在肿瘤学领域，随着临床医生寻求为特定类型的癌症找到更好的治疗方法，而不是采用传统的放射、化疗和手术三联疗法，精准或靶向药物方面的创新持续快速增长。为此，他们必须对患者进行测试，记录突变并识别生物标志物，以确定哪种治疗方法效果最好，副作用最小。

   在这些领域以及更多领域的科学突破，使人们对基因及其功能有了更深入的了解，并为精准医疗以及那些拥有技术、研究和临床技能的人创造了新的机会，他们渴望在这个不断扩大的领域中工作。那些能够进行大数据分析和多学科研究的求职者将得到特别考虑。然而，新的工作岗位也将出现在以前从未见过的领域，如商业、转化医学和遗传咨询。

   “精准医疗的理论是令人兴奋和清晰的——在正确的时间向正确的患者提供正确的药物。但是，实际上，这可能是非常具有挑战性的——确定如何开发一种具有正确生物标志物的药物确实非常困难，”艾伯维肿瘤学药物开发副总裁Thomas Hudson表示。该公司是一家主要从事癌症研究的生物制药公司，总部设在伊利诺斯州的布拉夫湖。“这将需要多个利益相关者的共同努力。”

 

政府项目伸出援助之手

 

   新的、功能强大的工具帮助了精准医疗运动。人类基因组计划是第一个完整的人类基因图谱，于2001年发布了其初步结果。该计划有许多好处，包括了解人体中大约20500个基因的位置，以及对基因的组织和运作有了更清晰的了解。

   “人类基因组计划已经大大提高了我们在分子水平上了解肿瘤细胞如何工作的能力——我们越了解它们的内部运作方式，就能更好地开发出有效的治疗方法，”哥伦比亚大学系统生物学系主任Andrea Califano说。他同时兼任JP Sulzberger哥伦比亚基因组中心的主任以及位于纽约的赫伯特·欧文综合癌症中心生物信息学副主任。“现在，我们知道使用针对癌细胞特定分子依赖性的药物会导致反应显著增加。我们期待，医学在未来将更具有预测性，而不是建立在反复试验的基础上。”

   下一个重大变革是由奥巴马总统于2015年发起的精准医疗计划，该计划在2016年的联邦预算为2.15亿美元。这项拨款包括7000万美元给位于马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院（NIH）下设的国家癌症研究所（NCI），用于加速筛选癌症基因组驱动因素的项目，并利用这些知识来创建更有效的治疗方法。该计划的一部分还包括向美国国立卫生研究院提供1.3亿美元，用于收集100万美国人的健康档案，并建立一个可以共享且用于研究的数据库。

   “All of Us”数据库项目旨在从尽可能多的不同人群中收集信息，All of Us研究项目的首席医学和科学官、医学博士、公共卫生学硕士 Kelly Gebo指出。“我们知道不同的人对不同类型的药物会有不同的反应，”Gebo说。“我们正在尝试对传统上未被纳入生物医学研究的各种人群进行研究。”

   虽然研究人员经常关注诸如性别之类的因素，但All of Us正在记录其他信息，包括年龄、收入和教育程度。“我们想尝试研究人群中的这些其他差异，以及它们是如何影响该领域的临床结果，”Gebo说。

   自该项目于2018年5月6日启动以来，已有15万名志愿者注册，其中9万人提供了有关其健康和家族史的数据。其目标是让人们在这个项目中停留数年，以更新他们的健康信息。美国国立卫生研究院已经竭尽全力确保参与者的隐私，并打算创建一个可供所有科学家、其他公司和个人使用的数据平台。

   “这将是一个巨大的数据资源，使我们能查看我们以前从未有过的信息，”Gebo继续说道。“我期待研究人员在研究数据时能亲自动手。”

 

公司采取行动

 

   由于可以获得更多的遗传信息，发展最快的精准医疗方法之一是开发针对特定类型癌症的抗癌药物，这些药物对具有特定基因组成或生物标志物的个体有效。

   “现在，我们了解了每种癌症的基因结构。有时候，了解癌症的遗传基础比了解它的位置更好。正在研发中的药物是基于癌症的遗传易感性，而不是基于组织的起源，”纽约辉瑞肿瘤公司首席研发官Chris Boshoff说。他举例说明了肺癌至少有10种不同的亚型这一事实。他表示，辉瑞公司目前已经批准了14种抗癌药物，其中有7种是基于精准医疗，并且针对肺癌的特定亚型。

   有些公司甚至更加专业化，比如位于康涅狄格州斯坦福德的Loxo肿瘤学公司（最近被礼来公司收购），就专注于由单个DNA异常引起的癌症的治疗。单一药物可能会对这种癌症产生巨大的影响。

   “我对这项工作感到很兴奋——你需要对肿瘤进行活检，然后使用新一代测序技术来确定DNA或RNA的变化，这些变化表明它为什么会首先成为癌症，并帮助你识别漏洞，我们可以使用药物来对抗，”Loxo首席执行官Josh Bilenker说。

   根据诺华公司的一份声明，精准医疗的一种新趋势是无创检测。虽然传统上癌症是通过实体肿瘤活组织检查诊断出来的，但一些科学家正在使用被称为液体活检的血液检查，然后对血液中发现的肿瘤DNA片段进行基因组分析。这些DNA残留物揭示了可能导致患者罹患癌症的各种突变，并提供有关如何治疗癌症的线索。诺华的研究人员多年来一直在开发液体活检技术，现在正在努力使其在临床实践中成为现实。

   诺华还推出了几种靶向药物，如格列卫（Gleevec），它是第一种用于精准治疗的新型药物，被称为酪氨酸激酶抑制剂。格列卫治疗各种类型的白血病——慢性粒细胞性白血病和急性淋巴细胞性白血病——这些在过去常常是致命的，但现在是可以治疗的慢性病。

 

克服障碍

 

   发展精准医疗并非没有挑战。其中包括测试和实施的成本、癌症的变化无常和反弹的特性，以及研究人员必须处理的大量数据和规定。测试缺乏一致性也阻碍了该领域的发展。

   药物发现和开发的复杂性也会减缓进展。哈佛商学院的卡夫精准医疗加速器（Kraft Precision Medicine Accelerator）的使命是简化流程，让患者早日得到治疗。“我们正试图将商业思维应用于系统中的障碍之处，”该加速器的联合主席Richard Hamermesh表示。

   该计划是由新英格兰爱国者队的所有者Robert Kraft捐赠的2000万美元资助的。Kraft的妻子Myra因卵巢癌去世，在治疗后期接受了靶向治疗，但她的病情发展过快。“这段经历让他意识到这个系统中存在很多摩擦。如果它们能够被消除，治疗方法可能会更快地进入市场，”Hamermesh说。

   为了实现这一目标，在过去的三年半时间里，加速器一直在与一些团体合作，以建立患者登记，并促进数据收集和共享。Hamermesh指出，越容易找到病人，就能越快地安排临床试验。“我们所做的一切都不会绕过医生或研究人员，”他补充道。“我们希望让他们的工作更轻松。”

 

大量的机会

 

   随着精准医疗的成长与发展，工作机会也将随之增加，而且不仅是研究人员和临床医生，尽管他们将继续构成劳动力的主要部分。

   “精准医疗领域涵盖广泛的职业机会，多学科的能力范围，并涵盖了从发现和临床前阶段到临床开发设置的范围，”辉瑞公司副总裁兼转化肿瘤学负责人Steffan N. Ho说。他补充指出，关键的工作候选人将是在癌症生物学、免疫学、生物信息学、临床实验室科学以及支持样品分析和诊断测试开发的平台技术方面具有专业知识的人。

   Hudson表示，在艾伯维，肿瘤部门从事精准医疗工作的人数在两年内从30人增加到60人。“在制药和诊断公司，我看到精准医疗有很大增长，”他说。“公司还需要更多能够分析生物标记物和查看组织样本的专业人员。”

   专业人士对此表示赞同，他们认为，数据分析师将是最受欢迎的人才之一，因为来自多种来源的信息量将继续增长。

   “大数据需要聪明、深思熟虑的分析，”位于英国剑桥的转化基因组公司Horizon Discovery的功能基因组筛选负责人Benedict C. S. Cross说。该公司为制药公司、研究人员和学术界提供经过基因改造的细胞系，以模拟疾病。“你拥有的数据越多，获得更好结果的可能性就越大。”他说，数据处理得越快，将其转化为治疗方案的速度就越快。

   Califano赞同这种观点。他说：“对于分析渠道专家——能够执行复杂数据分析的人而言，将会产生巨大的需求。”

 

需求：多才多艺的人

 

   Ho解释说，精准医疗和一般的生命科学已经变得越来越多学科协作，需要具备多种技能的专业人员。他说：“需要在核心专业领域之外的一个或多个领域具备一定的熟练程度，才能有效地进行跨学科交流。”

   Cross表示同意。他指出，基础科学家、计算科学家、遗传学家和其他研究人员将需要能够综合许多不同类型的信息。

   Califano认为，现有数据的丰富性也会催生更多专业人员帮助患者处理数据的需求。“我认为需要更多的基因顾问，”他说。“当你得到整个基因组时，你会发现那里还有什么。如果偶然发现了什么，应该通知患者吗？这可能是一个相当复杂的过程。”

   总部位于马萨诸塞州的剑桥和瑞士楚格的蓝图医药（Blueprint Medicines）生物学副总裁Klaus Hoeflich说，精准医疗的两个新的专业机会来自转化医学和细胞与计算生物学领域。该公司开发了选择性靶向蛋白激酶的精确疗法，而蛋白激酶是一种关键的信号酶，已被证明是癌症进展的驱动因素。

   这一领域的转化医学涉及应用测序和生物标志物分析的进展，来确定哪些患者最有可能对治疗产生反应。“一个新兴的研究领域是促进免疫肿瘤学和免疫学方面的患者选择，使其更像精准医疗，”Hoeflich说。

   细胞生物学和计算生物学将被越来越多地用于管理对广泛的数据进行深入分析。Hoeflich表示：“我们正通过机器学习和人工智能的方式，越来越多地整合其他的分子和基因组数据，包括来自肿瘤和液体活检的数据，以揭示新的见解。”

   Hamermesh指出，随着各实体之间建立合作关系，探索授权，并制定新产品的营销和分销计划，这将为商业专业人士打开机遇。他补充称，哈佛商学院的卡夫精准医疗加速器尚未开始创造就业机会。

   Califano认为，增长仍在继续。“我们正处于精准医疗的起步阶段——我们正在为未来的发展奠定基础。”■

 

Ellen R. Delisio 是专注于科学和教育的一名自由撰稿人。她现居康涅狄格州。

鸣谢：“原文由美国科学促进会（www.aaas.org）发布在2019年3月15日《科学》杂志”。官方英文版请见https://www.sciencemag.org/features/2019/03/targeting-cancer-and-careers-precision-medicine。

《科学新闻》 (科学新闻2021年4月刊 科学·职业)