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后基因组时代个人化治疗

作者:晨曦
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2011-03-22


西医对有相同疾病的患者采用同类治疗方法,譬如两位高血压患者,可应用同一种药物进行治疗。可是,该药物对其中一人有显著功效,对另一人却可能产生严重不良反应。这是因为每个人对药物的反应不同,病人服食药物后,药物要由肝脏内的酶代谢,方可产生作用;而药物产生的效果、与患者需要的剂量,均因人而异。因此,传统西医是「治病」,而不是「治人」;中医的治疗则较注重病者个人的情况。

近年,东西方的医学有更多交流与融合,医学界进一步考虑个体化治疗的问题。个体化治疗,就是按病者个人的情况,制定诊断、治疗及预防的方法。就西医而言,由于西医以病征等证据为本,难以将每个个体分成类别以作个别治疗,因此在没有基因组研究以前,西医要作个体化治疗存在困难。

不可能的任务

基因组研究,将为西医带来革命性的突破。基因组研究自八十年代有所讨论,当时研究界认为破解人类基因密码几乎是不可能的,因为每一个人的每一个细胞里有三十亿碱基对,而以八十年代我在加拿大多伦多大学进行研究的情况来说,我们数个星期才可破解二百个碱基对,从数量、速度及成本来说,均困难重重。

到了1991年,由法国与美国首先开展全球性的基因组研究,英国、德国、加拿大等国家陆续加入,大家打算以15年时间破解人类基因密码,以一个人的三十亿碱基对作为破解对象,在当时来说已是一个很有野心、不容易达到的目标。随后半官方组织加入这一项目。2000年6月26日,在美国总统克林顿与英国首相贝理雅的倡导下,科学界公布了人类基因组工作草图,这较原计划早了五、六年;当时大约破解90%左右,至2003年科学界成功破解99%的人类基因,基本上完成了技术上可能破解的基因序列。

由此,基因研究进入了第二阶段,就是研究不同人种之间基因组的异同。2002年我参与的人类基因组单体型图谱(HapMap)国际研究团队展开了更全面的研究,以90位白人、90位黑人与90位黄种人,即合共270人的基因组展开研究。

DNA 序列大致相同

HapMap2005年在权威学术期刊《自然》发表论文及公布初步结果,发现全球人类身体大部份部位的DNA(脱氧核糖核酸)序列大致相同,只有少于1%的部位有不同的DNA序列;而一般DNA包含A(Adenine腺嘌呤)、C(Cytosine胞嘧啶)、G(Guanine鸟嘌呤)、T(Thymine胸腺嘧啶)四种碱基(A与G为一对,C与 T为一对)。虽然如此,各人的ACGT排序不同,C与T的配合比例各有不同,出现的频率亦不同,变化多端。而同一人种之间的DNA也有很大分别;不同人种之间的分别更大。各人之间的分别是渐进式的,不能具体分割地说每个人种的DNA如何如何。同卵双生子的DNA排序原则上一样,但仍然有不同的修饰(modifications);这属于表观基因组学(epigenomics)的范围,有待更大发现。

基因组研究在第一、二阶段奠定了基础后,从2008年至今,基因组研究进入第三阶段,那就是将人类基因组单体型图谱应用于疾病研究上,从而研究人类基因组与疾病之间的关系。人类基因组单体型图谱对研究病情复杂、难以治疗及影响更多人(人口的数个百分点)的多基因疾病最有帮助,它们包括癌症、精神病、高血压、糖尿病、心脏病及急性脑血管病等病症。因此,它对医学研究带来了很好的消息。与此同时,医学界过往多以病情较简单、较易治疗及影响更少人(人口千万分之一)的单基因疾病作为治疗概念,并将之应用至多基因疾病的治疗;这个做法需要改变。

基因组与疾病关系

就以香港科技大学的例子来说,我们2003年发现第五号染色体上的基因与精神分裂症有关。这个突破性的研究结果到了现在已经得到广泛认同。我们同时证明,该基因与躁狂抑郁症的发病亦有相关性。

当研究界找到基因组与疾病的关系,长远来说我们就可以为按照病人的基因组进行个体化的诊断、治疗与预防。诊断方面,以精神分裂症为例,将来我们可透过分析病人的基因组,从而认识其发病机率、预测发病后的严重性及决定使用治疗药物的种类与剂量。治疗方面,我们正研究精神分裂症全新的治疗靶点,并成功从中草药里分离出化合物,可结合有抑制性神经递质功能的伽玛氨基丁酸受体。

现时,基因组尚须更多研究,方可将研究的结果应用于临床医学;除了找出基因组与疾病的关系外,药物亦要经过临床前动物实验,再经过临床试验,方可以用于治疗。

事实上,基因组研究近数十年来已取得极大的突破,相信不出数年,基因组研究的成果将可用于医学诊断与治疗,让个体化的治疗成真,将为医疗带来革命性的改变。

(编者按:本文原刊于《信报》。作者薛红教授早期为临床医生,及后再获取生物化学博士学位及进行博士后研究,专攻遗传学。现为香港科技大学应用基因组中心主任。)

摘自《视网之窗》第189期(2010年12月)

 

 

录入:伊然 添加:2011-03-22
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