从基因组学到临床有多远？——专访中科院北京基因组研究所研究员王前飞

2014年的一天，中科院北京基因组研究所接到一个电话：一对出生18天的双胞胎被诊断为“混合谱系白血病”，一种多发于婴儿的恶性白血病。医生说化疗毒副作用大，婴儿根本受不了。家长情急之下转向研究所，寄希望于最新的科研进展能帮助幼小的生命。

  家长的求助，源于2014年2月的一篇报道：该所研究员王前飞与医科院天津血液病医院联合主持的一项研究，从解析肿瘤基因组入手，发现了急性白血病的一个新抑癌基因，为研发白血病新的治疗方法提供了重要靶点。

  基因突变是肿瘤发生的根本原因之一。如何在有两万多个基因的人类基因组中找到发病相关的改变，其难度不亚于大海捞针。“如果真的能根据我们找到的基因组改变，研发出有针对性的药物，疗效好毒副作用小，那婴儿可能就有救了。但一种新药的开发，绝不是三五年的事情。”在王前飞看来，肿瘤基因组学与临床很近，也很远。

  王前飞本科学医，2002年获约翰斯霍普金斯大学细胞和分子医学博士。在他读博士期间的2001年，人类基因测序完成。“当时很激动，原来生物学可以有这么大的视野。”博士后他便选择了基因组学研究。

  白血病在我国恶性肿瘤中死亡率排第六，在青少年肿瘤患者中死亡率排第一。白血病以及其他的恶性肿瘤为什么难治？王前飞说，这是因为肿瘤多种多样还千变万化。不但每种肿瘤不一样，同类肿瘤病人之间也不一样，同一个病人的肿瘤细胞之间还有差异，所以用同一种方法治疗肿瘤效果不好。比如白血病作为一大类病，不仅分急慢性，急性中还分为多种不同类型。“我的希望是，找到所有白血病类型中不同的关键基因改变，以便寻找针对性的办法，也就是基于基因组学的个体化治疗。”

  目前，世界范围内的肿瘤基因组研究已完成了对人类20多种常见肿瘤的全景式扫描。科学家们认为，由此而产生的海量数据中只有少量的改变能真正促进肿瘤的发生。但如何鉴别出这些关键性的遗传突变，又如何能利用这些发现来帮助病人，是癌症研究者面临的重大挑战。“最初是关心癌症基因组到底有什么样的改变，现在更关心怎么用基因组的发现来解决临床问题。”王前飞说。

  王前飞和同事通过对白血病病人的全基因组测序，检测出大量基因的遗传突变。在半年多时间内，利用生物信息学分析和功能实验研究不断地缩小范围，最后确定了一个可能的关键基因。
  “这个基因在多个病人中反复发生突变，就像一个人老在犯罪现场出现，值得高度怀疑。”王前飞解释说，“从功能上来说，这个基因的作用是专门对包含遗传信息的染色体进行化学修饰的。这些化学修饰不会引起遗传突变，但能决定遗传信息如何被解读以及什么时候被解读。”

  染色体化学修饰的改变是否能直接引起肿瘤发生一直缺乏足够的实验证据。“通过小鼠的白血病模型，我们证明特定染色体化学修饰的异常对某些类型白血病的发生发展有着至关重要的作用。从临床上来说，可以设计药物改善这些异常变化从而缓解疾病。”

  目前，王前飞和同事们已经开始对新的白血病类型的基因组研究，并追踪基因突变在疾病进展中的演化规律，这是一个激动人心的长期性的工作。

  “十多年前的激动是没有具体目标的憧憬，今天的激动有更多现实的希望，更强烈的真实感。虽然困难很大，但具体研究已有很多进展。”王前飞说，近一两年他开始思考，如何针对临床的难题，与医院和医药研发单位合作，让科研离病人更近一点，让科研成果更快地体现出它的临床价值。

  据介绍，最经典的抗癌药是化疗药物，破坏DNA复制。但正常细胞和癌细胞都需要复制，化疗不分好坏地“炸毁城池”，副作用大。上世纪90年代开始有靶向药物，针对性强，相当攻破一个“堡垒”。但肿瘤细胞非常狡猾，它会应对药物发生新的突变，从而使药物失效引起疾病的复发。

  而王前飞和同事们研究的染色体化学修饰所代表的肿瘤发生机制，给癌症的治疗带来新的希望。这种机制既有普遍性，同时它又有肿瘤的特异性，“如果能针对这些异常化学修饰设计出相应的药物，它攻打破坏的就不只是单个的靶点，而是切断肿瘤细胞各个‘堡垒’所必需的重要物质”。
  对此，王前飞充满信心：只要方法、方向、思路是对的，那就有希望。