教师与钟文迪的问答:探索医学的遗传方法

温迪涌进入医学院的那一年，艰巨的人类基因组测序项目开始了。她意识到，当她完成培训后，工作就完成了，有人需要知道如何处理所有这些信息——所以她把精力集中在获得寻找基因和治疗遗传疾病的技能上。

“这是医学史上的一次，我们有一个独特的机会，因为我们实际上已经对人类基因组进行了测序。我们知道大多数基因的作用。我们有计算机能力来分析数据和电子医疗记录，收集临床数据，并相对快速地传播如何使用这些数据的知识。”

钟是哥伦比亚大学精准医疗计划的一员，该计划旨在根据每位患者的遗传和其他特定信息改善患者护理。2014年成立，时任总统李·c·博林格获委任先驱分子生物学家汤姆则称作为该计划的负责人，该计划不仅在牛津大学的临床学科和基础科学领域形成，而且在数据科学、工程、法律、公共政策和伦理等领域也在形成。

“温迪是哥伦比亚大学临床遗传学的真正先驱——她在儿童疾病方面的工作，并通过她在美国国立卫生研究院的工作，更广泛地倡导遗传学——温迪经常强调说:‘这一切都是关于遗传学的!’”Maniatis说。“基因医学是确保患者优先，我们的治疗符合他们的目标，”专攻儿科医学的Chung说。Chung意识到她也想帮助解决基因医学的基本伦理问题。这些问题包括如何确保平等获得护理和限制在就业或保险方面因易患某些疾病而受到基因歧视的可能性，以及考虑改变基因的社会影响。或者，正如她所说，“我们能做某事，并不意味着我们应该做。”

“这不仅仅是医生说了算，”她说。“这真的是关于社区一起思考这个问题，并提出解决方案。”

Maniatis说:“尽管精准医疗领域的这些机会令人兴奋，但重要的是要强调，从发现致病突变到了解这些突变实际上是如何导致疾病的，我们才刚刚开始。”“后者是开发有效治疗和预防策略的先决条件，将需要在人类生理学基础科学方面取得重大进展。这就是为什么哥伦比亚精准医疗计划的目标是将我们的集体智慧和临床专业知识用于应对这些非常重要和根本性的挑战。”

Q。你的研究重点是什么?

一个。我的研究比较广泛。我是一名人类遗传学家，我所做的就是与我的病人合作，回答他们的问题，“我为什么会患上这种疾病?”当我们不能通过常规的临床护理得到答案时，我们使用我们的研究工具来发现人类疾病的新基因。一旦我们确定了这些基因，我们就必须描述临床特征，了解基因是如何导致我们现在描述的新疾病的，以及我们如何支持病人并最终治疗他们。

Q。在您的实践中，您如何定义精准医疗?

一个。简单来说，精准医疗就是在正确的时间以正确的方式对正确的病人进行正确的治疗。例如，并不是所有的癌症都是一样的，所以我们微调我们的治疗方法，试图限制药物的毒性和副作用，并确保患者有最好的机会从我们开出的处方中受益。这不仅仅是在病人生病后进行治疗，还包括在第一时间防止问题发生。

Q。在基因发现时代之前，这种个人方法在临床环境中有空间吗?

一个。从历史上看，我们依赖于家族史，根据你的家族疾病，你可能有什么风险。我们现在可以做得更好，通过使用遗传信息，实时观察你身体里发生了什么。你开始出现疾病的早期阶段了吗?我们能在你出现症状之前发现这些早期阶段吗?如果是这样，有时候我们可以让事情戛然而止。或者反过来，让病人恢复到更好的健康状态。

Q。利用遗传学进行预防保健的最大挑战是什么?

一个。下一个大的前沿将是对一个健康的人进行研究，并试图预测他们是否会患病，如果患病，是什么病，何时患病，以及病情有多严重。此外，我们必须使基因检测更加公平。我们现在没有基因组专家，所以每个人都可以做基因健康检查。我们需要建立基础设施，不仅在哥伦比亚大学每年治疗1000名患者，而是每年治疗10万名患者。残酷的现实是，即使我能做出诊断，我也只能在10%的情况下立即将其转化为有效的治疗方法。我们需要能够将我们对疾病机制的理解转化为改进的治疗方法。此外，作为研究人员，我们并没有很好地将每个人纳入我们的研究，特别是拉丁美洲人、非洲裔美国人、亚洲人以及来自全球不同角落的许多其他人。就疾病易感性而言，我们对这些人的正常和不同之处了解不够。这是不公平的。

Q。你最近发现了先天性心脏病和儿童神经发育障碍之间的基因联系。能告诉我们你发现了什么吗?

一个。先天性心脏病影响心脏的发育、结构和功能，大约10%患有先天性心脏病的婴儿后来被诊断为神经发育障碍，如学习障碍和注意力缺陷多动障碍。一种可能的解释是，患有先天性心脏病的儿童在大脑发育的关键时刻可能缺乏足够的血液和氧气。心脏手术和心脏护理方面的创新意味着现在大多数患有复杂心脏问题的儿童都能活过新生儿期。利用复杂的基因组测序工具，我们有能力深入研究基因组，并确定这些疾病是否与基因有关。确定潜在的遗传原因将使我们能够预测先天性心脏病患者神经发育障碍的风险，使我们能够在大脑仍在生长和发育时进行干预。我认为，我们将开始看到基因组测序走出研究领域，进入临床，作为一种诊断工具，具有预测多种疾病风险的能力。这是最好的精准医疗。

Q。你在儿科工作。对待孩子和对待成人有什么不同的方法吗?

一个。我的病人中大约一半是儿童，一半是成年人。我并不关心我的病人有多大年纪，但儿童确实有更大的遗传病负担，因为不幸的是，他们中的许多人活不到成年。从历史上看，我们在儿科看到了更多的基因药物。尽管无论你是15岁还是50岁，这些概念都是一样的，但有些事情我们对孩子非常关注。他们还在发育，他们的身体和思想都在变化，所以我们考虑的是疾病是如何演变的，以及我们的治疗是如何影响孩子们的发育的。

Q。你研究的一个重点是自闭症。你发现了什么?

一个。自闭症是一种笼统的诊断;自闭症没有单一的类型，也没有单一的病因。它是一系列可以一起传播的行为。我看到患有注意力缺陷障碍或焦虑症的儿童可能与自闭症儿童有一些重叠的特征。一个基因可能在一个人身上导致自闭症，但在另一个人身上表现为其他智力障碍，在第三个人身上表现为与正常行为相容，这取决于基因组的其余部分，性别和其他早期发育暴露。

Q。你的团队最近发现了一个与肺动脉高压有关的基因。现在有治疗这种疾病的方法吗?

一个。值得庆幸的是，肺动脉高压相对罕见。这是一种肺动脉受压，肺部血压升高的情况。在研究这种疾病的过程中，我的团队发现一种特殊的钾离子通道对调节肺部的血压非常重要。你可以服用一些药物来改变通道的打开和关闭，我们用它来预防癫痫和心律失常。希望我们可以用同样的药理学来治疗肺动脉高压。如果不是遗传学的原因，我们都不会想到重新利用这些药物。

Q。精准医学着眼于人类基因组的突变。对于在人的一生中发生的突变，如癌症，有什么治疗方法?

一个。出生时，你从父母那里得到了一组特定的基因。但是你的基因会随着你的一生而改变。与此最相关的疾病是癌症，它是细胞中许多突变的积累，以至于这些细胞开始失控。它们生长迅速，入侵它们不该入侵的地方。肿瘤学的精准医学方法是找出癌症的致命弱点。哪里弱?癌细胞实际上比正常细胞更脆弱。所以我们可以使用基于癌症突变的靶向治疗，包括激活免疫系统来摧毁癌症，而不会对身体其他部位造成附带损害的方法。

Q。你能告诉我们你在糖尿病方面所做的工作吗?

一个。在过去的10年里，我们一直在与Naomi Berrie糖尿病中心的内分泌学家合作，以识别那些不完全符合1型或2型糖尿病特征的患者，试图更好地了解他们的基因。我们已经能够识别出许多被过度治疗的病人，让他们服用口服药物，或者在某些情况下，只是改变饮食和锻炼。他们不再需要注射胰岛素或一直检查血糖。你无法想象这对一个家庭来说是多么大的解脱，尤其是对一个有小孩的家庭。另一方面，在某些情况下，我们已经意识到一个人的糖尿病类型要严重得多，涉及到糖尿病以外的其他医学问题，需要非常积极的治疗，否则我们可能不会想到使用。所有这些病例都强调了一个观点，即所有的糖尿病都是不一样的。找到这些基因可以帮助我们告诉你你的路线图是什么，这样你的治疗就不仅仅是试错了。

Q。哥伦比亚大学在这类临床研究中的跨学科方法有何独特之处?

一个。哥伦比亚大学最大的资产是大学社区——教师、后勤人员、研究生和博士后。这是人类智慧和才能的惊人财富。而且，我们不仅仅是一所医学院;我们也有工程师、数学家、物理学家和统计学家，他们知道如何获取大量数据并发现模式。我们有人文学科的学者——比如社会学家、哲学家和历史学家——他们思考我们所做的事情的人性维度，并确保我们所有努力的核心，是我们所做的事情对每个人都有益。最后，我们生活在这样一个时代，我们可以而且确实使用社交媒体来加快获取信息的速度，帮助患有罕见疾病的患者与患有同样疾病的其他人联系，不仅在美国，而且在世界任何地方，使这成为一项全球性的努力。