的影響，這里將會在3年內(nèi)發(fā)生翻天覆地的變化，我們可以拭目以待。

大數(shù)據(jù)是精準(zhǔn)醫(yī)療的出口

中國科學(xué)院院士、中科院生物物理研究所陳潤生研究員曾指出，醫(yī)療體系要實(shí)現(xiàn)從治病到預(yù)防的這種轉(zhuǎn)變，依賴于兩個方面：組學(xué)和大數(shù)據(jù)。之所以能產(chǎn)生精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)這個詞，就是因?yàn)閺幕蚪M研究開始導(dǎo)致了所有組學(xué)的發(fā)展，使得我們能從更精確的層次上，對生命活動有所了解。沒有基因組學(xué)和其他組學(xué)的發(fā)展，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就精準(zhǔn)不起來。所謂精準(zhǔn)，就是精準(zhǔn)到分子水平，我們能精確地知道疾病、健康、生命活動的分子基礎(chǔ)，包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組學(xué)等一系列組學(xué)。所以精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個基礎(chǔ)是組學(xué)，那么有了組學(xué)以后，同時(shí)要有對相應(yīng)大數(shù)據(jù)的把握、獲取、分析、解釋等各個工作。依賴于生物信息大數(shù)據(jù)的發(fā)展，這些工作正好涉及建立大數(shù)據(jù)的一套辦法。

因此，組學(xué)和大數(shù)據(jù)是當(dāng)前決定精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。而二者結(jié)合起來剛好是生物信息學(xué)家所最關(guān)心、所正在從事的研究。生物信息學(xué)正好站在國際當(dāng)前兩大科學(xué)前沿的交匯點(diǎn)上，這反映了生物信息學(xué)的重要性、它承擔(dān)的責(zé)任和未來的重要前景。

英特爾（中國）有限公司健康與生命科學(xué)亞太區(qū)業(yè)務(wù)創(chuàng)新經(jīng)理李健認(rèn)為，精準(zhǔn)醫(yī)療是一門大數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)，精準(zhǔn)醫(yī)療不同于傳統(tǒng)的單個學(xué)科的單兵作戰(zhàn)，它更是一個多學(xué)科融合的學(xué)科，是包括病理科、影像科、分子醫(yī)學(xué)、遺傳學(xué)、計(jì)算科學(xué)等領(lǐng)域的綜合。當(dāng)然更重要的，還有基因組學(xué)。

從數(shù)據(jù)的維度來看精準(zhǔn)醫(yī)療，包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的互聯(lián)、數(shù)據(jù)的分享，以及數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析。同時(shí)，它也包括數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、隱私和安全問題。

大數(shù)據(jù)改變的不僅僅是產(chǎn)業(yè)本身，更重要的是，它改變了人們的生活方式。在精準(zhǔn)醫(yī)療方面，醫(yī)療大數(shù)據(jù)帶給人們的不僅僅是最優(yōu)的診斷和治療計(jì)劃，還有通過數(shù)據(jù)的挖掘和篩選，對未來生活方式的改變作出正確的指導(dǎo)。斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院院長勞埃德·米諾在推行醫(yī)療大數(shù)據(jù)的應(yīng)用時(shí)提到：“我們已在和谷歌、蘋果公司合作，也將與更多中國科學(xué)家合作?！眲诎５逻@里說的“合作”，其實(shí)就是通過醫(yī)療大數(shù)據(jù)的挖掘和篩選，給政府、醫(yī)保政策制定者、醫(yī)院以及大眾更好的生活方式指導(dǎo)。

2020年以后的社會，我們會看到大數(shù)據(jù)影響著我們的生活。任何商業(yè)的行為都將回歸到人性的行為。大數(shù)據(jù)的積累，最終會回歸到以人為中心。人的一切行為是否能夠形成信息化，沒有人能夠回答，但是以人為本形成的數(shù)據(jù)化，這是已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)的時(shí)代。

到2020年的時(shí)候，5G時(shí)代的到來應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)，每秒鐘傳輸一個人的基因組數(shù)據(jù)不再是一個夢想，小型的DNA快速檢測儀會是大眾手上的一個很酷的健康玩物。這樣一個基因信息時(shí)代，是大數(shù)據(jù)的時(shí)代，還有五年時(shí)間，跨界的大數(shù)據(jù)玩家和基因行業(yè)的生物信息產(chǎn)品經(jīng)理，將是這個時(shí)代的弄潮兒。

在基因信息化時(shí)代，有兩個很明顯的標(biāo)志：一個是基因數(shù)據(jù)搜索引擎的出現(xiàn)，另一個是基因產(chǎn)品的封裝和實(shí)用性不斷提高?；蛐畔⒒男纬尚枰獙虼髷?shù)據(jù)的接入和搜索進(jìn)行重新的定義。在經(jīng)歷了大數(shù)據(jù)時(shí)代基因信息的存儲、分析、解讀和標(biāo)準(zhǔn)化接口應(yīng)用等環(huán)節(jié)的成熟，人們對于基因信息化的需求會不斷的提高。這個需求導(dǎo)致的結(jié)果就是基因搜索引擎的出現(xiàn)。一旦搜索引擎的成熟應(yīng)用得到推廣，基因產(chǎn)品的研發(fā)將能夠在一個封閉的生態(tài)環(huán)境里面不斷得到加速。產(chǎn)品的研發(fā)會被封裝，實(shí)用性會以提高用戶體驗(yàn)為核心，最終這樣的生態(tài)環(huán)境，帶來的是信息化時(shí)代的到來。