系统生物医学将助力个体化治疗

■本报记者 甘晓
 
人类基因组计划已经取得成功。不过，生命的奥秘并没有就此解开。
 
中国工程院院士刘德培近日接受《中国科学报》记者专访时指出：“读懂基因组，将是后基因组时代生命科学领域面临的最具挑战性的难题之一。”而系统生物医学应用系统生物学的方法研究医学，则有助于解析基因参与的表达调控网络、系统阐述所有基因的表达调控规律，从而使个体化治疗变得可能。
 
后基因组时代的整合型大科学
 
在系统生物医学概念提出之前，“系统生物学”的概念就产生了。刘德培解释：“系统生物学是系统研究一个生物系统中所有组成成分的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并分析生物系统的动力学过程的科学。”
 
早在1992年，日本学者Kamada首先使用了“系统生物医学”一词。同年，中国学者曾邦哲在首届全国中西医学比较研讨会上也提出了“系统医药学”的概念与模型，指出医药学研究需要多学科的共同参与。
 
然而，由于生物学研究手段的缺乏，系统生物医学的概念在当时并未受到广泛关注。随着技术发展，多种组学与生物信息学的研究手段和方法逐渐产生，系统生物医学应运而生并日益受到重视。
 
“在系统生物医学框架下，生命全过程与疾病全过程得以全方位、立体化、多视角地研究，人体的生理和病理机制才能完全被揭示。”刘德培说。
 
在系统生物医学研究中，不仅要实现基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等不同构成要素的信息整合，还需实现从基因到细胞、组织、个体等不同层次的信息整合。
 
因此，在刘德培看来，基于其高度的整合性和复杂性，系统生物医学的研究需要医学、生物学、数学、计算机科学等多学科的支持。
 
在近日召开的香山科学会议第420次学术讨论会上，刘德培总结：“系统生物医学是一种整合型大科学。”
 
解决整体医学、个体化治疗问题
 
关于人体健康的整体观和个体观尽管是我国传统医学中的主要观点，但由于分析检测手段所限，至今尚未被现代医学完全接纳。
 
随着基因组学、蛋白质组学等研究的深入，系统生物医学的研究方法有助于临床医学向整体医学和个体化医学发展。例如，美国哥伦比亚大学教授Karsenty致力于骨骼与其他系统的联系的研究，发现骨钙素有望用于治疗肥胖、糖尿病和不育。
 
据刘德培介绍，作为新兴交叉学科，系统生物医学则通过对生理病理、精神情绪、环境的全面分析，强调对人体健康与疾病的系统影响。
 
“21世纪的医学模式是环境、社会、心理、工程、生物的综合医学模式，研究对象不仅是自然的人体，还包括人的状态和人所处的社会与自然环境，”他说，“人体健康建立在人与环境的和谐适应的基础上。”
 
因此，如何在分子和细胞水平上基本认清亚临床、临床的致病原因，理解机体状态以及机体和环境相互作用对于健康状态和对于疾病发生发展的影响、复杂疾病的致病机理等均是系统生物医学领域着力解决的问题。
 
同时，刘德培还认为：“系统生物医学的发展将使得个体化治疗成为可能。”
 
“预测个体治疗效果，设计个体化预防与治疗的综合方案，还可以在症状出现前有效地保持正常健康状态。”他说，“这些更为先进的治疗方法有望在系统生物医学成熟后变成现实。”