精准肿瘤学
精准肿瘤学 (Precision Oncology)
精准肿瘤学(Precision oncology)是现代肿瘤学的一个分支与治疗范式,其核心在于利用肿瘤患者的个体特异性分子信息(如基因组、转录组、蛋白质组、表观基因组等),来指导诊断、预测预后、选择最有效的治疗策略,并监测治疗反应。其目标是实现“在正确的时间,对正确的患者,使用正确的药物”,从而提高疗效,减少不必要的毒副作用。它代表了从基于器官和组织学的传统治疗,向基于分子驱动机制的个体化治疗的转变。
1. 核心理念与技术基础
精准肿瘤学建立在两大支柱之上:
分子诊断技术:
下一代测序(NGS):包括靶向测序、全外显子组测序(WES)和全基因组测序(WGS),用于全面鉴定肿瘤中的驱动基因突变、乘客基因突变、拷贝数变异、基因融合等。
液体活检(Liquid biopsy):通过分析循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞或外泌体,无创地获取肿瘤分子图谱,可用于早期检测、监测耐药和评估肿瘤异质性。
对肿瘤生物学的深入理解:特别是关于癌基因成瘾、信号通路、肿瘤微环境和免疫逃逸机制的知识。
2. 主要实践策略
基于生物标志物的靶向治疗:
针对由特定分子改变驱动的肿瘤,使用相应的小分子抑制剂或单克隆抗体。
经典范例:使用EGFR-TKI治疗携带 EGFR 敏感突变的非小细胞肺癌;使用抗HER2疗法治疗 HER2 扩增的乳腺癌;使用BRAF抑制剂治疗 BRAF V600E 突变的黑色素瘤。
匹配的前提是进行伴随诊断(Companion diagnostic)。
免疫治疗的生物标志物:
筛选可能对免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)有反应的患者。标志物包括:
PD-L1表达水平
肿瘤突变负荷(TMB)
微卫星不稳定性(MSI-H)/错配修复缺陷(dMMR)
临床试验匹配与篮子试验/伞式试验:
篮子试验:招募携带相同分子靶点(如NTRK融合)的不同类型肿瘤患者,测试针对该靶点的药物。
伞式试验:针对单一癌种(如肺癌),根据患者的不同分子亚型,将其分配至不同的靶向治疗组。
基于机制的联合疗法:
针对获得性耐药机制设计联合用药(如EGFR-TKI联合MET抑制剂克服MET扩增耐药)。
利用合成致死原理(如PARP抑制剂治疗BRCA突变肿瘤)。
3. 工作流程
样本获取与分子分析:获取肿瘤组织(或血液)样本,进行NGS等分子检测。
数据解读与报告:生物信息学分析生成突变列表,由分子肿瘤委员会解读,区分驱动突变与乘客突变,并提供治疗建议(包括已批准疗法、临床试验或超说明书用药可能性)。
临床决策:医生结合患者临床状况,与患者共同制定个体化治疗方案。
动态监测:治疗期间通过影像学和液体活检监测疗效和耐药情况,及时调整策略。
4. 优势与挑战
优势:
提高疗效:为部分患者带来前所未有的高缓解率。
减少无效治疗:避免对不可能获益的患者使用有毒或昂贵的药物。
发现新靶点:推动新药研发和临床试验设计。
挑战:
肿瘤异质性:原发灶与转移灶、瘤内不同区域的分子图谱可能不同,单次活检可能无法代表全貌。
耐药性:几乎不可避免,需要持续监测和开发新一代药物/联合策略。
成本与可及性:先进测序和靶向药物费用高昂,存在医疗不平等问题。
数据解读复杂性:对意义未明变异(VUS)的解读以及如何整合海量多组学数据是巨大挑战。
罕见突变:许多患者的驱动突变可能非常罕见,缺乏对应药物。
5. 未来方向
多组学整合:结合基因组、转录组、蛋白质组、免疫组数据,构建更全面的肿瘤图谱。
人工智能与大数据:利用AI分析临床和分子数据,预测最佳治疗方案和预后。
早期检测与预防:将精准医学应用于癌症风险预测和早期筛查。
细胞疗法与疫苗:开发个性化的CAR-T细胞疗法、肿瘤新生抗原疫苗。
参考文献
Collins, F. S., & Varmus, H. (2015). A new initiative on precision medicine. New England Journal of Medicine, 372(9), 793-795. (美国总统精准医疗计划的倡议书,定义了广义的精准医疗)
Vogelstein, B., et al. (2013). Cancer genome landscapes. Science, 339(6127), 1546-1558. (提供了癌症基因组学的全景视图,是精准肿瘤学的基因组学基础)
Tannock, I. F., & Hickman, J. A. (2016). Limits to personalized cancer medicine. New England Journal of Medicine, 375(13), 1289-1294. (对精准肿瘤学的局限性进行了批判性思考)
Hyman, D. M., Taylor, B. S., & Baselga, J. (2017). Implementing genome-driven oncology. Cell, 168(4), 584-599. (讨论了如何将基因组发现转化为临床实践的具体路径)
Le Tourneau, C., et al. (2015). *Molecularly targeted therapy based on tumour molecular profiling versus conventional therapy for advanced cancer (SHIVA): a multicentre, open-label, proof-of-concept, randomised, controlled phase 2 trial*. The Lancet Oncology, 16(13), 1324-1334. (SHIVA试验是早期探索根据分子谱进行跨癌种靶向治疗的重要临床研究,证明了其可行性)
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