分子诊断与分子治疗是当代医学发展的必然

2014-4-08 08:12 来源: 达安人报
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  医学科学发展的实践已经并且必将继续表明,科学与技术的发明和重大发现对医学科学的发展产生着重要的影响。诊断与治疗是医学科学的两个重要方面和组成部分,诊断与治疗学科的发展与进步也无不打上不同时代科学技术进步的烙印。

  纵观医学诊断和治疗学科的发展历程,正是由于包括物理学、化学、免疫学、分子生物学等学科在内的一个个犹如星斗般灿烂的重大发现和发明,才使得医学诊断与治疗学科与时俱进,不断丰富、发展与完善。从1895年伦琴发现X-线并开创了放射学和放射诊断学,到1946年布洛赫和柏赛尔发现核磁共振现象,再到劳特布尔和曼斯菲尔德引领现代核磁共振成像(MRI)技术的发展;从科勒发明杂交瘤单克隆抗体技术,到耶洛放射免疫分析法的确定,再到蛋白质组学研究和蛋白质谱分析;从DNA双螺旋结构模型的确立,到人类基因组草图的描绘、再到PCR技术和基因芯片技术应用到分子诊断;从弗来明发现青霉素,开创抗菌素治疗的新时代,到维尔纳•福斯曼等医生创始和发展心脏导管术,再到汤姆斯和穆雷开创骨髓移植和人体器官移植术,直到安德鲁•法尔和克雷格•梅洛因发现的RNA干扰机制,开启基因治疗新纪元。这些里程碑式的诊断与治疗学科发展的足迹就是当代医学大厦的基石和标志。

  以DNA双螺旋结构的模型提出为标志,分子生物学在半个多世纪的发展历程中,尽显了风流与辉煌!分子生物学不仅吸引了世界上一大批有志于认识生命本质的科学家和临床医生投入其中,用生命与智慧创造出医学发展史上瀑布般的学术成就,彻底改变了诊断与治疗的传统观念,而且分子生物学领域越来越多的发明和成果正在各类临床疾病的诊断与治疗方面得到应用并极大地推动了临床医学的研究和发展。与此同时,分子诊断与治疗作为检验医学与临床医学研究和应用的一个专业领域,也有了长足的发展。分子诊断与分子治疗已经作为独立的学科正式登上医学科学的历史舞台。

  分子诊断(molecular diagnosis)狭义上是指基于核酸的诊断(nucleic acid-based diagnosis),即对各种DNA和/或RNA样本的病原性突变的检测以便实现对疾病的检测和诊断。随着第一张人类基因组测序图以及随后的其他生物基因组测序图的发表,分子诊断学已进入了一个有着空前机会和挑战的新时代。而在后基因组时代,随着蛋白质组学研究的实施,功能基因组及其相关的表达产物与疾病联系的谜团被破解,分子诊断又赋予了新的外延:分子诊断的对象包括基因及其相关的表达产物——生物大分子。

  蛋白质组学的发展,成为分子诊断的一个必不可少的工具。比如,与癌变相关的DNA、RNA、蛋白质、染色体以及细胞变化谱等将会逐渐被人们所认识,将会出现与肿瘤发生、发展相关的基因突变谱、基因甲基化谱、基因多肽谱、基因表达谱、体液蛋白质(或其他化学成分谱)、染色体谱以及细胞和组织器官的分子影像谱图等。这些变化谱将会成为肿瘤标志谱,更准确地用于指导肿瘤的预防、诊断和治疗。

  分子诊断是当前的一种临床实际。从Kan及其同事首次应用DNA杂交实现α-地中海贫血的产前诊断,到Saiki发明PCR技术特别是实时荧光定量PCR的应用,再到高通量自动化的生物芯片技术以及变性高效液相层析、SNP分析等技术的应用;从利用分子杂交、PCR等单一技术和定性诊断发展到多项技术的联合应用和半定量、定量和多基因病分子诊断,再到基因表达产物的生物大分子的诊断;从治疗性诊断,发展到针对高危人群进行疾病基因或疾病相关基因的筛查和预防性分析评价。分子诊断正处于学科发展的黄金时代。

  而且,随着分子生物学理论和技术的继续发展,分子诊断还将出现更加辉煌的明天。与此同时,分子治疗(molecular therapy)的发展则得益于DNA体外重组技术和淋巴细胞杂交瘤两大技术的问世。基因治疗作为一项全新的疾病治疗手段,近20年来发展迅速,人类基因组计划的实施和人类全部染色体的解密,不仅使人类更加清楚地了解自身,而且为基因诊断和基因治疗的研究奠定了基础。基因扩增技术,基因修饰技术,基因克隆技术,基因芯片技术,基因治疗技术,以及新型表达载体等新技术新方法的不断涌现促进了分子治疗学科的发展。分子治疗在广义上包括基因治疗和生物治疗以及针对某些信号转导分子的分子靶向治疗。在过去的几十年里,在治疗包括某些遗传性免疫缺陷尤其是肿瘤性疾病方面显示了独特的效果。

  随着对肿瘤发生发展分子机制的深入研究,包括基因治疗在内的生物治疗已经成为肿瘤综合治疗中的第四种模式。生物治疗是以现代分子生物学、细胞生物学和分子免疫学等前沿科学为基础,强调肿瘤发生发展和转归的分子基础和治疗的针对性、特异性(靶向性)和有效性,针对CD分子、膜受体信号传导、基因转导、血管形成等靶位,设计相应药物(单抗或小分子等)、病毒或细胞,用于肿瘤的防治。针对CD分子、膜受体信号传导、基因转导、血管形成等靶位,目前应用比较广泛的是细胞因子治疗、酪氨酸激酶受体的分子靶向治疗、单克隆抗体标记放射性核素治疗。肿瘤生物化疗(biochemotherapy)是生物治疗和化学治疗联合应用于肿瘤治疗的全新综合治疗模式,是根据肿瘤的病理类型、临床分期、发生部位和发展趋势,结合病人的全身情况和分子生物学行为,有计划地联合应用化疗药物和生物制剂进行治疗。

  基因治疗在肿瘤治疗中有着广泛的前景。将外源目的基因导入人体靶细胞或组织以取代有缺陷的基因,通过其正常表达,以达到防治肿瘤的目的。肿瘤基因治疗基本策略主要有以下几种方式:基因替代、基因修饰、基因添加、基因补充、基因封闭等。根据功能基因导入方式不同分为体内基因治疗和体外基因治疗。常用病毒作为运送基因的载体,目前已有基 因 转 导P53(如AV-P53)、基 因 转 导 的DC(如AAV-BA46-DC)、基因转导的TIL(IL-2、TNF-α)等用于各期临床研究。

  RNA干扰技术也是基因治疗的重大突破。通过向体内注入微小RNA片段,会干扰生物体本身的RNA“信使”功能,导致相应蛋白质无法合成,从而“关闭”特定基因,采用RNA干扰技术直接从源头上使致病基因“沉默”,因此能更有效地治疗某些疾病。

  正是当代一系列科学技术的成就,使得分子诊断与分子治疗学科不断发展与进步,而分子诊断与分子治疗则是当代医学发展的必然。