生物标志物_简述生物标志物及其分类

什么是生物标志物？ 

生物标志物（Biomarkers）是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能变化以及可能发生变化的生化指标，可用于疾病诊断、判断疾病分期或者用来评价新药或新疗法在目标人群中的安全性及有效性等，具有非常广泛的用途。生物标志物可以对疾病风险、预后或治疗反应进行分类。

Nature Review Cancer—探讨4种最新的生物标志物

在最新的一期Nature Review Cancer中，研究人员在精准医疗的大背景下，从肺癌的角度探讨了未来4类最有前景的生物标志物。既往对肺癌的分来主要是依据于不同类型肺癌的组织病理学改变，将肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞鳞状细胞癌或腺癌。然而，仅仅依靠组织病理学并不能从分子机制上对肺癌进行精准的分类。近几十年的癌症遗传学研究发现了越来越多的肺癌突变基因。首先是在1987年，研究人员在25%的非小细胞肺癌和50%的肺腺癌中发现了KRAS突变；在2004年，表皮生长受体（EGFR）突变被发现于肺腺癌中；在同一年，利用二代测序技术，研究人员确定了与肺癌相关的15种基因变化，这些变化有望依据于基因组学为肺癌的治疗重新分类。

表1：四类最有前景的生物标志物

由于个体基因组的差异，具有相同疾病表型的不同患者往往有不同的治疗效果，根据目前发现的生物标志物，人们可将同种癌症患者分为不同的亚型，并利用鉴定生物标志物过程中收集到的大量数据对疾病进行预后判断。

依据于biomarkers对治疗群体进行分类

如图1所示，在I类患者中，对于那些携带与低生存率相关生物标志物的患者（意味着有更差的预后），可采用攻击性更强的治疗方案（X疗法），而对于那些携带与较好治疗效果相关生物标志物的患者（意味着有更好的预后），可采用攻击性不那么强的治疗方案（Y疗法）。此外，在攻击性较强的疗法不适用的情况下，给预后较差的患者提供攻击性较低的疗法时，应告诉患者实情。

 
图1：生物标志物将患者重新分类

整合多种资源应对癌症精准医疗

    正如2011年美国国家医学研究委员会在精准医疗报告中所述：实现精准医疗必须先有两个“建立”：建立生物医学研究和疾病分类知识网络，建立信息共享中心让更多的研究者和医者共享成果。信息共享中心中应该囊括多方面数据，包括临床数据、人口统计学数据、流行病学数据、多种组学数据等。信息共享形成的知识网有助于预测疾病风险、疗效和预后等，从而有助于精准地将患者分类。对于新划分的患者类型，需进一步研究和随访，以确定最适合这类患者的护理标准。

图2：精准医疗研究策略

 Biomarkers研究面临诸多挑战

    虽然近年来组学技术的发展加快了生物标志物的鉴定速度，但统计学强度低以及结果再现性率差阻碍了生物标志物的临床进程。实施精准医疗研究，需要收集大量的患者数据才能鉴定出可区分疾病风险和治疗反应的有效生物标志物，然而，研究人员、医疗机构等在数据收集中面临着很复杂的挑战，主要体现在以下几个过程：

 1. 收集、处理、运输和存储数以百万计的生物样本，并用不同的分子检测技术对样本数据进行分析；

2. 收集电子病历数据，对不同类型的医疗记录和问卷调查数据进行整合，并储存数据；

3. 分析不同来源的数据，包括问卷调查数据、分子检测数据以及电子医疗记录，慎重对待每类数据的优势和局限性；

4. 结合不同学科的专业人员，包括临床医生、实验室研究人员、生物信息学家、生物统计学家以及律师；

5. 在确保参与者的法律、道德及隐私问题得到保障的情况下，将所收集到的数据进行传播。