医学领域对精准的描述最早出现在W ei砂}于1979年发表的“Scientific advance in acupuncture'，一文中，指病变穴位针刺疗法要求针刺位置必须精准。2004年，新英格兰医学杂志刊登了一篇关于基因检测指导用药的论文，提出了“精确打击”；2008年，哈佛商学院的商业战略家Clayton  Christensen教授提出了precision  medicine一词，以表述分子诊断使得医生不用依赖于直觉和经验便可明确做出临床决策。2011年，美国科学院、美国工程学院、美国国立卫生研究院及美国科学委员会联合递交美国国家智库报告《走向精准医学:构建生物医学研究知识网络和新的疾病分类体系》。曾参加起草人类基因组计划的著名基因组学家Maynard  Volson博士参与了起草；提出精准医学这一理念，即“通过遗传关联研究和临床医学紧密接轨，来实现人类疾病精确治疗和有效预警”。2012年10月，世界经济合作组织发布《为精准医学做好准备》的报告中指出:精准医学是未来医学的发展方向。2012年11月，新英格兰医学杂志刊登的论文中系统提出了精准医学的纲要，对精准医学的理念、内容及发展趋势进行了阐述。

2015年1月20日，前美国总统奥巴马在国情咨文中提出“启动一个新的精准医学计划(precisionmedicine initiative,  PMI)"，并强调PMI所应具备的4个基本要素，精确(right  treatment)准时(atthe   right time)、共享(give  all  of  us  access)与个体化(personalized  information)，安排了5个具体项目:①百万人基因组计划，资助美国国立卫生研究院(National Institutes of  Health, NIH)1.37亿美元；②美国国家癌症研究所(National  Cancer  Institute,NC工)78万美元，进行癌症基因组研究；③美国食品药品监督管理局(Food  Drug  Administration,FDA)1000万美元，建立评估基因检测的新通道，转变政府监管功能，④资助国家H工T协调员办公室(ONC)500万美元，制定系列相关标准和政策，保护隐私和数据安全；⑤公私合作。美国科学家为此做了精心筹划，核心内涵是以DNA和人类基因组计划精神为主线，以小儿麻痹症为先例旨在消灭单基因病，并以百万人的基因组和临床信息的大数据来支撑癌症与其他多基因病研究；以便更好地了解疾病形成机制，进而为实现“精确施药”铺平道路；改变政府支持及监管方式，强调企业参与的重要性，发动全社会支持的大型前瞻性项目。2015年1月30日，白宫发布文件正式启动“精准医学计划”，在2016财年向PM工投入2.15亿美元，并希望以此“引领一个医学新时代”。至此，在世界范围内掀起精准医学的热潮。

2015年2月习近平总书记批示科技部和国家卫计委，要求成立中国精准医疗战略专家组。同年3月11日，科技部召开国家首次精准医学战略专家会议，会议拟定在2030年前将对精准医学投入600亿元人民币；其中，中央财政支付200亿元，企业和地方财政配套400亿元。

综合相关报道，精准医学是一种预防和治疗疾病的策略，其综合运用生物信息大数据(如人类基因序列)、判别疾病的有效方法(如基因组学、蛋白质组学、代谢组学、各种细胞学分析、甚至移动健康技术等数据)，实现精准的疾病分类及诊断，制定具有个性化的疾病预防和治疗方案。分析分解精准医学定义的内涵，其包括医学模式和技术两个主要组分，服务于预防医学和临床医学两个领域；近期聚焦在癌症，远期将全方位面向解决健康和疾病问题两个阶段性目标。据此，追溯精准医学的历史进程可见，精准医学是多种技术发展推动、多种医学理念跃迁的医学科技创新产物，对其影响较大的事件体现在下述方面。

1 多组学技术推动

1.1 人类基因组计划

1988年，美国国会批准能源部(Department  ofEnergy,  DOE)和N工H的申请启动人类基因组计划(human  genome   project,  HGP)；国际基因组计划联合体主要由美、英、法、德、日、中6国科学家参与，于2003年完成；历时15年，耗资数十亿美元。对HGP的成果美国人宣称可与1939年斥资27亿美元从事的曼哈顿计划(制造原子弹)及1973年用资254亿美元的阿波罗登月计划相媲美，被列为20世纪的三大科学计。

启动HGP的主要动机就是攻克癌症。在HGP完成的同时，英国桑格研究所于2001年启动肿瘤基因组计 (cancer  genome  project,  CGP)；  2006年，美国国立卫生研究院启动肿瘤基因组图谱计划(the  cancer  genome  atlas, TCGA)；  2007年，国际肿瘤基因组联盟(International  Cancer  GenomeConsortium, ICGC)成立，提出对50种癌症绘制体细胞基因突变谱。2013年3月，我国加入国际癌症基因组联盟，主持膀眺癌和肾癌的基因组学研究项目。美国FDA公布了159个需要进行基因检测药物和(或)靶点，指导用药，美国、欧洲及日本等国逐步建设起具备临床实验室标准(clinical  laboratory  improvementamendments,   CLIA)认证的临床检测实验室，提供遗传和分子诊断服务，且发展较为成熟。

支持HGP的核心技术是基因测序，经历了从Sange:发明末端终止测序到边合成边测序、单分子测序和纳米孔测序4代方法学革命，后三者称为新(下)一代i}il序(next  generation  sequencing，NGS)。 NGS技术因为通量提高、成本降低和测序周期缩短等优势已被广泛应用于基因组学、转录组学及表观组学等方面。在强调HGP与精准医学的关联时，可以认为是NGS及相关基因组学技术驱动精准医学这一崭新思想提出的首要因素。

1.2 蛋白质组学

在20世纪80年代初，美国科学家NormanG . Anderson提出Human  Protein  Index计划；1994年澳大利亚科学家Marc  Wilkins提出蛋白质组的概念[mo。意指在某特定时间内1个基因组(genome)所表达的全部蛋白质，包括一种细胞或一种生物所表达的全部蛋白质，不仅是直接从基因序列上翻译，也包括剪接、翻译后的修饰及两者结合的蛋白与蛋白相互作用。蛋白质组学(proteomics)是一门新兴科学，是基因组学研究的纵深发展。蛋白是基因功能活动的执行者，人体约有20--30万种蛋白质，分布在数百条信号通路的各个节点上，有条不紊地工作，实现正常的生命现象。人体的疾病本质上是蛋白质的疾病，是由蛋白质的结构、活性，蛋白质的数量、比例，蛋白质的运动等发生错误所造成。基因突变决定了相应的蛋白质也会发生突变，蛋白质突变会产生新生抗原，而针对新生抗原的抗体就能够区分正常细胞和肿瘤细胞，制备抗体偶联药物，也可以制备特异性嵌合抗原受体T细胞免疫疗(chimeric  antigen  receptor  T-cellimmunotherapy,  CAR-T)}"。

1996年，澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中心(Australian Proteome  Analysis Facility, APAE)。丹麦、加拿大和日本也先后成立了蛋白质组研究中心。各大药品制造企业，尤其是美国制药商也纷纷加入蛋白质组学的研究行列。2001年4月，美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human ProteomeOrganization,  HUPO)，随后欧洲、亚太地区也相继成立。

蛋白质组学研究的主要技术是双向凝胶电泳技术(2-dimension  electrophoresis,  2-DE)、质谱技术(mass  spectrometry ,  MS)和生物信息学(bioinformatics)，现已日臻成熟，较突出的是2D液相及2D毛细管电泳联用MS技术，是蛋白质组学研究的支撑技术。

人类蛋白质组计yJ(human  proteome  project,HPP)是对人体内蛋白质的丰度、分布、细胞亚定位、相互作用和细胞功能等进行研究[U9-zoo  HPP的目的是应用各种技术手段，从整体角度出发分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。2014年5月28日，((Nature》杂志发表了全球人类蛋白质组计划草图，其中中国承担30%的任务，中国科学家开始了人类肝脏国际蛋白质组计yJ(human liver proteome project，HLPP)。近。年里，中国在血清蛋白质组学领域于国内外核心刊物发表论文达数千篇以上，跃居世界第二。

1.3 代谢组学

代谢组学概念分别于1998年由英国曼切斯特大学的Steven G . Olive:和1999年伦敦帝国理工学院Nicholson提出，又称代谢轮廓分析[}zz}。意指一次采样，获得数以百计的体内代谢化合物的定量数据对生物体代谢过程中的各种化合物进行全面定量分析。比较基因组学和蛋白质学，代谢组学所关注的是基因和蛋白质表达的最终作用产物，对患者的整体代谢体系进行评估。通过分析体液组成，获取在疾病过程中具有特异性的代谢“生物标志物”，帮助了解病变过程中机体代谢的改变，辅助临床诊断和治疗。早在19世纪上叶，Warburg效应已经指出癌细胞的新陈代谢过程发生了改变。肿瘤细胞的生长速度远大于正常细胞的原因有可能来自于能量代谢的差别。因此，可以认为代谢组学是研究生物体被扰动后(如基因的改变或环境变化)其代谢产物(内源性代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学。通过大规模信息提取和多元变量处理技术揭示系统内部各组成成分相互作用和运行规律。

2 医学模式的创新与转化

2.1 循证医学

循证医学(evidence  based-medicine,  EBM)的核心思想是在临床实践中，对患者的医疗决策应尽量以客观的科学研究结果为证据，临床证据主要来自大样本的随机对照临床试验、系统性评价或荟萃分析，同时结合医生的个人专业技能和临床经验，考虑患者价值和愿望，将三者完美结合制定出治疗措施o-zap2009年，美国NC工资助了7个研究团队进行基因组和精准医学疗效比较研究。EBM与精准医学的区别在于EBM强调“群体”的临床证据、过分关注群体统计学差异，但忽视了个体的复杂性以及个体的遗传性和环境因素的差异性，而精准医学正是关注于“个体”组学特征的分子生物学证据，这些因素决定未来的医学模式将从EBM转向精准医学。

2.2 转化医学

转化医学(translational  medicine, TM)的产生符合医学科学发展的内在客观规律。1968年，有人提出“bench-beside-interface”模式，可谓转化医学理念的萌芽。1992年提出了“bench to  beside(B  toB)"，即从实验室到病床，将实验室研究发现转化成临床应用的诊疗技术和方法。20世纪末美国N工H每年的研究经费高达200多亿美元，但健康收益并不显著。21世纪的医学将更加重视“环境一社会一心理一工程一生物”模式，更加重视整体医学观和有关复杂系统的研究。2003年N工H正式提出转化医学后，日益受到各国医学界的广泛关注。据报道PubMed收录的转化医学论文逐年增长，由1999年的680篇增至2012年的3985篇。现美国已在60多所大学建立了转化医学中心。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》辅导读本中指出“以转化医学为核心，大力提升医学科技水平，强化医药卫生重点学科建设”；“健康中国2020”战略研究中也提出“推动有利于国民健康的医学模式的转化；依靠科技进步，促进卫生事业的发展”。转化医学的目的是促进基础科技成果向临床治疗转化，提升健康水平；发展方向是新型生物标志物在临床疾病检测中的应用，加快新药研究的速度。较经典成功案例是依伐卡托治疗囊性纤维化(cystic fibrosis,  CF)，该药能够精准地针对CF一个亚群患者的发病机制，即囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFT R)基因G551D亚群变异，CFTR转运蛋白无法“打开”，“打开”转运蛋白，从而精准地进行靶向治疗，使全球约7万例CF患者中的约3000例这一亚群的患者100%获益。由此可见，转化医学是实现精准医学的必由之路。

转化医学与循证医学结合，推动了基础研究成果向临床应用的转化，加强了科学家们的转化意识，并与药政部门协同，制定出转化医学的路线图及标准，但提升转化医学效果尚需在结合临床实际等方面延托细化。

近代科学技术特别是医学装备技术与医学事业发展间有着明确的相互作用效应，技术发展带来医学模式的变革。当技术在推动基础医学及生命科学相关学科的理论研究与发明创造产出累积到一定程度时，则需要尽快转化这些成果，转化医学应运而生；当技术达到可以判定某一病因的准确位点时并具备有效的干预措施时(如基因测序检测、靶向治疗药物等)，精准医学是必然产物。然而，必须注意人类医学史上的知识积累过程及关联性，实现精准医学需要在基础生物医学与临床医学两个大领域间，建立实现转化模式和紧密接轨机制。因此，可认为精准医学是转化医学的方向及目标，循证医学是实践转化医学的手段，转化医学是实现精准医学的必由之路。

3 医学理念的延伸

3.1 个性化医疗

早在20世纪70年代，就已提出个性化医疗(personalized  medicine)理念[zb}o 2002年人类基因组计划完成后，“个性化医疗”一词才开始出现在各种医学期刊。有学者认为精准医学的实质就是个性化医疗，成为医学研究领域一个值得期待的发展方向；与精准医学的区别在于个性化医疗强调为个体设计独特的治疗方式，精准医学是服务于疾病新分类的需求，是整合生物医学研究和临床医学信息，并依据不同分子学基础定义疾病亚型，从而达到在分子学水平为临床疾病亚型群体提供更精确的诊断和治疗。

3.2 分层医学

2007年，由Trusheim等提出分层医学(stra-tifiedmedicine)，是指通过临床生物标志物将患者分为不同的群体，针对不同群体实施不同的治疗。分层医学是传统医学与个性化医学两个领域间的中间领域，是在传统医学基础体格检查、临床观察及实验室检测等基础上增加了一个生物标志物检测步骤，从而使患者与特定的治疗方案相关联。关于分层医学的研究以欧洲国家居多。

3.3  “ 4 P”医学模式

由发明第工代荧光测序的胡德博士提出[7]。旨在指导基因组学研究成果的应用，可概括为:预yJ(prediction)、预防(prevention)、个性化(personalization)、参与(participation)模式。

3.4 T工DEST模式

T为找靶点(targeted), I为整合(integrated),  D以数据为基础(data-based), E以循证为基础(evidence-based), S为系统医学(systems  medicine)及T为转化医学(translation medicine)。

4 面向精准医学的思考

4.1 开展精准医学的必然性

美国每年2兆美元的医疗费用中，至少有30%花在了不必要的、甚至是有害的治疗上。我国目前的医疗制度和现状也存在着不尽人意的问题，粗放化的诊断和治疗导致低效和高耗，继而成为导致医保资金不足和医疗资源惊人浪费的原因之一。治疗模式按照器官划分肿瘤，如肺癌、乳腺癌、胃癌以及肠癌等；据病理形态划分不同类型，对有些患者存在盲目化疗。基因和分子生物学研究表明，同一器官肿瘤具有不同的分子异常，应该用不同的治疗方法，而具有同一种分子异常的不同器官的肿瘤具有相同性质，可以使用同一种治疗方法；因此基因检测可以有效指导诊断和治疗。通过基因诊断指导治疗肿瘤的精准和高效，体现了精准医学优势。

4.2 理想化的目标

医疗的目的是患者最大获益，同时需兼顾社会公平与效率。精准医学模式是本着患者的最大获益和社会医疗投入的高效配置为宗旨，为每一个人提供量体裁衣般的疾病预防、筛查、诊断、治疗和康复计划，以最小资源投入获取最大健康保障，从而提高整体人群的健康水平。既在“在正确的时间，给正确的人以正确的治疗，而且要次次如此”。因此，有专家预测精准医学有可能让人类健康生活到120岁。

4.3 需要建设的支撑条件及尚待解决的问题

(1)创新激励机制是精准医学发展的前提条件。精准医学治疗模式将变为一种药物只能提供给少量患者，这种理念挑战了传统的基于“重磅炸弹”药物的制药商业模式。因此，需要建立适当的刺激机制和偿还机制，才能鼓励制药企业开发符合精准医学理念的革巴向药物。

(2)尽管美国科学院提出了一个“模型”，勾画出实现精准医学的基本框架与路线图；但在操作环节尚缺乏在精准医学体系框架下的整合技术，仍陷于发展重点方向的制定，尚缺乏系统完善的顶层设计，存在着重诊疗，忽视预防的倾向。

(3)精准医学作为新医学技术毫不例外的需要进行技术评估，需要进行风险管理。因此，对医学管理提出了新要求。另外，卫生资源利用是坚持社会公平原则，某种精准医学技术会使受益人群限定，如何使全社会能共同分享精准医学成果。这些问题都有待随着精准医学的发展进程逐步得到解决。

(4)在精准医学的推进过程中还将涉及到医学伦理学、安全与隐私保护等。如知情同意原则，国内外尚没有可供临床医生及患者学习的有关新一代测序以及基因技术基本原理和临床实践的文库，医护人员如何向患者解读，患者如何理解等。2008年，美国颁布了《反基因歧视法》，禁止保险公司以具有对某种疾病的易感基因为由，取消、拒绝对其进行保险或提高保险费用。

5 展望

尽管精准医学的精准诊治体现在个性化方案，但实现精准医学的目标，依赖精准医学技术的整合、多维信息的集成。因此，精准医学的技术路线需要在多维框架下进行顶层设计，在整合、转化各种研究成果的基础上产出精准医学实施方案。

精准医学装备技术体现着可计量的精准、可定位的精准、可干预的精准等方面的宏观到微观双向聚焦流程，不能单纯把精准医学主要理解为基因组学，技术上也不仅是依赖NGS及相关的基因组学技术。从技术经济学角度分析，未来精准医学在改变传统医学模式、推动医学跨入一个新里程、为人类认识疾病、预防疾病和治疗疾病带来福音的同时，相应也带来一轮新的市场驱动。因此，有必要在阐明精准医学发展的历史沿革、探讨装备技术与精准医学发展的相互作用的同时，明确装备技术实现的基本路径，研究相关对策，以便更好的创新发展、合理配置、有效利用精准医学装备技术，精准服务于我国精准医学的发展。