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神经系统疾病中的整合式精准医疗

发布时间:2018年03月03日 14:19

  神经病学本身是融合多个学科来研究神经系统和骨骼肌疾病,是当今最活跃的临床医学学科,因此它的发展,必将和最新的理念以及技术结合在一起。神经病学数次里程碑式的进展都和其他学科的研究成果交叉融合相关,如20世纪70年代出现的计算机断层扫描(CT)、X线透射并集合计算机技术应用于中枢神经系统检查,使神经病学家第一次得以精确地观察到***脑内不同部位的正常和异常形态结构。结合物理学、数学和计算机技术的磁共振成像(MRI)技术于20世纪80年代末广泛应用,其能更加精细地观察到CT技术观察不到的脊髓结构与其病变,也能比CT技术更早期地发现脑脊髓病灶,尤其是缺血早期的病灶,极大提高了神经系统疾病的诊疗水平。如今随着神经显微病理、分子影像、神经生物、神经免疫、基因及蛋白质组学领域取得的进展,让我们从多种层面认识神经系统疾病的病因和发病机制;神经放射及介入技术的发展为许多疾病提供了新的诊治手段,基因和蛋白分子水平的研究促进了神经药理的发展,药物研发取得了很大的进步,这些都为个体化药物治疗提供了基础;干细胞技术为神经系统疾病的治疗提供了新的希望,而对神经网络及功能重建的研究,以及与新材料结合的智能康复器械的开发,使卒中病人有望得到更精确的神经康复。基于神经科学及相关学科的巨大发展,神经系统疾病的诊疗应向整合式和精准化发展。

  整合式的精准医疗可以包含两种形式,一种是以病人为中心的整合式个体化医疗模式;另一种是以疾病为中心的整合式多学科模式。不管是哪种模式,各个学科和各个学科的人员都需要自发的、自动的在系统里面参与整个疾病的诊疗过程。这一模式实际上从2000年开始就有了一个大体的构架,即从4P开始(预测、预防、参与、个体化),现在又加入了第5个P(精准),神经系统疾病的整合式精准医疗应该是在5P这个框架下进行的医疗。

  一、脑血管病的整合式精准医疗

  脑血管病的医疗目前以经验医学和循证医学为主导,临床诊治流程相对模式化,临床实践中充满了不确定性,治疗结果和预后往往不可预知。整合式医疗和精准医学的发展为脑血病的防治提供新的契机,使得脑血管病精准预警、精准诊断与精准治疗成为可能。

  1.基于大数据平台信息的精准防治:

  我国脑血管病临床资源丰富,随着医疗信息化进程的快速推进,以及近年来不断涌现的智能可穿戴设备、云计算、互联网技术的日益普及,使得大数据的广泛应用成为可能。目前,医生对待就诊患者的主要方式为"就病诊病",并未上升到"以病人为中心"、个体化诊疗的高度。看诊后的病患追踪、随访、定期宣教等方面,做得远远不够。建立脑血管病大数据平台,实现病患各级医院就诊记录信息的共享,进行多维、多元数据的合成分析,以利实现分层的个性化医疗管理。同时大数据平台为流行病学研究和政府决策提供了科学依据。

  2.基于多模式影像技术的精准诊断:

  多模式CT或MRI包括无创血管成像技术和灌注成像分析能更全面地评价脑血管病变程度,可以精准定位、定性和定量责任血管病变及病变的程度,为精确制定脑血管病的个体化诊断、治疗和预防策略提供依据。

  随着影像检测技术的不断发展和广泛应用,MRI由传统的形态学评价模式过渡到形态结合功能的综合评价模式。多模态MRI具有很多优势,可提供更加全面的信息,包括缺血性病灶的位置和大小、缺血半暗带的范围、是否存在急性或慢性出血、血管闭塞的情况,能够提示潜在的病因,有助于进行临床决策以及判断患者预后。可以说一次检查完成定位、定性、定因、功能评价、预后判断等。3.0T高分辨、多对比MRI技术能对动脉粥样硬化病变进行分型和定位,为临床个体化治疗及外科干预提供依据。溶栓前进行多模态MRI评估筛查可缩短溶栓时间。对于房颤的患者多模态MRI分析能发现无症状脑梗、微出血、白质病变、颅内动脉瘤、无症状血管狭窄等,可以更好帮助患者评估服用抗凝剂的风险和获益,实现个体化用药,精准治疗。多模式MRI的应用使得脑卒中的病因更加明确,比如颈部和颅内动脉夹层、血管炎、烟雾病、静脉系统血栓等诊断率明显提高。

  3.基于基因和蛋白组学个体信息的精准评估:

  随着基因技术的不端突破,传统的健康观念将逐渐被颠覆。大数据技术应用于基因检测领域,将使得人类的保健和治疗方式发生根本性的变化,人们从被动预防走向了主动预知健康,从传统的根据说明书服药转变为根据基因型服药,从经验治疗变为精细化治疗。基因蛋白组学研究的快速发展给脑血管病防控的带来了新契机。从基因修饰、转录、蛋白表达、蛋白功能代谢等多方面精准地认识病因、探索病理生理机制、寻找最佳时间的最佳干预治疗方法。

  4.基于区域化和组织化卒中中心管理的精准治疗:

  脑血管病的精准医学离不开多学科的紧密合作,卒中中心的建立尤为重要。卒中中心需要拥有神经内科血管评估、血管外科介入操作,神经外科手术、神经重症监护室,康复一体化治疗等,才能保障有效的精准治疗。区域化管理的卒中中心能最大限度地规范诊治流程,优化医疗资源配置,使得每个卒中患者得到及时诊断和最佳治疗。卒中治疗的组织化管理包括卒中发生后的院前急救系统、院内超急性期的快速诊治、急性期的卒中单元、二级预防、健康宣教的每一个环节。组织化管理的卒中中心显著提高患者的预后,是卒中治疗标准化和规范化的基础。

  二、帕金森病的整合式精准医疗

  帕金森病(Parkinson's disease,PD)是最常见的运动障碍疾病,老年人多见。目前帕金森病的诊断主要依靠病史、临床症状及体征。早期诊断尤其困难。寻找PD易感基因,探索多基因模型和分子通路,综合其他环境暴露,预测发病风险和临床进展,对患者进行分子分型,开展个体化诊疗、干预以及预后判断非常重要。

  分子影像的发展为PD的早期诊断提供依据。以18F–多巴作为示踪剂行多巴摄取功能PET显像可显示多巴胺递质合成减少。多巴胺转运体(DAT)及多巴胺D2受体显像可显示DAT/D2受体数量减少,在疾病早期甚至亚临床期即可显示降低,可支持早期诊断及鉴别诊断。经颅超声发现黑质高回声被认为是PD的高危因素或早期表现。

  帕金森病患者临床表现的异质性就要求治疗要体现个体化的原则,在遵循指南的基础上,详细了解患者疾病严重情况和疾病类型,以及治疗反应情况,包括治疗是否有效、起效的时间、作用维持的时间、有无不可耐受的不良反应和并发症等,个体化调整用药,争取达到更为精准的治疗效果。帕金森病的治疗不仅要立足当前,而且需要长期管理,以期达到长期获益。PD的科学管理不仅限于药物治疗,还包括心理疏导和来自家人的鼓励与支持,以及媒体和全社会的关注与关爱。建立由神经内外科,神经电生理,神经康复,神经心理组成PD诊疗中心来对PD患者进行整合式的治疗,是实现精准医疗的保障。

  三、痴呆和认知功能障碍的整合式精准医疗

  常见的认知障碍主要有轻度认知功能障碍(mild cognition impairment,MCI)和痴呆两类。神经系统退行性疾病、心脑血管疾病、营养代谢障碍、感染、外伤、肿瘤、药物滥用等多种原因均可导致认知功能障碍。痴呆的最终诊断主要根据尸检发现特异性的病灶,早期诊断和鉴别诊断非常困难。生物技术和影像技术的飞速发展为痴呆精准医疗的实施奠定了基础。一些生物标志物如脑脊液的Ab42水平、总tau蛋白、p–tau蛋白可以反映脑代谢的过程。BOLD–fMRI可以显像神经元的活动和脑默认网络功能连接,在不同时期及不同类型的认知功能障碍中有一定的特异性,有助于痴呆的早期鉴别诊断。各种PET分子探针有助于痴呆的早期诊断,揭示临床前的病理改变,指导早期个性化用药、客观监测病情进展和评价疗效。发达的计算机网络技术,可以协助建立认知障碍数据库,有效的数据存储和管理平台能进一步促进病患的精准化治疗。

  四、癫痫的整合式精准医疗

  脑电信号分析技术的进展、功能成像技术的临床应用、神经调控技术的应用为癫痫的临床诊断、病因诊断、药物治疗以及难治性癫痫的手术治疗提供了可靠的保证,实现精准诊断,合理用药。

  五、其他神经系统疾病的整合式精准医疗

  全基因组测序及全外显子测序技术明显提高了常见及罕见神经系统遗传病的诊断,40%~50%接受基因测序的临床患者得到较准确的诊断,但要做到广泛用于疾病的风险预测,个性化治疗仍然需要努力改进。

  六、机遇与挑战

  神经系统疾病是一组复杂并具有临床遗传异质性的疾病,新一代基因测序技术毫无疑问是神经系统疾病研究的一把钥匙。虽然精准医疗确实可以为未来的疾病治疗带来新的机遇,对于疾病的病因,临床诊断及预后、治疗都发挥极大的作用,但目前精准医疗仍处在起步阶段,需要大量收集临床资料,要实现精准诊断和精准治疗,还有很长一段路要走。伴随着精准医疗发展还有大量的工作要做,进行大批量采集基因组是关键的第一步,但这涉及到大量的个人隐私,构建庞大的数据平台的同时如果无法建立很好的隐私保护机制,很可能带来一场信息的灾难。个人隐私和数据安全的法律和技术问题亟需解决。规范的监管制度,开发稳定高效的高通量测序技术,高质量数据库的开发等需要政府、个人、家庭、企业及研究团体等的共同参与。

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