轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的作用范文
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1轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的概念及現(xiàn)狀
轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)(translationalmedicine),又稱為轉(zhuǎn)化研究。這個(gè)概念主要來(lái)源于20世紀(jì)90年代的“轉(zhuǎn)化研究”(translationalresearch)一詞———1993年,乳腺癌易感基因(breastcancersusceptibilitygene1,BRCA1)被發(fā)現(xiàn),并成為新一代的生物標(biāo)志和靶點(diǎn)應(yīng)用于早期診斷,從而把實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的的發(fā)現(xiàn)真正轉(zhuǎn)變成臨床的應(yīng)用工具。自此,“轉(zhuǎn)化研究”開(kāi)始逐漸被人們所認(rèn)知[2]。作為一個(gè)新興的醫(yī)學(xué)概念,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)主要包括以下幾個(gè)方面:①通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究在人類中驗(yàn)證新的治療策略;②研制新的醫(yī)療儀器和發(fā)展新的診斷手段;③在以治愈疾病為目標(biāo)的同時(shí),加深對(duì)人類疾病及其復(fù)雜性的了解[3]。作為基因組和生物信息學(xué)革命的時(shí)代產(chǎn)物之一,“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”雖然是一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ),但卻貫穿于醫(yī)療研究與疾病防治的始終。
國(guó)外醫(yī)學(xué)界近年來(lái)非常重視轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的研究工作。2003年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NationalInstitutesofHealth,NIH)董事Zerhouni在Science發(fā)表了名為T(mén)heNIHRoadmap的文章,引領(lǐng)全世界的研究人員把目光聚焦在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)[4]。目前國(guó)際上多間大學(xué)都已開(kāi)始設(shè)置臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)中心,NIH設(shè)立了“臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)獎(jiǎng)”,JournalofTranslationalMedicine、TranslationalResearch、Science子刊TranslationalMedicine等期刊陸續(xù)創(chuàng)立,更加體現(xiàn)了現(xiàn)在醫(yī)學(xué)界對(duì)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)這一“橋梁”的迫切需求和向往。在國(guó)內(nèi),國(guó)家新科技體系構(gòu)明確了“一個(gè)中心:國(guó)家轉(zhuǎn)化整合醫(yī)學(xué)研究中心;三個(gè)支撐:研究型醫(yī)院、研究現(xiàn)場(chǎng)、協(xié)同科技環(huán)境體系的科技支撐戰(zhàn)略”的新思路。目前,醫(yī)學(xué)臨床、藥學(xué)等領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)已經(jīng)轟轟烈烈地展開(kāi),各研究中心如雨后春筍般紛紛建立,但在預(yù)防醫(yī)學(xué)中對(duì)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的研究才剛剛起步,許多學(xué)科還是一片空白,亟待廣大衛(wèi)生工作者的關(guān)注和涉獵。
2預(yù)防醫(yī)學(xué)中的轉(zhuǎn)化之路
大量數(shù)據(jù)表明,隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、人口老齡化和生活方式的變化,慢性病已成為威脅我國(guó)人民健康的主要公共衛(wèi)生問(wèn)題。然而慢性病是可以預(yù)防和早期診斷的。因此,只有構(gòu)建強(qiáng)大的預(yù)防醫(yī)學(xué)創(chuàng)新體系,將高速發(fā)展的預(yù)防醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究盡快應(yīng)用到實(shí)際公共衛(wèi)生服務(wù)中,才能達(dá)到更全面更有效的三級(jí)預(yù)防,以最小的投入贏得最大效益,增進(jìn)全民健康水平,真正實(shí)現(xiàn)人人享有衛(wèi)生保健的宏偉目標(biāo)。
2.1轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在毒理學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用和前景在預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,毒理學(xué)的研究任務(wù)主要是描述機(jī)體與外源化學(xué)物的中毒機(jī)理,對(duì)外來(lái)化學(xué)物進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),從而為制訂有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和管理方案提供可靠的科學(xué)依據(jù)。現(xiàn)在,大量新化學(xué)物投入使用,給人類健康帶來(lái)了許多潛在的隱患。而現(xiàn)行的化學(xué)物危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)體系,尤其是對(duì)毒效應(yīng)無(wú)閾值的化學(xué)物的檢測(cè)評(píng)價(jià),存在多種局限性和缺陷,如可以測(cè)試的化學(xué)品數(shù)量少;動(dòng)物實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng);評(píng)價(jià)的費(fèi)用高;化學(xué)物危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)存在物種差異等,這些缺陷正是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在毒理學(xué)應(yīng)用的重大課題[5]。
生物標(biāo)志物的檢測(cè)是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在環(huán)境和職業(yè)毒理學(xué)應(yīng)用的中心環(huán)節(jié)。新的化學(xué)物毒性評(píng)價(jià)策略提出,應(yīng)該把當(dāng)前以死亡、突變、腫瘤形成等終點(diǎn)事件(apicalendpoints)為觀察指標(biāo)的毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)體系,轉(zhuǎn)換為基于毒作用機(jī)制研究結(jié)果,以毒性通路(toxicitypathways)相關(guān)生物標(biāo)志表達(dá)異常為觀察指標(biāo)的高通量(high-throughout)毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)體系。即利用高通量的生物技術(shù)及生物信息學(xué)的發(fā)展,測(cè)定毒作用導(dǎo)致的“通路”或“關(guān)鍵事件(keyevents)”改變,建立相應(yīng)的細(xì)胞預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行劑量-反應(yīng)關(guān)系的檢測(cè),結(jié)合環(huán)境檢測(cè)水平和人群暴露狀況進(jìn)行危險(xiǎn)度評(píng)價(jià),從而開(kāi)展預(yù)防醫(yī)學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的推應(yīng)用,以此為基礎(chǔ)提出實(shí)際有效的防治措施。這一依賴靈敏快捷的細(xì)胞試驗(yàn)進(jìn)行危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)的理念能大大減少動(dòng)物試驗(yàn)體系所需的花費(fèi)和時(shí)間,因而與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)概念相呼應(yīng)[6]。
為此,近年來(lái),部分學(xué)者已經(jīng)致力于開(kāi)展毒理學(xué)細(xì)胞模型的研究,力圖以體外細(xì)胞取代傳統(tǒng)的動(dòng)物模型,以獲得更快速,更具代表性的檢測(cè)工具和評(píng)價(jià)手段。例如,Lundberg等[7]于2002年通過(guò)成功導(dǎo)入了猿猴病毒40(SV40)的早期區(qū)和端粒酶催化亞基———人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)構(gòu)建了永生化的原代人類呼吸道上皮細(xì)胞,這些永生化細(xì)胞可被H-ras或者K-ras致癌基因誘導(dǎo)致惡性轉(zhuǎn)變。在隨后的研究中,亦提示出該類細(xì)胞株模型對(duì)于致癌物的檢測(cè)可大大縮短細(xì)胞轉(zhuǎn)化的間期,從而具有潛在的應(yīng)用于化學(xué)致癌活性篩查的價(jià)值。這些研究成果,將為環(huán)境致癌物毒性檢測(cè)帶來(lái)快速簡(jiǎn)便的應(yīng)用手段和工具[8]。綜上所述,對(duì)于衛(wèi)生毒理中的基礎(chǔ)研究來(lái)說(shuō),必須在研究過(guò)程中始終貫穿轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的理念,才能真正實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究成果與預(yù)防實(shí)踐指導(dǎo)間快速有效的轉(zhuǎn)化。
2.2轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用和前景從18世紀(jì)起源至今,營(yíng)養(yǎng)學(xué)已經(jīng)從單純的食品安全和膳食結(jié)構(gòu)的研究開(kāi)始走向分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)的突破期。近年來(lái)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究,尤其是對(duì)植物化學(xué)物的研究更是方興未艾。如大豆異黃酮,最初是由于流行病學(xué)研究顯示食用豆制品對(duì)女性圍絕經(jīng)期癥狀、心血管疾病、某些癌癥有著重要的防治作用而被發(fā)現(xiàn)的[9-12]。經(jīng)過(guò)多學(xué)科證實(shí)其具有類雌激素的作用。隨后,其他植物化學(xué)物質(zhì)如番茄紅素,花青素,大蒜素等植物化學(xué)物質(zhì)也逐漸通過(guò)基礎(chǔ)研究闡明其健康促進(jìn)的功效,而被廣泛應(yīng)用于改善人群的健康狀態(tài)和輔助治療各種疾病,使得營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)研究的成果發(fā)揮了重要的保護(hù)人體健康的功效。
如果說(shuō)植物化學(xué)物的研究使得營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域更為廣泛,那么營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)、營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)的興起使人們對(duì)于人類營(yíng)養(yǎng)的研究更為深入。從實(shí)驗(yàn)室到臨床,基因多態(tài)性的存在被認(rèn)為是一個(gè)許多基礎(chǔ)研究成果無(wú)法應(yīng)用于臨床實(shí)踐的主要轉(zhuǎn)化障礙[5]。而對(duì)于營(yíng)養(yǎng)學(xué),這一障礙卻恰恰成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。近年來(lái),越來(lái)越多的研究表明營(yíng)養(yǎng)素具有調(diào)控基因表達(dá)的作用,同時(shí)由于異質(zhì)性的存在,決定了不同的個(gè)體對(duì)不同的營(yíng)養(yǎng)需求的質(zhì)和量的不同。參考攝入量、推薦攝入量、適宜攝入量等名詞對(duì)由基因多態(tài)性引起的個(gè)體差異已顯得不完全實(shí)用了。而近年來(lái)日漸成熟的生物芯片、蛋白組學(xué)等高通量技術(shù)則為營(yíng)養(yǎng)膳食攝入的個(gè)體化指導(dǎo)提供了可能。亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因的常見(jiàn)C677T多態(tài)性便是飲食-單基因多態(tài)性相互作用的一個(gè)經(jīng)典例子。過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn),葉酸和神經(jīng)管畸形、腫瘤和心血管疾病相關(guān)[13]。而MTHFR是葉酸代謝的關(guān)鍵酶之一。缺乏這一關(guān)鍵酶將導(dǎo)致嚴(yán)重或者中度的高半胱氨酸血癥。MTHFR有兩種多態(tài)現(xiàn)象:C677T(A222V)和A1298C(E429A)[14]。在歐洲人中,MTHFRC677T的發(fā)生率是0.233%~0.410%。包含前者的MTHFR可降低酶的活性,從而導(dǎo)致在缺乏葉酸的情況下血清中同型半胱氨酸濃度的上升,從而增加神經(jīng)管缺陷兒童的出生率。
由此可認(rèn)為,對(duì)于攜帶MTHFRC677T基因的個(gè)體,需要補(bǔ)充更多的葉酸,才能獲得更好的生存質(zhì)量和優(yōu)生學(xué)的預(yù)防作用。此外,基因多態(tài)性和飲食的相互作用與多種慢性疾病和引起慢性疾病的危險(xiǎn)因子之間關(guān)聯(lián)緊密,包括癌癥、冠心病和肥胖等[15-17]。國(guó)外的一些公司,如Genova和MetaMetrix等,已經(jīng)開(kāi)始就基因-飲食的相互作用特點(diǎn)開(kāi)展專業(yè)診斷,為個(gè)體的飲食補(bǔ)充決策給予指導(dǎo)和幫助。由此可見(jiàn),從人群膳食指南到個(gè)體化膳食指導(dǎo)的轉(zhuǎn)化,將會(huì)是新世紀(jì)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)所在。
2.3轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在婦幼衛(wèi)生學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用和前景耳聾是一種嚴(yán)重影響身心健康的疾病。在世界范圍內(nèi),每100名新生兒中就有1名患有先天性耳聾[18]。而我國(guó)每年新生聽(tīng)障兒童也多達(dá)3余萬(wàn)人。不可忽視的是,遺傳因素在所有致聾原因中占有高達(dá)60%的比例。如何通過(guò)快速、敏感的篩查方法進(jìn)行產(chǎn)前診斷,減少遺傳性耳聾患兒的降生,是婦幼保健的關(guān)注重點(diǎn)之一。
近年,我國(guó)遺傳性耳聾的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在中國(guó)的遺傳性耳聾中的基因位點(diǎn)較為集中。針對(duì)這一結(jié)果,中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院聾病分子診斷研究所聯(lián)合博奧生物有限公司共同研發(fā)推出“遺傳性耳聾基因芯片檢測(cè)系統(tǒng)”,為遺傳性耳聾的廣泛篩查,盡早診斷提供了有效的科技手段,同時(shí)也為臨床醫(yī)生的診斷提供了病因?qū)W方面的證據(jù)。從2006年到2007年,中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院進(jìn)行的515例雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,芯片結(jié)果與測(cè)序結(jié)果符合率為100%,非綜合征性重度和極重度耳聾患者的突變檢出率為42.41%[19]。從而使得該技術(shù)在中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院、北京同仁醫(yī)院、中國(guó)聾兒康復(fù)研究中心等醫(yī)院開(kāi)始得到了應(yīng)用。這一檢測(cè)技術(shù)能否像唐氏綜合癥的產(chǎn)前診斷那樣靈敏與特異還需要進(jìn)一步的證明。但是,在這個(gè)從基礎(chǔ)到臨床,把科研成果轉(zhuǎn)化為兒少預(yù)防保健技術(shù)的過(guò)程是明確的———從臨床觀察到實(shí)驗(yàn)室研究,再根據(jù)流行病學(xué)的調(diào)研結(jié)果,協(xié)同相應(yīng)產(chǎn)業(yè)共同開(kāi)發(fā),推出相應(yīng)手段應(yīng)用于臨床與預(yù)防保健。
2.4轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)在突發(fā)公共衛(wèi)生事件領(lǐng)域中的應(yīng)用和前景2003年的SARS病毒造成的非典型肺炎流行和2009年甲型H1N1流感病毒引發(fā)的流行性感冒引起了全球公共衛(wèi)生工作者的高度關(guān)注。但正是這些突發(fā)公共衛(wèi)生事件的出現(xiàn),為疫苗的基礎(chǔ)研究向?qū)嶋H應(yīng)用的快速轉(zhuǎn)化帶來(lái)了新曙光:例如,傳統(tǒng)的疫苗生產(chǎn)的方法從研發(fā)、毒理學(xué)和動(dòng)物研究直到一、二和三期人體試驗(yàn)至少需要數(shù)年的時(shí)間,而近年來(lái),疫苗佐劑改良、皮內(nèi)接種節(jié)約疫苗用量以及反向遺傳學(xué)技術(shù)和應(yīng)用重組DNA技術(shù)直接細(xì)胞培養(yǎng)等研究成果均可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間[20],而采用鼻腔噴霧的方法也將使接種更簡(jiǎn)易快速[21],同時(shí)由于這些突發(fā)事件帶來(lái)的影響,政府對(duì)于疫苗管理審批制度程序化的改革也大大加快了疫苗投入使用的時(shí)間。因此應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,以基礎(chǔ)科研人員、臨床醫(yī)生、公共衛(wèi)生工作人員的技術(shù)成果為支持,相關(guān)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化為依托,多學(xué)科共同協(xié)作為平臺(tái),政府的決策支持為后盾,才能真正快速有效地應(yīng)對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件,使基礎(chǔ)研究的成果和科學(xué)實(shí)踐結(jié)合,把“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”的橋梁搭建于研、產(chǎn)、學(xué)的鴻溝間,實(shí)現(xiàn)科學(xué)進(jìn)步、公眾健康的雙贏局面。
3結(jié)語(yǔ)
轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的實(shí)質(zhì)是一次偉大的醫(yī)學(xué)革命。從醫(yī)學(xué)發(fā)展的新模式來(lái)看,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不應(yīng)局限于“BenchtoBeside”或者“BesidetoBench”,向多學(xué)科轉(zhuǎn)化、滲透勢(shì)在必行。“3P”(preventive,predicbr,personal)醫(yī)學(xué)時(shí)代的來(lái)臨,是預(yù)防醫(yī)學(xué)中的轉(zhuǎn)化研究發(fā)展中新的契機(jī),也是新的挑戰(zhàn)。在公共衛(wèi)生領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中,存在著許多轉(zhuǎn)化障礙,包括研究對(duì)象模型的代表性、對(duì)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)人才的需求、學(xué)科間的結(jié)合等[2]。成功轉(zhuǎn)化的例子僅是少數(shù)。而意識(shí)的轉(zhuǎn)變是開(kāi)始———基礎(chǔ)研究人員應(yīng)看到社會(huì)實(shí)際的需求,如預(yù)防保健的關(guān)鍵問(wèn)題、檢測(cè)手段的局限性、改善預(yù)防措施的可能性等;其次,多學(xué)科的融合是重點(diǎn)———利用其他學(xué)科的成果和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)研究和實(shí)踐工作服務(wù),也是未來(lái)各科醫(yī)學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。多學(xué)科的合作,便于形成研究團(tuán)隊(duì),給轉(zhuǎn)化性研究創(chuàng)造了有利的環(huán)境和機(jī)遇,走向共同發(fā)展,開(kāi)創(chuàng)新領(lǐng)域。
