精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念在丙型肝炎診治中的應(yīng)用進(jìn)展

盧明子，朱偉，張曉琨，張旭

自2011年美國國家科學(xué)院、國家工程院、國立衛(wèi)生研究院及國家科學(xué)委員會共同發(fā)出“邁向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的倡議［1］并首次提出了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)概念以來，精準(zhǔn)醫(yī)療作為一種新興醫(yī)學(xué)概念和醫(yī)療模式，已成為公眾和學(xué)術(shù)關(guān)注的熱點，并影響各國政府政策的制定。

2015年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講中正式提出了“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”；2015年3月我國成立了國家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會，并召開精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略專家會議，推進(jìn)國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)療研究。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)以個體化治療為基礎(chǔ)，應(yīng)用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等高通量組學(xué)技術(shù)及分子影像、標(biāo)志物檢測技術(shù)等醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，結(jié)合患者生活方式、生存環(huán)境及臨床數(shù)據(jù)，將疾病進(jìn)行精確亞分類，并篩選出疾病潛在治療靶點及治療藥物，以針對特定患者制定相應(yīng)的疾病預(yù)防與治療方案，提高預(yù)防和診治疾病的效益［2］。

丙型肝炎是由丙型肝炎病毒（HCV）感染引起的全球性傳染性肝病，具有傳染性強(qiáng)、傳播途徑復(fù)雜、流行面廣和發(fā)病率高等特點。人感染HCV后自發(fā)清除率低，70%～85%轉(zhuǎn)為慢性感染，且大多數(shù)患者感染HCV后病情隱匿發(fā)展，進(jìn)而發(fā)展成肝硬化或肝細(xì)胞癌［3］。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球約有1.85億人感染HCV，每年至少有35萬人死于丙型肝炎相關(guān)并發(fā)癥［4］。20世紀(jì)90年代血清流行病學(xué)調(diào)查資料表明，我國一般人群抗HCV流行率為3.2%，估計HCV感染者約為3 800萬，是世界丙型肝炎的高發(fā)區(qū)之一［5］。近年來，隨著我國丙型肝炎的診斷率不斷升高，目前尚無有效的預(yù)防丙型肝炎的疫苗，丙型肝炎防治形勢仍然相當(dāng)嚴(yán)峻。

因此，本文在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在丙型肝炎治療中幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的研究進(jìn)展進(jìn)行概述和思考，并提出相應(yīng)的發(fā)展策略，以期為我國丙型肝炎的治療提供思路。

1 丙型肝炎分型診斷與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)

HCV具有高度變異性，根據(jù)HCV不同病毒株序列間的核酸差異，其主要分為7個基因型和至少67個亞型［6］。不同基因型病毒株具有明顯的生物學(xué)差異，包括地域分布、致病強(qiáng)度及疾病進(jìn)展轉(zhuǎn)歸等。

流行病學(xué)調(diào)查表明，HCV基因型分布具有明顯的地域性差異，在全球范圍內(nèi)，基因型1分布最廣，占所有HCV感染的46.2%，基因型3次之，占所有HCV感染的30.1%，基因型2、4、6共占所有HCV感染的22.8%，基因型5、7較少見［7］。在我國，基因型1b和基因型2a較為常見，其中以基因型1b為主（56.8%），其次為基因型2a（24.1%）和基因型3b（9.1%），未見基因型4和基因型5報告，基因型6相對較少（6.3%）［8-9］。

HCV基因型與丙型肝炎的病程進(jìn)展有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，相對于其他基因型，HCV基因型1感染能夠增加患者發(fā)展成為肝硬化和肝癌的風(fēng)險［10］。而HCV基因型3感染會導(dǎo)致肝組織的快速纖維化［11-12］。HCV基因型對于治療應(yīng)答預(yù)測及確定抗病毒治療療程有重要作用。目前，乙二醇干擾素（PEG-IFN）聯(lián)合利巴韋林（RBV）仍是我國HCV感染的標(biāo)準(zhǔn)治療方案。HCV基因型1b感染患者對該治療方案可以獲得40%～50%的持續(xù)病毒學(xué)應(yīng)答率（SVR），遠(yuǎn)低于基因型2、3患者的70%～80%的SVR［3］。另外，不同HCV基因型患者對直接抗病毒藥物（DAAs）的治療反應(yīng)也有所差異，采用的DAAs治療方案和療程不同［13］。這說明精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念早已經(jīng)體現(xiàn)在丙型肝炎的治療中。

2 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與丙型肝炎相關(guān)組學(xué)研究

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念指導(dǎo)下的丙型肝炎治療離不開基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)等生物信息學(xué)與大數(shù)據(jù)科學(xué)的快速發(fā)展和轉(zhuǎn)化。

在基因組學(xué)研究方面，2009年以來，多個國家獨立研究小組采用全基因組相關(guān)性研究（GWAS）方法，發(fā)現(xiàn)HCV宿主的IL-28B基因方案〔編碼干擾素（IFN）-λ3蛋白〕附近的單核苷酸多態(tài)性（SNP）與IFN治療效果相關(guān)。在對于不同族群的HCV基因型1患者的研究中，GE等［14］發(fā)現(xiàn)rs12979860 SNP位點為C/C純合子基因型患者對IFN治療的SVR是rs12979860 SNP位點為C/T或T/T基因型患者的2倍，不同族群攜帶該保護(hù)性等位基因的概率不同，其中東亞人群攜帶比例最高，而非洲裔美國人群攜帶比例最低［15］。這解釋了不同人群接受IFN治療效果的差異。另外，SUPPIAH等［16］對不同族群的研究中發(fā)現(xiàn)，IL-28B基因上游rs8099917 SNP位點為G/G純合子基因型患者對IFN治療無效的風(fēng)險是攜帶rs8099917 SNP位點為G/T或T/T基因型患者的2倍。另外，IL-28B基因附近rs12979860及rs8099917 SNP同樣與丙型肝炎患者對boceprevir或telaprevir與PEG-IFN和RBV聯(lián)合治療的效果有關(guān)［17-18］。以上研究結(jié)果提示，測定患者IL-28B基因SNP有助于預(yù)測丙型肝炎患者對PEG-IFN和RBV聯(lián)合治療的SVR及治療方案的確定。盡管IL-28B基因的SNP影響丙型肝炎的IFN治療效果的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究，但是IL-28B基因附近的SNP與IFN治療效果的相關(guān)性研究無疑極大地促進(jìn)了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在丙型肝炎治療中的應(yīng)用。

在蛋白質(zhì)組學(xué)研究方面，其能夠應(yīng)用于丙型肝炎的診斷、治療及預(yù)后判斷中，研究發(fā)現(xiàn)，丙型肝炎可以影響宿主糖酵解、磷酸戊糖途徑及三羧酸循環(huán)等物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)化過程［19］，并導(dǎo)致血清中載脂蛋白A-1、轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白等上調(diào)［20］。LEE等［21］發(fā)現(xiàn)，相對于健康對照，丙型肝炎患者及丙型肝炎引起肝癌患者的血清中補(bǔ)體C3a水平明顯升高。WHITE等［22］通過蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，丙型肝炎引起的纖維化與血清中Alpha-2巨球蛋白、結(jié)合珠蛋白及清蛋白水平的上調(diào)及補(bǔ)體C4、視黃醇結(jié)合蛋白、載脂蛋白A-4等蛋白水平的下調(diào)密切相關(guān)。另外，血清蛋白質(zhì)組學(xué)還可以預(yù)測丙型肝炎患者對PEG-IFN和RBV聯(lián)合治療后的病毒學(xué)應(yīng)答情況［23-24］。隨著丙型肝炎相關(guān)蛋白質(zhì)組學(xué)研究的推進(jìn)，相關(guān)研究成果將進(jìn)一步促進(jìn)丙型肝炎患者的及時診斷、分類治療、潛在治療靶點發(fā)現(xiàn)及預(yù)后判斷。

丙型肝炎發(fā)生、發(fā)展過程常伴隨著機(jī)體代謝的改變［25］。SEMMO等［26］通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對丙型肝炎患者的血漿和尿液進(jìn)行代謝組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)HCV感染會導(dǎo)致血漿中葡萄糖、甘露糖及油酸酰胺水平上升及乳酸水平下降，尿液代謝組學(xué)表明HCV感染還會引起醛糖還原酶活性增加。GODOY等［27］基于核磁共振技術(shù)對患者尿液進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)代謝指紋圖譜可以用于準(zhǔn)確診斷丙型肝炎?；诖x組學(xué)結(jié)果可以預(yù)測丙型肝炎患者對治療的病毒學(xué)應(yīng)答情況，對PEGIFN和RBV聯(lián)合治療具有持續(xù)病毒學(xué)應(yīng)答的丙型肝炎患者治療前血清中色氨酸水平明顯高于治療無效的患者［28］。

3 丙型肝炎生物標(biāo)志物及潛在治療靶點研究

miRNAs在丙型肝炎病理過程、治療及預(yù)后判斷中的作用已經(jīng)被廣泛研究。研究發(fā)現(xiàn)miR-122可以通過與HCV基因組5'端非翻譯區(qū)結(jié)合促進(jìn)HCV RNA的合成和翻譯［29-30］。血清中miR-122水平與丙型肝炎患者對PEG-IFN和RBV聯(lián)合治療后病毒學(xué)應(yīng)答相關(guān)［31］，對PEG-IFN和RBV聯(lián)合治療無效的患者肝臟中miR-122水平較低，而具有良好早期病毒學(xué)應(yīng)答的患者肝臟中miR-122水平較高［32］。在靈長類動物丙型肝炎模型中，修飾的miR-122抑制劑具有潛在的抗病毒作用［33］。研究表明，血清miR-20a可以作為HCV感染早期檢測的生物標(biāo)志物，還可以作為HCV感染引起的肝纖維化的預(yù)測性生物標(biāo)志物［34］。miR-448及miR-196過表達(dá)也能夠通過分別靶向HCV基因組中CORE和NS5A編碼區(qū)域進(jìn)而減弱病毒復(fù)制［35］。HCV感染會引起肝臟中miR-29表達(dá)水平下調(diào)及miR-130a表達(dá)上調(diào)，而體外條件下過表達(dá)miR-29或抑制miR-130a均可以減少病毒復(fù)制［36-37］。另外，let-7b及miR-27a在丙型肝炎發(fā)生、發(fā)展中均發(fā)揮重要作用［38-39］。以上研究表明miRNAs可以作為丙型肝炎治療中潛在的治療靶點以及診斷和預(yù)后判斷依據(jù)的分子標(biāo)志物，給丙型肝炎患者的治療帶來新的希望。

除miRNAs外，研究人員通過臨床隊列研究發(fā)現(xiàn)越來越多的丙型肝炎相關(guān)的分子標(biāo)志物。血清中β脂蛋白與丙型肝炎的治療預(yù)后相關(guān)［40］，研究發(fā)現(xiàn)，相對于正常對照，丙型肝炎患者血清鐵條素水平明顯下降［41］。在治療前，血清低密度脂蛋白、膽固醇水平較高及堿性磷酸酶水平較低的患者對IFN治療具有持續(xù)病毒學(xué)應(yīng)答的可能性更大［42-43］。血清中24-脫氫膽固醇還原酶自體抗體也可以作為丙型肝炎發(fā)生、發(fā)展的生物標(biāo)志物［44］。另外，研究表明，丙型肝炎患者肝纖維化與血清中去γ羧基凝血酶原水平上調(diào)密切相關(guān)［45］。

這些生物標(biāo)志物有助于對患者進(jìn)行快速、靈敏及無創(chuàng)診斷，一些生物標(biāo)志物可作為疾病進(jìn)展和預(yù)后的指標(biāo)，并可作為潛在治療靶點，從而可以按照精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的原則，針對特定治療的反應(yīng)進(jìn)行預(yù)測、設(shè)計相應(yīng)靶點藥物。預(yù)先細(xì)分為不同的亞群，使治療藥物針對特定人群，提高藥物的準(zhǔn)確性。另外，這些生物標(biāo)志物還有待于在大樣本隊列研究中進(jìn)行驗證，以尋找更多高靈敏度、高特異度的丙型肝炎生物標(biāo)志物及潛在治療靶點。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)正在引領(lǐng)醫(yī)學(xué)進(jìn)入一個全新的時代。隨著基因組測序技術(shù)的革新、生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)、組學(xué)技術(shù)（如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等）的進(jìn)步以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，將為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的快速推進(jìn)提供強(qiáng)勁的動力，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在丙型肝炎治療中的應(yīng)用。

然而，目前在HCV感染的精準(zhǔn)治療道路上仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如丙型肝炎相關(guān)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究大多有待臨床驗證，距離真正臨床應(yīng)用還有一段距離，如何將精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和大數(shù)據(jù)科學(xué)孕育出的研究成果盡快轉(zhuǎn)化為丙型肝炎的臨床實踐仍需進(jìn)一步研究與探討。因此，醫(yī)院及科研院所應(yīng)整合各種醫(yī)療、科研資源，聯(lián)合醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)專家、醫(yī)學(xué)生物學(xué)專家開展丙型肝炎大樣本的隊列研究，搭建廣域、準(zhǔn)確、規(guī)范、共享的大數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)平臺，建立大數(shù)量、高質(zhì)量的丙型肝炎生物樣本庫，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在丙型肝炎治療中的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

本文創(chuàng)新點：

本文探討了精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)這一創(chuàng)新理念在丙型肝炎診斷、治療及預(yù)后中的應(yīng)用前景；初次對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和大數(shù)據(jù)科學(xué)孕育出的研究成果盡快可能轉(zhuǎn)化為丙型肝炎的臨床實踐進(jìn)行思考。