在腫瘤學(xué)領(lǐng)域，隨著臨床醫(yī)生尋求為特定類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。為此，他們必須對患者進行測試，記錄突變并識別生物標(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)造了新的機會，他們渴望在這個不斷擴大的領(lǐng)域中工作。那些能夠進行大數(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)在以前從未見過的領(lǐng)域，如商業(yè)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和遺傳咨詢。
“精準(zhǔn)醫(yī)療的理論是令人興奮和清晰的——在正確的時間向正確的患者提供正確的藥物。但是，實際上，這可能是非常具有挑戰(zhàn)性的——確定如何開發(fā)一種具有正確生物標(biāo)志物的藥物確實非常困難，”艾伯維腫瘤學(xué)藥物開發(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。“這將需要多個利益相關(guān)者的共同努力。”
政府項目伸出援助之手
新的、功能強大的工具幫助了精準(zhǔn)醫(yī)療運動。人類基因組計劃是第一個完整的人類基因圖譜，于2001年發(fā)布了其初步結(jié)果。該計劃有許多好處，包括了解人體中大約20500個基因的位置，以及對基因的組織和運作有了更清晰的了解。
“人類基因組計劃已經(jīng)大大提高了我們在分子水平上了解腫瘤細(xì)胞如何工作的能力——我們越了解它們的內(nèi)部運作方式，就能更好地開發(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。他同時兼任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，我們知道使用針對癌細(xì)胞特定分子依賴性的藥物會導(dǎo)致反應(yīng)顯著增加。我們期待，醫(yī)學(xué)在未來將更具有預(yù)測性，而不是建立在反復(fù)試驗的基礎(chǔ)上。”
下一個重大變革是由奧巴馬總統(tǒng)于2015年發(fā)起的精準(zhǔn)醫(yī)療計劃，該計劃在2016年的聯(lián)邦預(yù)算為2.15億美元。這項撥款包括7000萬美元給位于馬里蘭州貝塞斯達的美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）下設(shè)的國家癌癥研究所（NCI），用于加速篩選癌癥基因組驅(qū)動因素的項目，并利用這些知識來創(chuàng)建更有效的治療方法。該計劃的一部分還包括向美國國立衛(wèi)生研究院提供1.3億美元，用于收集100萬美國人的健康檔案，并建立一個可以共享且用于研究的數(shù)據(jù)庫。
“All of Us”數(shù)據(jù)庫項目旨在從盡可能多的不同人群中收集信息，All of Us研究項目的首席醫(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不同類型的藥物會有不同的反應(yīng)，”Gebo說。“我們正在嘗試對傳統(tǒng)上未被納入生物醫(yī)學(xué)研究的各種人群進行研究。”
雖然研究人員經(jīng)常關(guān)注諸如性別之類的因素，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。
自該項目于2018年5月6日啟動以來，已有15萬名志愿者注冊，其中9萬人提供了有關(guān)其健康和家族史的數(shù)據(jù)。其目標(biāo)是讓人們在這個項目中停留數(shù)年，以更新他們的健康信息。美國國立衛(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)建一個可供所有科學(xué)家、其他公司和個人使用的數(shù)據(jù)平臺。
“這將是一個巨大的數(shù)據(jù)資源，使我們能查看我們以前從未有過的信息，”Gebo繼續(xù)說道。“我期待研究人員在研究數(shù)據(jù)時能親自動手。”
公司采取行動
由于可以獲得更多的遺傳信息，發(fā)展最快的精準(zhǔn)醫(yī)療方法之一是開發(fā)針對特定類型癌癥的抗癌藥物，這些藥物對具有特定基因組成或生物標(biāo)志物的個體有效。
“現(xiàn)在，我們了解了每種癌癥的基因結(jié)構(gòu)。有時候，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。他舉例說明了肺癌至少有10種不同的亞型這一事實。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，并且針對肺癌的特定亞型。
有些公司甚至更加專業(yè)化，比如位于康涅狄格州斯坦福德的Loxo腫瘤學(xué)公司（最近被禮來公司收購），就專注于由單個DNA異常引起的癌癥的治療。單一藥物可能會對這種癌癥產(chǎn)生巨大的影響。
“我對這項工作感到很興奮——你需要對腫瘤進行活檢，然后使用新一代測序技術(shù)來確定DNA或RNA的變化，這些變化表明它為什么會首先成為癌癥，并幫助你識別漏洞，我們可以使用藥物來對抗，”Loxo首席執(zhí)行官Josh Bilenker說。
根據(jù)諾華公司的一份聲明，精準(zhǔn)醫(yī)療的一種新趨勢是無創(chuàng)檢測。雖然傳統(tǒng)上癌癥是通過實體腫瘤活組織檢查診斷出來的，但一些科學(xué)家正在使用被稱為液體活檢的血液檢查，然后對血液中發(fā)現(xiàn)的腫瘤DNA片段進行基因組分析。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)如何治療癌癥的線索。諾華的研究人員多年來一直在開發(fā)液體活檢技術(shù)，現(xiàn)在正在努力使其在臨床實踐中成為現(xiàn)實。
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，被稱為酪氨酸激酶抑制劑。格列衛(wèi)治療各種類型的白血病——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)療并非沒有挑戰(zhàn)。其中包括測試和實施的成本、癌癥的變化無常和反彈的特性，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)和開發(fā)的復(fù)雜性也會減緩進展。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。
該計劃是由新英格蘭愛國者隊的所有者Robert Kraft捐贈的2000萬美元資助的。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)展過快。“這段經(jīng)歷讓他意識到這個系統(tǒng)中存在很多摩擦。如果它們能夠被消除，治療方法可能會更快地進入市場，”Hamermesh說。
為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，在過去的三年半時間里，加速器一直在與一些團體合作，以建立患者登記，并促進數(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。“我們所做的一切都不會繞過醫(yī)生或研究人員，”他補充道。“我們希望讓他們的工作更輕松。”
大量的機會
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的成長與發(fā)展，工作機會也將隨之增加，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)成勞動力的主要部分。
“精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域涵蓋廣泛的職業(yè)機會，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。他補充指出，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)、臨床實驗室科學(xué)以及支持樣品分析和診斷測試開發(fā)的平臺技術(shù)方面具有專業(yè)知識的人。
Hudson表示，在艾伯維，腫瘤部門從事精準(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，”他說。“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業(yè)人員。”
專業(yè)人士對此表示贊同，他們認(rèn)為，數(shù)據(jù)分析師將是最受歡迎的人才之一，因為來自多種來源的信息量將繼續(xù)增長。
“大數(shù)據(jù)需要聰明、深思熟慮的分析，”位于英國劍橋的轉(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。該公司為制藥公司、研究人員和學(xué)術(shù)界提供經(jīng)過基因改造的細(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，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。他說：“對于分析渠道專家——能夠執(zhí)行復(fù)雜數(shù)據(jù)分析的人而言，將會產(chǎn)生巨大的需求。”
需求：多才多藝的人
Ho解釋說，精準(zhǔn)醫(yī)療和一般的生命科學(xué)已經(jīng)變得越來越多學(xué)科協(xié)作，需要具備多種技能的專業(yè)人員。他說：“需要在核心專業(yè)領(lǐng)域之外的一個或多個領(lǐng)域具備一定的熟練程度，才能有效地進行跨學(xué)科交流。”
Cross表示同意。他指出，基礎(chǔ)科學(xué)家、計算科學(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型的信息。
Califano認(rèn)為，現(xiàn)有數(shù)據(jù)的豐富性也會催生更多專業(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，”他說。“當(dāng)你得到整個基因組時，你會發(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？這可能是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程。”
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，精準(zhǔn)醫(yī)療的兩個新的專業(yè)機會來自轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和細(xì)胞與計算生物學(xué)領(lǐng)域。該公司開發(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)鍵的信號酶，已被證明是癌癥進展的驅(qū)動因素。
這一領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)涉及應(yīng)用測序和生物標(biāo)志物分析的進展，來確定哪些患者最有可能對治療產(chǎn)生反應(yīng)。“一個新興的研究領(lǐng)域是促進免疫腫瘤學(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。
細(xì)胞生物學(xué)和計算生物學(xué)將被越來越多地用于管理對廣泛的數(shù)據(jù)進行深入分析。Hoeflich表示：“我們正通過機器學(xué)習(xí)和人工智能的方式，越來越多地整合其他的分子和基因組數(shù)據(jù)，包括來自腫瘤和液體活檢的數(shù)據(jù)，以揭示新的見解。”
Hamermesh指出，隨著各實體之間建立合作關(guān)系，探索授權(quán)，并制定新產(chǎn)品的營銷和分銷計劃，這將為商業(yè)專業(yè)人士打開機遇。他補充稱，哈佛商學(xué)院的卡夫精準(zhǔn)醫(yī)療加速器尚未開始創(chuàng)造就業(yè)機會。
Califano認(rèn)為，增長仍在繼續(xù)。“我們正處于精準(zhǔn)醫(yī)療的起步階段——我們正在為未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。”■
Ellen R. Delisio 是專注于科學(xué)和教育的一名自由撰稿人。她現(xiàn)居康涅狄格州。
鳴謝：“原文由美國科學(xué)促進會（www.aaas.org）發(fā)布在2019年3月15日《科學(xué)》雜志”。官方英文版請見https://www.sciencemag.org/features/2019/03/targeting-cancer-and-careers-precision-medicine。