精準(zhǔn)醫(yī)療（Precision Medicine）是以個體化醫(yī)療為基礎(chǔ)、隨著基因組測序技術(shù)快速進步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式。精準(zhǔn)醫(yī)療需要精準(zhǔn)診斷，精準(zhǔn)診斷的最大板塊是分子診斷，分子診斷對病理樣本的高要求以及靈敏度的高要求給精準(zhǔn)診斷帶來了挑戰(zhàn)。那么如何實現(xiàn)分子診斷的精準(zhǔn)呢？2015年7月16日在上海舉辦的第二屆中國IVD產(chǎn)業(yè)投資于并購CEO論壇上DiaCarta公司總裁兼首席執(zhí)行官張愛國博士對此做了精彩的演講。

精準(zhǔn)醫(yī)療需要精準(zhǔn)診斷

精準(zhǔn)醫(yī)療離不開精準(zhǔn)診斷，精準(zhǔn)診斷起源于藥廠，首先要研發(fā)出精確治療的藥物，精確治療的藥物到了醫(yī)生手上，醫(yī)生要確定什么時間給什么病人什么治療，這之間的橋梁就是精準(zhǔn)診斷。精準(zhǔn)診斷不僅對精準(zhǔn)醫(yī)療起指導(dǎo)作用，對制藥公司來說是不可缺少的工具，因為在臨床上醫(yī)生對病人的分渠和對biomarker的尋找都需要精準(zhǔn)診斷的高技術(shù)平臺。

精準(zhǔn)診斷離不開精準(zhǔn)的病理標(biāo)本

精準(zhǔn)診斷離不開病理標(biāo)本，病理標(biāo)本與技術(shù)息息相關(guān)，而標(biāo)本的攝取面臨很大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)促進精準(zhǔn)診斷技術(shù)的突飛猛進。這些診斷中最大的版塊是分子診斷，分子診斷對樣本要求越來越高，對靈敏度的要求越來越高。對于一個病理樣本來說，病人進入醫(yī)院后經(jīng)歷多重檢測后才到分子診斷，這個過程會導(dǎo)致病理樣本的不足，給診斷帶來很大的困惑。同時樣本的攝取方式也存在很大的困擾，比如肺癌樣本，不可能一味地攝取肺癌組織。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前可以選擇無痛穿刺、癌游離DNA、微孔穿刺等技術(shù)來攝取病理樣本。

精確分子診斷新紀元：循環(huán)腫瘤DNA

科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)，腫瘤有著很高的異質(zhì)性，標(biāo)準(zhǔn)程序（tissue biopsy）根本不足以判斷癌癥的預(yù)后情況。而且活檢得到的是靜態(tài)信息，無法準(zhǔn)確反映癌癥的演化。在這種情況下，循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）就成為了科學(xué)家們的新希望，它能為人們揭示更多的癌癥信息，甚至跟蹤癌癥的發(fā)展。

癌細胞在破裂和死亡時，會釋放出循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）等內(nèi)容物，這種ctDNA是飄浮在血液中的基因組片段。對血液中的腫瘤DNA進行檢測和測序，可以幫助人們通過取血得到更全面的癌癥信息，告訴醫(yī)生治療是否已經(jīng)起作用，腫瘤有沒有演化出抗性。

ctDNA在精確分子診斷上潛力巨大，但也面臨著一些問題。如不同人的ctDNA水平差異較大，而且ctDNA并不那么容易檢測，特別是在腫瘤的早期階段。另外，人們還需要在更大型的研究中進行驗證，看ctDNA是否給出了足夠準(zhǔn)確的信息，且最靈敏的ctDNA檢測（例如BEAMing）需要事先知道想要檢測的突變，但獲得這樣的信息又相當(dāng)麻煩。外顯子組測序不需要預(yù)先知道任何信息，但檢測罕見突變的需求深度測序，這樣做的成本非常高。

精準(zhǔn)診斷的大挑戰(zhàn)：突變DNA的檢測受非突變DNA的干擾

腫瘤不是特一的，腫瘤組織中除了腫瘤還包含正常的組織。而腫瘤組織中既包含突變DNA又包含非突變DNA。那么怎樣排除非突變DNA的干擾？這對于精準(zhǔn)診斷來說也是一個大的挑戰(zhàn)。在治療過程中突變DNA在治療后會很快再現(xiàn)，這使精準(zhǔn)診斷在時間上有一定的難度。

分子診斷創(chuàng)新技術(shù)：只擴增突變DNA

分子診斷無疑在精準(zhǔn)醫(yī)療上起至關(guān)重要的作用。分子診斷技術(shù)從傳統(tǒng)的PCR，到現(xiàn)在數(shù)碼PCR，NGS等為精準(zhǔn)醫(yī)療帶來新的紀元。這些技術(shù)的通用特點是：從非突變DNA中尋找很小的突變DNA。然而靈敏度越高就需要更深的測序，這給靈敏度特異性帶來一定的局限性，那么我們該怎么辦呢？

張愛國博士說：如何提高分子診斷的靈敏度，如何從亂叢中找針（從龐大的非突變DNA中找出突變DNA），我們需轉(zhuǎn)換思路。突變DNA很小，且還存在非突變DNA的干擾，這使得精準(zhǔn)診斷更加難。如果我們可以把非突變DNA剔除，只擴增突變DNA，就可以從另一思維解決靈敏度問題。

張愛國博士在此表示他們團隊研發(fā)的“’QClamp’ Xenonucleic Acid Tech”技術(shù)可解決非突變DNA干擾的困惑，該技術(shù)利用鉗合探針把非突變DNA模板鉗合住，使其在擴增過程不能擴增，一旦有一個突變位點鉗合探針就不能雜交上，非突變模板可以正常擴增，從另一個角度來說就達到了只擴增突變DNA的目的，也可以達到靈敏度特異性的要求。這個技術(shù)得到很大同行的認可，可以在任何PCR或熒光PCR平臺上應(yīng)用。該技術(shù)可以在千分之一或萬分之一的靈敏度上檢測到突變DNA。

目前數(shù)碼PCR處于研究階段，也遇到非突變DNA的干擾。張愛國博士表示利用鉗合探針可成功移植非突變DNA，可使數(shù)碼PCR能以萬分之一的靈敏度擴增出突變DNA。同時癌游離突變DNA由于量少，有時數(shù)碼PCR也未能檢測到，但通過鉗合探針可檢測出來。