臨檢中心檢驗科主任會議 4精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代的檢驗科：機(jī)遇與挑戰(zhàn)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代的檢驗科：機(jī)遇與挑戰(zhàn)李金明

國家衛(wèi)生計生委臨床檢驗中心2017.3.24.

廣州？

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)（PrecisionMedicine）

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代給疾病的診治帶來了什么變化？

檢驗科在醫(yī)院內(nèi)是個什么科室？其價值何在？

面對撲面而來的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，我們準(zhǔn)備好了嗎？精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)（Precision

medicine）Precisionmedicine

takesadvantage

ofindividual

differences

ina

patient’s

genetic

makeupand

environmental

circumstancesandapplies

thisinformationtobetter

informmedical

care.The

promise

ofprecisionmedicine

isthat

medicaltherapies

canbe“tailored”toindividualpatients

withthehopeof

optimizing

benefitsandminimizingneedless

medicalcareandundesirable

sideeffects.（是指利用患者的遺傳組成和生活環(huán)境信息，對患者進(jìn)行“量身定制”的醫(yī)學(xué)治療，以期獲得理想化的治療效果，減少不必要的治療和避免副作用。）精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的主題詞：基因特征、生活方式、環(huán)境因素、量身定制、有效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的內(nèi)涵美國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃（PrecisionMedicine

Initiative）今天晚上，我要啟動一個新的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃（Precision

MedicineInitiative）”。這一計劃將使我們向著治愈諸如癌癥和糖尿病這些頑癥的目標(biāo)邁進(jìn)一步，并使我們所有人，都能獲得自己的個體化信息。我們需要這些信息，使我們自己，我們的家人更加健康。這份計劃將會設(shè)法將基因組信息與其它多種類型的數(shù)據(jù)（如健康記錄和驗血結(jié)果）相匹配US

precision-medicine

proposalsparksquestions.

Nature2015，517（540）Precisionmedicine

initiative的目的

更多更好的癌癥治療：NCI負(fù)責(zé)。通過擴(kuò)展基于遺傳的臨床癌癥研究，以及探討癌癥生物學(xué)的根本性方面建立一個國家“癌癥知識網(wǎng)（cancerknowledgenetwork）”（激發(fā)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和指導(dǎo)治療決策），加快有效的、定制的癌癥治療的設(shè)計和檢測該計主要有兩個目的:一個近期，一個遠(yuǎn)期。

建立一個志愿者的國家隊列研究：NIH負(fù)責(zé)（與相關(guān)機(jī)構(gòu)合作）。發(fā)起一個100萬以上的志愿者參與的美國人的Patient-powered國家隊列研究。志愿者將參與計劃設(shè)計，并提供包括醫(yī)療記錄、基因譜、代謝物（化學(xué)組成）和體內(nèi)體表微生物、環(huán)境和生活方式數(shù)據(jù)、患者來源的信息以及個人隨身裝置和傳感器數(shù)據(jù)等。隱私受嚴(yán)格保護(hù)。研究模式創(chuàng)新：患者作為主動參與者和合作伙伴。隊列研究將對高水平研究人員高度開放，激發(fā)來自多學(xué)科的科學(xué)家的參與，從而應(yīng)用他們的創(chuàng)造性思維產(chǎn)生新的視野。ONC將開發(fā)協(xié)同工作標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保患者知情同意下的數(shù)據(jù)交換近期的目的：聚焦在癌癥長期的目的：獲得可用于整個健康和疾病領(lǐng)域的知識

注冊現(xiàn)代化：FDA負(fù)責(zé)。將開發(fā)一個新的方法用于評價新一代測序技術(shù)經(jīng)典的疾病診療流程觀察治療效果，根據(jù)情況進(jìn)行治療藥物或方案的調(diào)整根據(jù)相應(yīng)的檢查結(jié)果，做出疾病診斷，開具相應(yīng)疾病治療的藥物或方案醫(yī)生根據(jù)患者的臨床癥狀、體征、病史，開出為疾病診斷目的相應(yīng)的影像和實驗室檢查申請單問題：為什么同樣一種治療藥物，同一種疾病，有的患者有效或者效果很好，而有的患者（少部分或大部分）患者效果不太好或無效甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的副作用？藥物基因組學(xué)（Pharmacogenomics）

藥物基因組學(xué)（Pharmacogenomics）又稱基因組藥物學(xué)或基因組藥理學(xué)，是藥理學(xué)或基因組學(xué)的一個分支。它是研究基因組或基因變異對藥物在人體內(nèi)吸收、代謝、療效及不良反應(yīng)產(chǎn)生影響的現(xiàn)象及其機(jī)制，從而指導(dǎo)新藥開發(fā)和合理用藥?；蚪M基因變異（SNP）CYP2D6CYP3A4/5藥物代謝酶藥物轉(zhuǎn)運體藥物靶點藥代動力學(xué)藥效動力學(xué)CYP3A4/5CYP2D6藥物療效和毒性的個體差異靶向治療（Targeted

therapy）

對“信號傳導(dǎo)通路”（Signal

Transduction

Pathway）的研究，出現(xiàn)了“靶向治療”的概念和藥物，而藥物療效又與通路中相應(yīng)基因突變與否有關(guān)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時代的疾病診療流程新生兒測序計劃觀察治療效果，同時，監(jiān)測相應(yīng)的生物學(xué)標(biāo)志物及必要的影像學(xué)分析等，根據(jù)情況進(jìn)行治療藥物或方案的調(diào)整疾病狀態(tài)下的測序測序、測序、再測序生活方式環(huán)境因素……根據(jù)相應(yīng)的檢查結(jié)果（尤其是分子檢測，包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等），做出疾病診斷（分子分型），開具相應(yīng)疾病治療的藥物或方案醫(yī)生根據(jù)患者的臨床癥狀、體征、病史，開出為疾病診斷目的相應(yīng)的影像和實驗室檢查申請單（有些檢測結(jié)果已有）檢驗科（ClinicalLaboratory）=

臨床實驗室

）目前國內(nèi)檢驗科的基本結(jié)構(gòu)三大常規(guī)檢驗（血、尿、便）其它（如色譜、質(zhì)譜等）生化檢驗免疫檢驗檢驗科或臨床實驗室分子檢驗微生物檢驗分子診斷（Molecular

diagnostics）的概念

采用分子生物學(xué)方法（基因擴(kuò)增、測序、雜交、蛋白質(zhì)組分析、代謝組學(xué)分析等）檢測患者體內(nèi)特定遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平的變化而做出的診斷。

分子診斷的靶標(biāo)包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)和小分子代謝物。分子診斷基本方法?測序：Sanger測序、新一代高通量測序?熒光PCR：實時熒光定量PCR、ARMS、HRM、數(shù)字PCR等、基因組學(xué)?PCR-雜交法：膜上、芯片[基因芯片]

、乳膠顆粒[Luminex]?PCR-SSCP、RFLP、dHPLC等?熒光原位雜交、直接雜交?其他基因擴(kuò)增檢驗方法：TMA、NASBA、LAMP、LCR等?

基于雜交技術(shù)的芯片技術(shù)包括cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片轉(zhuǎn)錄組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)代謝組學(xué)?

基于序列分析的基因表達(dá)系列分析SAGE

（serialanalysisof

geneexpression，SAGE）?

高通量測序雙向凝膠電泳等電聚焦（isoelectric

focusing，IEF）基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）和電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS?

代謝物指紋分析

（metabolomic

fingerprinting），采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）的方法?

代謝組學(xué)分析（metabolomic

profiling）?

核磁共振（NMR）目前國內(nèi)檢驗科的工作現(xiàn)狀

日常檢測工作的全自動化：血球計數(shù)儀、尿液分析儀、糞便分析儀、生化分析儀、免疫分析儀、細(xì)菌接種儀、細(xì)菌培養(yǎng)儀、細(xì)菌鑒定儀等不太關(guān)注分析前對日常檢驗結(jié)果的影響和分析后對患者疾病診療的影響現(xiàn)在的檢驗科離分子檢測有多遠(yuǎn)？離臨床的需求有多遠(yuǎn)？

我們的專業(yè)技術(shù)知識來自于：廠家？文獻(xiàn)？指南？

有多少檢驗科的質(zhì)量管理能說得上是“真正的質(zhì)量管理”？

有沒有哪個檢驗科的質(zhì)量管理進(jìn)入到了“自由王國”？

有沒有哪個檢驗科每年做一次全院臨床醫(yī)生的滿意度和對檢驗需求的調(diào)查？

我們的檢驗技師和檢驗醫(yī)師的日常工作有何區(qū)別？

知不知道新一代高通量測序技術(shù)？ARMS？

基因多態(tài)性（SNP）？與哪些藥物代謝能力有關(guān)？與哪些疾病的治療有關(guān)？

信號傳導(dǎo)通路？與腫瘤發(fā)生發(fā)展的有哪些？

靶向治療？靶向治療的藥物有哪些？針對的是哪些靶點和哪些腫瘤？

無創(chuàng)產(chǎn)前篩查（NIPT）？

液體活檢？沒有分子檢測（針對人的基因）的檢驗科沒有未來！

···

···面對撲面而來而來的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，ready？知識

能力

人天時、地利在哪里？有關(guān)實驗室自建方法和自配試劑（Laboratory

developed

tests,

LDTs）LDTs的“美國”定義指在CLIA認(rèn)證的實驗室內(nèi)研發(fā)的用于患者疾病診療的檢測方法和試劑，僅限于研發(fā)該LDT的實驗室使用。LDTs可分為三類我國對LDTs的監(jiān)管

國內(nèi)針對LDTs在2000年發(fā)布的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》（國務(wù)院令第276號）中的第十條規(guī)定，醫(yī)療機(jī)構(gòu)根據(jù)本單位的臨床需要，可以研制醫(yī)療器械，在執(zhí)業(yè)醫(yī)師指導(dǎo)下在本單位使用。

2014年新發(fā)布的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》（國務(wù)院令第650號）刪去了這一條，但并沒有規(guī)定不允許自制醫(yī)療器械。目前在我們的臨床實驗室中，實際運行的LDTs隨處可見，但極不規(guī)范！所以最關(guān)鍵的是，不是能不能做LDTs！而是：清不清楚什么是LDTs？以及：會不會做LDTs？“性能確認(rèn)”（“validation”）定義

The

FDAand

ISOboth

define

the

term“validation”

as“confirmation

byexamination

and

provision

of

objective

evidence

that

theparticularrequirements

for

aspecific

intended

use

canbeconsistently

fulfilled”

.（通過檢查和提供客觀證據(jù)證明，對一特定預(yù)期應(yīng)用的要求始終能得到滿足）The

FDA

and

ISO

termsfor

verification

andare

similar,

with

thedistinction

having

todowith

intended

use.（性能驗證和性能確認(rèn)FDA和ISO術(shù)語相似，差異在后者的“預(yù)期用途”）“intendeduse”預(yù)期用途

The

term“intended

use”inthese

documents

is

established

bythemanufacturer

or

developing

laboratory

at

thetime

ofassay

development

andhas

to

dowith

thepurpose

and

population

for

which

the

test

wasintended(e.g.,

diagnosis,

following

treatment,

etc.).

Relevant

performancecharacteristics

are

thendetermined

based

on

the

intended

use

of

the

test.

Somepeople

interpret

“intended

use”as

referring

tothe

relevant

clinicallaboratory

in

whichthe

test

is

performed,

rather

than

themanufacturer

ordeveloping

laboratory,

thus

causing

confusion.

TheWorld

HealthOrganization

(WHO)

defines

validation

as“the

action

(or

process)

ofproving

that

aprocedure,

process,

system

equipment

ormethod

usedworks

asexpected

and

achieves

the

intended

result”

.（WHO將validation定義為，證明所使用的一個程序、過程、系統(tǒng)設(shè)備或方法能按預(yù)期進(jìn)行工作以及取得預(yù)期結(jié)果的活動（或過程））分子遺傳檢測可能的預(yù)期用途篩查診斷預(yù)測(特定情況下)?靶向治療藥物選擇治療監(jiān)測預(yù)后“validation”

通俗一點的定義the

term“validation”

will

be

used

torefer

totheanalytic

performance

characteristicsthat

needtobeinitially

established

at

thetime

of

assay

development.

（指在測定方法研發(fā)時，最早建立的分析性能特征）如何進(jìn)行性能確認(rèn)？需要確認(rèn)的性能指標(biāo)有哪些？

分析性能確認(rèn)（analytical

validation

）：精密度（precision）：重復(fù)性研究準(zhǔn)確度（accuracy）：方法學(xué)比較研究分析靈敏度（analytical

sensitivity）：測定下限研究分析特異性（analytical

specificity）：干擾物質(zhì)研究可報告范圍（reportable

range)：線性研究參考區(qū)間（reference

intervals）（正常值normal

values）：參考值研究

臨床性能確認(rèn)（clinical

validation）：臨床敏感性臨床特異性陽性預(yù)測值陰性預(yù)測值分析后結(jié)果報告、解釋及與臨床溝通遺傳檢測報告至少要包括的信息

將報告與特定患者聯(lián)系在一起的惟一編號

咨詢?nèi)藛T的姓名和聯(lián)系方式

與檢測結(jié)果解釋有關(guān)的特異的信息和檢測性能

檢驗項目及所使用的方法（包括檢測范圍及檢測局限性）

標(biāo)本類型MM20-A.(vol.32.

No.15)Quality

managementformolecular

genetic

testing,Approvedguideline

標(biāo)本接收日期

檢測實驗室名稱，地點，包括咨詢實驗室

檢驗結(jié)果

根據(jù)檢測特性和其它提供給實驗室的信息對結(jié)果的解釋

報告批準(zhǔn)人的簽字

實驗室聯(lián)系方式

報告日期

適當(dāng)時，還應(yīng)包括：建議的有資質(zhì)的遺傳咨詢?nèi)藛T；對其他家庭成員的意義；進(jìn)一步的檢測建議XXXXXX醫(yī)院臨床分子檢測報告報告編號：*年齡：*樣本的處理：*樣本編碼：*臨床診斷：*采樣日期：*姓名：*性別：*送檢科室：*采樣時間：*送檢醫(yī)生：*樣本類型：*檢測方法：主要檢測儀器：*結(jié)果報告：編號*檢測項目*檢測結(jié)果參考值/參考范圍供參考的標(biāo)準(zhǔn)報告格式*結(jié)果解釋（結(jié)果的總體描述及臨床意義）：*檢測方法的主要性能指標(biāo)(至少含檢測范圍及檢測下限)：*檢測局限性：進(jìn)一步檢測的建議：建議的咨詢?nèi)藛T及其聯(lián)系方式：參考文獻(xiàn)：其它(對其他可能對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響的問題描述)：*收件日期：*檢測者：*檢測日期：*報告日期：*審核者：備注：實驗室地址：XX市

XX路X

號。郵編XXXXXX聯(lián)系電話：XXXXXXXX頁，共第頁Brownstein

GA,

et

al.

GenomeBiology

2014,15:R53TheCLARITY

Biology遺傳咨詢的一般流程

檢測前咨詢：包括可能的結(jié)果、準(zhǔn)確性和局限性、檢測的潛在風(fēng)險和益處、作出檢測決定、患者心理評估等

檢測流程咨詢對“Who”在“When”可做“What”的檢測（診斷、癥狀前、預(yù)測、篩查、攜帶者、治療┉

┉）選擇合適的實驗室：（資質(zhì)、技術(shù)和精確性、能力、價格、服務(wù)等）解釋檢測流程：包括向檢測者明確列出檢測過程、知情同意、安排檢測流程（正確的檢測申請單、正確的標(biāo)本采集運送和保存）、結(jié)果報告時間/告知、費用、保密措施、客觀評估患者利益和意愿（性格類型、有刺激事件發(fā)生、情緒反應(yīng)、是否準(zhǔn)備好面對檢測結(jié)果、檢測時間、宗教/文化信仰、理解檢測等）

等

告知結(jié)果及隨訪：包括準(zhǔn)備及過程、如何告知結(jié)果、檢測者可能的反應(yīng)、對結(jié)果的討論和患者隨訪等2013年5月14日

-茱莉在《紐約時報》上發(fā)表了“我的醫(yī)療選擇”一文2013年5月15日

-茱莉14日在《紐約時報》上發(fā)表了“我的醫(yī)療選擇”一文她表示自己由于攜帶乳腺癌1號基因(BRCA1)，已經(jīng)接受預(yù)防性的雙側(cè)乳腺切除手術(shù)，以降低罹癌風(fēng)險。據(jù)茱莉介紹，自己的母親曾經(jīng)與癌癥作斗爭了近十年，于56歲時去世。由于媽媽給她遺傳了BRCA1基因，因此患乳腺癌和卵巢癌的幾率比較高，分別是87%和50%。……“在美國，BRCA1和BRCA2基因測試現(xiàn)在依然需要3000多美元：，這對許多婦女仍然是一大阻礙?！盉RCA1和BRCA2

乳腺癌易感基因1（breast

cancer

susceptibilitygene1，BRCA1）和乳腺癌易感基因2（

breast

cancersusceptibility

gene2，BRCA2）是一類腫瘤抑癌基因。BRCA1基因位于17

q12-21區(qū)，基因組長約80kb,

編碼區(qū)5711bp，共有24個外顯子，編碼一個具有1863個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。BRCA2位于13q12-13區(qū)，基因組DNA

長約70kb，編碼區(qū)為10987bp，共有27個外顯子，編碼一個含有3418個氨基酸殘基的蛋白蛋。

2013年6月13日美國最高法院裁定巨數(shù)遺傳公司（Myriad

Genetics）擁有的BRCA1和BRCA2基因?qū)＠麩o效。BRCA1和BRCA2蛋白參與DNA損傷修復(fù)、轉(zhuǎn)錄活化與抑制、細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)、中心體復(fù)制的負(fù)性調(diào)節(jié)、對腫瘤生長起負(fù)性調(diào)節(jié)作用、在維持基因組穩(wěn)定性中起重要作用（Fig.）若BRCA1基因或BRCA2基因發(fā)生突變，導(dǎo)致?lián)p傷的雙鏈DNA不能得到修復(fù)，引起p53水平升高，繼而p21升高，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯。如果是p53的基因修復(fù)失敗，細(xì)胞過度增殖，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。BRCA1、BRCA2基因突變

BRCA1基因和BRCA2

基因可發(fā)生多形式、多位點基因突變。到目前為止，

已確定了600

多種BRCA1基因的種系突變，這些突變沒有明顯的突變熱點，而是分布于整個編碼區(qū)域。

BRCA1基因和BRCA2基因突變會導(dǎo)致家族遺傳性乳癌及卵巢癌，占所有乳癌患者患者約10%。帶有BRCA1或BRCA2基因突變的患者一生中罹患乳癌的機(jī)率為40%~87%，卵巢癌的機(jī)率為16%~60%。

遺傳性乳腺癌和卵巢癌綜合征（HBOC）：據(jù)估計，超過90％的早期發(fā)病的乳腺癌和卵巢癌是由BRCA1或BRCA2基因中的突變引起的。美國最新一項研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌基因BRCA1和BRCA2的突變將直接增加女性50%生育能力。隨著生育率的增加，這些致癌基因出現(xiàn)在現(xiàn)代人口中的頻率應(yīng)該較高，但事實不是那樣，相反頻率相當(dāng)?shù)??！白婺感?yīng)”（Grandmother

effect）“在早前的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后的女性會出現(xiàn)’祖母效應(yīng)’，即她們活的時間越長，就能夠給予她們的女兒和孫輩更多的支持，從而允許更多的孫輩出生。而相反的情況是，女性絕經(jīng)后因乳腺癌或卵巢癌等去世較早，不能幫助照顧她們的女兒和孫輩。這就影響了孫輩出生的數(shù)量，所以將突變基因傳給下一代的機(jī)會也因此受到限制?！比欢?，“祖母效應(yīng)”不能完全否定生育能力增強(qiáng)是由乳腺癌基因?qū)е碌?。“在人類歷史中，我們現(xiàn)在對工業(yè)和科技時代的改變相對迅速。在我們大多數(shù)的生存歷史中，人類的角色都是狩獵收集者。在那個時期，女性的生育能力是受到限制的，這有可能對由這些基因?qū)е碌纳芰Φ脑黾有纬闪藴p弱作用。美國Universityof

Adelaide的da

Silva博士說需要更多的研究來證明，現(xiàn)代狩獵社會可能會揭示這些基因突變在幾代中擴(kuò)散的方式及原因。da

SilvaJ.BRCA1/2mutations,fertility

and

thegrandmother

ProcBiol

Sci.

2012

Aug7;279(1740):2926-9ASCO（2003年修改，2010年重申）關(guān)于GeneticandGenomicTestingforCancerSusceptibility的聲明，腫瘤易感性遺傳檢測只能在以下情況下進(jìn)行：（1）有遺傳性腫瘤易感性的個人或家族史；（2）檢測結(jié)果可得到充分的解釋；（3）結(jié)果有助于患者或有腫瘤風(fēng)險的家族成員的診斷，或影響其臨床治療或手術(shù)。《2013年美國國立癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)（NCCN）乳腺癌篩查與診斷臨床實踐指南》、《2013年美國國立癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)（NCCN）遺傳性/家族性乳腺癌和卵巢癌高風(fēng)險評估臨床實踐指南》中指出，通過檢測BRCA1基因和BRCA2基因突變，能評價乳腺癌患病風(fēng)險及采取預(yù)防措施，降低乳腺癌或卵巢癌的發(fā)病率。一般來說，一級親屬（姐妹或母女）中有兩位發(fā)生單側(cè)乳腺癌或卵巢癌，其中一位在50歲以下，或有一位患上雙側(cè)乳腺癌，就可行BRCA1/2的基因檢測，以了解有無基因突變攜帶，該基因的突變可能會導(dǎo)致本人患卵巢癌和乳腺癌的機(jī)會明顯增高?！?017年美國國立癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)（NCCN）遺傳性/家族性乳腺癌和卵巢癌高風(fēng)險評估臨床實踐指南》：NCCN

Panel建議，來自有已知的有害的BRCA1/2突變的家族的個體，就可行BRCA1/2的基因檢測。大部分情況下，家族的突變狀況未知，最好是先檢測患病的家族成員，尤其是發(fā)病年齡早、雙側(cè)乳腺癌或多個原發(fā)灶的患者，因其較高的陽性結(jié)果的可能性。除非突變已知，否則就應(yīng)進(jìn)行綜合的遺傳檢測（如基因的全測序或大的基因重排的檢測）NCCNPanel建議，有乳腺癌史的患者，加上以下標(biāo)準(zhǔn)之一，可考慮進(jìn)行BRCA1/2檢測

（1）確診時患者≤45歲;

（2）至少兩個乳腺癌原發(fā)灶（雙邊腫瘤或2個或更多個界限清晰的同側(cè)腫瘤，同步或不同步發(fā)生），首次確診時患者年齡≤50歲;

（3）年齡≤50歲，1個或多個近親屬在任何年齡患有乳腺癌（或有未知或有限的家族史），1個或多個親屬患有胰腺癌或1個或多個親屬患有前列腺癌（