在腫瘤學(xué)領(lǐng)域，隨著臨床醫(yī)生尋求為特定類(lèi)型的癌癥找到更好的治療方法，而不是采用傳統(tǒng)的放射、化療和手術(shù)三聯(lián)療法，精準(zhǔn)或靶向藥物方面的創(chuàng)新持續(xù)快速增長(zhǎng)。為此，他們必須對(duì)患者進(jìn)行測(cè)試，記錄突變并識(shí)別生物標(biāo)志物，以確定哪種治療方法效果最好，副作用最小。
在這些領(lǐng)域以及更多領(lǐng)域的科學(xué)突破，使人們對(duì)基因及其功能有了更深入的了解，并為精準(zhǔn)醫(yī)療以及那些擁有技術(shù)、研究和臨床技能的人創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)，他們渴望在這個(gè)不斷擴(kuò)大的領(lǐng)域中工作。那些能夠進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和多學(xué)科研究的求職者將得到特別考慮。然而，新的工作崗位也將出現(xiàn)在以前從未見(jiàn)過(guò)的領(lǐng)域，如商業(yè)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和遺傳咨詢(xún)。
“精準(zhǔn)醫(yī)療的理論是令人興奮和清晰的——在正確的時(shí)間向正確的患者提供正確的藥物。但是，實(shí)際上，這可能是非常具有挑戰(zhàn)性的——確定如何開(kāi)發(fā)一種具有正確生物標(biāo)志物的藥物確實(shí)非常困難，”艾伯維腫瘤學(xué)藥物開(kāi)發(fā)副總裁Thomas Hudson表示。該公司是一家主要從事癌癥研究的生物制藥公司，總部設(shè)在伊利諾斯州的布拉夫湖。“這將需要多個(gè)利益相關(guān)者的共同努力。”
政府項(xiàng)目伸出援助之手
新的、功能強(qiáng)大的工具幫助了精準(zhǔn)醫(yī)療運(yùn)動(dòng)。人類(lèi)基因組計(jì)劃是第一個(gè)完整的人類(lèi)基因圖譜，于2001年發(fā)布了其初步結(jié)果。該計(jì)劃有許多好處，包括了解人體中大約20500個(gè)基因的位置，以及對(duì)基因的組織和運(yùn)作有了更清晰的了解。
“人類(lèi)基因組計(jì)劃已經(jīng)大大提高了我們?cè)诜肿铀缴狭私饽[瘤細(xì)胞如何工作的能力——我們?cè)搅私馑鼈兊膬?nèi)部運(yùn)作方式，就能更好地開(kāi)發(fā)出有效的治療方法，”哥倫比亞大學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)系主任Andrea Califano說(shuō)。他同時(shí)兼任JP Sulzberger哥倫比亞基因組中心的主任以及位于紐約的赫伯特·歐文綜合癌癥中心生物信息學(xué)副主任。“現(xiàn)在，我們知道使用針對(duì)癌細(xì)胞特定分子依賴(lài)性的藥物會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)顯著增加。我們期待，醫(yī)學(xué)在未來(lái)將更具有預(yù)測(cè)性，而不是建立在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。”
下一個(gè)重大變革是由奧巴馬總統(tǒng)于2015年發(fā)起的精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃，該計(jì)劃在2016年的聯(lián)邦預(yù)算為2.15億美元。這項(xiàng)撥款包括7000萬(wàn)美元給位于馬里蘭州貝塞斯達(dá)的美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）下設(shè)的國(guó)家癌癥研究所（NCI），用于加速篩選癌癥基因組驅(qū)動(dòng)因素的項(xiàng)目，并利用這些知識(shí)來(lái)創(chuàng)建更有效的治療方法。該計(jì)劃的一部分還包括向美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院提供1.3億美元，用于收集100萬(wàn)美國(guó)人的健康檔案，并建立一個(gè)可以共享且用于研究的數(shù)據(jù)庫(kù)。
“All of Us”數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目旨在從盡可能多的不同人群中收集信息，All of Us研究項(xiàng)目的首席醫(yī)學(xué)和科學(xué)官、醫(yī)學(xué)博士、公共衛(wèi)生學(xué)碩士 Kelly Gebo指出。“我們知道不同的人對(duì)不同類(lèi)型的藥物會(huì)有不同的反應(yīng)，”Gebo說(shuō)。“我們正在嘗試對(duì)傳統(tǒng)上未被納入生物醫(yī)學(xué)研究的各種人群進(jìn)行研究。”
雖然研究人員經(jīng)常關(guān)注諸如性別之類(lèi)的因素，但All of Us正在記錄其他信息，包括年齡、收入和教育程度。“我們想嘗試研究人群中的這些其他差異，以及它們是如何影響該領(lǐng)域的臨床結(jié)果，”Gebo說(shuō)。
自該項(xiàng)目于2018年5月6日啟動(dòng)以來(lái)，已有15萬(wàn)名志愿者注冊(cè)，其中9萬(wàn)人提供了有關(guān)其健康和家族史的數(shù)據(jù)。其目標(biāo)是讓人們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目中停留數(shù)年，以更新他們的健康信息。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院已經(jīng)竭盡全力確保參與者的隱私，并打算創(chuàng)建一個(gè)可供所有科學(xué)家、其他公司和個(gè)人使用的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
“這將是一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)資源，使我們能查看我們以前從未有過(guò)的信息，”Gebo繼續(xù)說(shuō)道。“我期待研究人員在研究數(shù)據(jù)時(shí)能親自動(dòng)手。”
公司采取行動(dòng)
由于可以獲得更多的遺傳信息，發(fā)展最快的精準(zhǔn)醫(yī)療方法之一是開(kāi)發(fā)針對(duì)特定類(lèi)型癌癥的抗癌藥物，這些藥物對(duì)具有特定基因組成或生物標(biāo)志物的個(gè)體有效。
“現(xiàn)在，我們了解了每種癌癥的基因結(jié)構(gòu)。有時(shí)候，了解癌癥的遺傳基礎(chǔ)比了解它的位置更好。正在研發(fā)中的藥物是基于癌癥的遺傳易感性，而不是基于組織的起源，”紐約輝瑞腫瘤公司首席研發(fā)官Chris Boshoff說(shuō)。他舉例說(shuō)明了肺癌至少有10種不同的亞型這一事實(shí)。他表示，輝瑞公司目前已經(jīng)批準(zhǔn)了14種抗癌藥物，其中有7種是基于精準(zhǔn)醫(yī)療，并且針對(duì)肺癌的特定亞型。
有些公司甚至更加專(zhuān)業(yè)化，比如位于康涅狄格州斯坦福德的Loxo腫瘤學(xué)公司（最近被禮來(lái)公司收購(gòu)），就專(zhuān)注于由單個(gè)DNA異常引起的癌癥的治療。單一藥物可能會(huì)對(duì)這種癌癥產(chǎn)生巨大的影響。
“我對(duì)這項(xiàng)工作感到很興奮——你需要對(duì)腫瘤進(jìn)行活檢，然后使用新一代測(cè)序技術(shù)來(lái)確定DNA或RNA的變化，這些變化表明它為什么會(huì)首先成為癌癥，并幫助你識(shí)別漏洞，我們可以使用藥物來(lái)對(duì)抗，”Loxo首席執(zhí)行官Josh Bilenker說(shuō)。
根據(jù)諾華公司的一份聲明，精準(zhǔn)醫(yī)療的一種新趨勢(shì)是無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。雖然傳統(tǒng)上癌癥是通過(guò)實(shí)體腫瘤活組織檢查診斷出來(lái)的，但一些科學(xué)家正在使用被稱(chēng)為液體活檢的血液檢查，然后對(duì)血液中發(fā)現(xiàn)的腫瘤DNA片段進(jìn)行基因組分析。這些DNA殘留物揭示了可能導(dǎo)致患者罹患癌癥的各種突變，并提供有關(guān)如何治療癌癥的線(xiàn)索。諾華的研究人員多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)液體活檢技術(shù)，現(xiàn)在正在努力使其在臨床實(shí)踐中成為現(xiàn)實(shí)。
諾華還推出了幾種靶向藥物，如格列衛(wèi)（Gleevec），它是第一種用于精準(zhǔn)治療的新型藥物，被稱(chēng)為酪氨酸激酶抑制劑。格列衛(wèi)治療各種類(lèi)型的白血病——慢性粒細(xì)胞性白血病和急性淋巴細(xì)胞性白血病——這些在過(guò)去常常是致命的，但現(xiàn)在是可以治療的慢性病。
克服障礙
發(fā)展精準(zhǔn)醫(yī)療并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。其中包括測(cè)試和實(shí)施的成本、癌癥的變化無(wú)常和反彈的特性，以及研究人員必須處理的大量數(shù)據(jù)和規(guī)定。測(cè)試缺乏一致性也阻礙了該領(lǐng)域的發(fā)展。
藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性也會(huì)減緩進(jìn)展。哈佛商學(xué)院的卡夫精準(zhǔn)醫(yī)療加速器（Kraft Precision Medicine Accelerator）的使命是簡(jiǎn)化流程，讓患者早日得到治療。“我們正試圖將商業(yè)思維應(yīng)用于系統(tǒng)中的障礙之處，”該加速器的聯(lián)合主席Richard Hamermesh表示。
該計(jì)劃是由新英格蘭愛(ài)國(guó)者隊(duì)的所有者Robert Kraft捐贈(zèng)的2000萬(wàn)美元資助的。Kraft的妻子Myra因卵巢癌去世，在治療后期接受了靶向治療，但她的病情發(fā)展過(guò)快。“這段經(jīng)歷讓他意識(shí)到這個(gè)系統(tǒng)中存在很多摩擦。如果它們能夠被消除，治療方法可能會(huì)更快地進(jìn)入市場(chǎng)，”Hamermesh說(shuō)。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在過(guò)去的三年半時(shí)間里，加速器一直在與一些團(tuán)體合作，以建立患者登記，并促進(jìn)數(shù)據(jù)收集和共享。Hamermesh指出，越容易找到病人，就能越快地安排臨床試驗(yàn)。“我們所做的一切都不會(huì)繞過(guò)醫(yī)生或研究人員，”他補(bǔ)充道。“我們希望讓他們的工作更輕松。”
大量的機(jī)會(huì)
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的成長(zhǎng)與發(fā)展，工作機(jī)會(huì)也將隨之增加，而且不僅是研究人員和臨床醫(yī)生，盡管他們將繼續(xù)構(gòu)成勞動(dòng)力的主要部分。
“精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域涵蓋廣泛的職業(yè)機(jī)會(huì)，多學(xué)科的能力范圍，并涵蓋了從發(fā)現(xiàn)和臨床前階段到臨床開(kāi)發(fā)設(shè)置的范圍，”輝瑞公司副總裁兼轉(zhuǎn)化腫瘤學(xué)負(fù)責(zé)人Steffan N. Ho說(shuō)。他補(bǔ)充指出，關(guān)鍵的工作候選人將是在癌癥生物學(xué)、免疫學(xué)、生物信息學(xué)、臨床實(shí)驗(yàn)室科學(xué)以及支持樣品分析和診斷測(cè)試開(kāi)發(fā)的平臺(tái)技術(shù)方面具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人。
Hudson表示，在艾伯維，腫瘤部門(mén)從事精準(zhǔn)醫(yī)療工作的人數(shù)在兩年內(nèi)從30人增加到60人。“在制藥和診斷公司，我看到精準(zhǔn)醫(yī)療有很大增長(zhǎng)，”他說(shuō)。“公司還需要更多能夠分析生物標(biāo)記物和查看組織樣本的專(zhuān)業(yè)人員。”
專(zhuān)業(yè)人士對(duì)此表示贊同，他們認(rèn)為，數(shù)據(jù)分析師將是最受歡迎的人才之一，因?yàn)閬?lái)自多種來(lái)源的信息量將繼續(xù)增長(zhǎng)。
“大數(shù)據(jù)需要聰明、深思熟慮的分析，”位于英國(guó)劍橋的轉(zhuǎn)化基因組公司Horizon Discovery的功能基因組篩選負(fù)責(zé)人Benedict C. S. Cross說(shuō)。該公司為制藥公司、研究人員和學(xué)術(shù)界提供經(jīng)過(guò)基因改造的細(xì)胞系，以模擬疾病。“你擁有的數(shù)據(jù)越多，獲得更好結(jié)果的可能性就越大。”他說(shuō)，數(shù)據(jù)處理得越快，將其轉(zhuǎn)化為治療方案的速度就越快。
Califano贊同這種觀點(diǎn)。他說(shuō)：“對(duì)于分析渠道專(zhuān)家——能夠執(zhí)行復(fù)雜數(shù)據(jù)分析的人而言，將會(huì)產(chǎn)生巨大的需求。”
需求：多才多藝的人
Ho解釋說(shuō)，精準(zhǔn)醫(yī)療和一般的生命科學(xué)已經(jīng)變得越來(lái)越多學(xué)科協(xié)作，需要具備多種技能的專(zhuān)業(yè)人員。他說(shuō)：“需要在核心專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域之外的一個(gè)或多個(gè)領(lǐng)域具備一定的熟練程度，才能有效地進(jìn)行跨學(xué)科交流。”
Cross表示同意。他指出，基礎(chǔ)科學(xué)家、計(jì)算科學(xué)家、遺傳學(xué)家和其他研究人員將需要能夠綜合許多不同類(lèi)型的信息。
Califano認(rèn)為，現(xiàn)有數(shù)據(jù)的豐富性也會(huì)催生更多專(zhuān)業(yè)人員幫助患者處理數(shù)據(jù)的需求。“我認(rèn)為需要更多的基因顧問(wèn)，”他說(shuō)。“當(dāng)你得到整個(gè)基因組時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)那里還有什么。如果偶然發(fā)現(xiàn)了什么，應(yīng)該通知患者嗎？這可能是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。”
總部位于馬薩諸塞州的劍橋和瑞士楚格的藍(lán)圖醫(yī)藥（Blueprint Medicines）生物學(xué)副總裁Klaus Hoeflich說(shuō)，精準(zhǔn)醫(yī)療的兩個(gè)新的專(zhuān)業(yè)機(jī)會(huì)來(lái)自轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和細(xì)胞與計(jì)算生物學(xué)領(lǐng)域。該公司開(kāi)發(fā)了選擇性靶向蛋白激酶的精確療法，而蛋白激酶是一種關(guān)鍵的信號(hào)酶，已被證明是癌癥進(jìn)展的驅(qū)動(dòng)因素。
這一領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)涉及應(yīng)用測(cè)序和生物標(biāo)志物分析的進(jìn)展，來(lái)確定哪些患者最有可能對(duì)治療產(chǎn)生反應(yīng)。“一個(gè)新興的研究領(lǐng)域是促進(jìn)免疫腫瘤學(xué)和免疫學(xué)方面的患者選擇，使其更像精準(zhǔn)醫(yī)療，”Hoeflich說(shuō)。
細(xì)胞生物學(xué)和計(jì)算生物學(xué)將被越來(lái)越多地用于管理對(duì)廣泛的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。Hoeflich表示：“我們正通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的方式，越來(lái)越多地整合其他的分子和基因組數(shù)據(jù)，包括來(lái)自腫瘤和液體活檢的數(shù)據(jù)，以揭示新的見(jiàn)解。”
Hamermesh指出，隨著各實(shí)體之間建立合作關(guān)系，探索授權(quán)，并制定新產(chǎn)品的營(yíng)銷(xiāo)和分銷(xiāo)計(jì)劃，這將為商業(yè)專(zhuān)業(yè)人士打開(kāi)機(jī)遇。他補(bǔ)充稱(chēng)，哈佛商學(xué)院的卡夫精準(zhǔn)醫(yī)療加速器尚未開(kāi)始創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。
Califano認(rèn)為，增長(zhǎng)仍在繼續(xù)。“我們正處于精準(zhǔn)醫(yī)療的起步階段——我們正在為未來(lái)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。”■
Ellen R. Delisio 是專(zhuān)注于科學(xué)和教育的一名自由撰稿人。她現(xiàn)居康涅狄格州。
鳴謝：“原文由美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（www.aaas.org）發(fā)布在2019年3月15日《科學(xué)》雜志”。官方英文版請(qǐng)見(jiàn)https://www.sciencemag.org/features/2019/03/targeting-cancer-and-careers-precision-medicine。