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钟捷教授:IBD,从个体化治疗到精准治疗
钟捷 / 上海交通大学医学院附属瑞金医院 / 2023-02-16

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种慢性肠道炎性疾病,涉及多个致病因素、多种发病机制。虽然生物制剂和小分子制剂等药物的上市极大推动了IBD的治疗,但目前仍存在多方面难题亟待解决。目前,IBD治疗正在从“个体化治疗”转向“精准治疗”,可能为解决IBD诊治难题带来新的希望。上海交通大学医学院附属瑞金医院消化内科钟捷教授对IBD的精准治疗定义、必要性和可行性,以及如何实施精准治疗做了详细的总结和分析。





“个体化治疗”与“精准治疗”的不同

个体化治疗的理念起源于20世纪初,是指在疾病某一阶段、根据相关/特殊的临床表现与特征,采用某一类临床上现有的、成熟的治疗方法进行个体患者的治疗。其强调的是某一个单独的患者,以改善临床症状为主要获益目标,治疗结果不完全可预测。


伴随基因测序等技术的发展,以及对疾病发病机制及诱因的深入了解,“精准医疗”的理念应运而生。2015年,时任美国总统的奥巴马提出了“精准医学计划”,引发了全球对精准医学的高度关注。而精准医学中最核心的是精准治疗。


与个体化治疗不同,精准治疗是对具有某一特征的不同个体归入同一亚群,予以特定治疗。其强调的是基于分子水平的某一特征群体的特定治疗,结果可预测。详见表1。


表1 个体化治疗与精准治疗的不同


_

定义内涵

差别性

目前状态

精准治疗

共具某一特征的不同个体归入同一亚群,予以的特定治疗,使其在疗效获益、治疗费用和不良反应上与亚群外患者明显不同;结果可预测

某个特征群体(分子水平);某种特定对应的方法;以发现的客观证据为基础的多项结果可预测性

启动、摸索中

个体化治疗

对相同疾病的不同个体采用不同的治疗方法和手段,获得更好的治疗结果;可预测部分结果

某一具体个体;在现有的方法中,差别化选择;以临床的特征变好为基础

现成,开展中


以IBD为例,目前个体化治疗是通过医学工具对临床数据(病史、体格检查、实验室检查、影像学检查、内镜检查、病理学检查等)进行汇总,对IBD进行诊断和分类,根据IBD患者表型分组,给予非针对性抗炎疗法(图1)。未来,可能基于组学(基因组学、蛋白质组学、微生物组学、代谢组学、代谢产物组学等)研究对IBD进行分子水平的分组,给予针对不同分子的精准靶向治疗(图2)。


图1 基于临床数据的IBD个体化治疗


图2 基于组学研究的IBD精准治疗



精准治疗的必要性和可行性

既往研究希望找到IBD的单一病因,其中最受关注的是核苷酸结合寡聚化结构域2(NOD2)基因突变和肠道菌群紊乱。NOD2最终被发现致病基因多达200个以上,难以明确核心基因;而肠道菌群紊乱存在菌群数量和构成不断变化,并无“特征致病菌种”,同时肠道菌群受影响因素多,包括饮食结构、生活方式等,导致针对肠道菌群变化的治疗疗效并不确定。因此,目前认为IBD的疾病发生和演进特征为多因素、多通路、多机制,不存在单一致病因子和唯一而恒定的机制通路。


尽管过去20年,IBD治疗有了长足的进步,但是仍有诸多问题尚待解决。钟捷教授指出主要表现为三个方面:

⑴药物数量增多,机制研究相对滞后,现有生物制剂极限疗效(即黏膜愈合)仅30%~45%,与期待有相当的距离;

⑵未能在疾病早期,从分子层面识别“风险因子和高危人群”,无法在早期阻断疾病发展;

⑶整个诊疗过程中缺乏可靠、可信的生物标志物,未能预判药物疗效和预后。



IBD精准治疗的现有结果

针对IBD基础研究和临床研究,已有部分成果应用于临床实践(详见表2)。


表2  IBD基础和临床研究中,已转化为临床实践应用的成果

分子水平

临床应用方向

TPMT基因分型

嘌呤类药物剂量确定

NUDT5基因变异

嘌呤类药物性骨髓抑制风险增高

CD时Atg16L1基因型

激素、免疫抑制剂和生物制剂的疗效

抗TNF药物的TDM

指导药物优化、转换


IBD的精准治疗的发展,也就意味着IBD治疗从“纯临床”向“基础占优临床”转变。这一过程中,需要更深入的机制研究来发现各种、各阶段的“生物标志物”,为疾病早期、超早期的识别、阻断和预防提供帮助。


目前生物标志物研究集中在以下七个方面:易感性/风险、亚型诊断、疗效预测、病程监测、药物反应、安全性和预后判断。钟捷教授列举了近年来最重要的一项预后标志物研究——RISK研究。该研究建立了首诊儿童CD患者的预测模型,根据患儿肠黏膜活检标本中细胞外基质特征,结合年龄、种族、病变部位、回肠型患者基因特征,可以预测未来3年发生肠道狭窄的风险。


另外,IBD生物标志物研究中,影像学改变预测病情严重度是临床热点。目前,研究表明,Lemann指数评分(肠道损伤)和MaRIA评分(活动性)分别是CD患者肠道手术风险和住院率的独立预测因子;肠道超声损伤指数可预测CD患者1年内的手术率。


钟捷教授认为,目前关于生物标志物的很多研究是单独的,而非系统、非连贯全面的研究,而且样本留取中存在盲目性。要想让研究成果能够最终转化为临床实践,实现精准治疗,需要进行整体的计划,并针对不同疾病时期和研究目的,采取阶段性留取样本。


IBD不同疾病期需要不同功能的生物标志物。例如在诊断期,需要可以预测疾病预后和指导安全性治疗疗法选择的标志物,而治疗期则需要可以预测治疗疗效的生物标志物,复发期则需要指导重复治疗方案选择的预后预测标志物(当前研究涉及的生物标志物详见图)。


图3  IBD疾病不同时期和相应的生物标志物



IBD的早期阻断与预防

IBD患者出现症状前,会有漫长的临床前期。期间各种致病因子会对易感人群发生作用,肠道屏障功能被破坏,失调的肠道菌群侵入肠壁导致异常免疫反应,最终引发肠道炎症和溃疡。目前,IBD疾病进展分为四个阶段,包括风险期、疾病初始期、疾病扩展(演进)期和诊断期。钟捷教授表示,了解IBD疾病进展不同阶段的特征,将有利于未来找到阻止疾病发生和进展的方法。


IBD风险期 IBD的风险因素包括遗传因素、家族史、婴儿期暴露、环境暴露、生活方式和卫生、微生物感染等。欧美人群中有IBD家族史者(尤其一级亲属)罹患CD的风险高于UC;而22.5%的IBD患者合并其他免疫介导性疾病,其中80%会先发于IBD。临床医生需要重点关注这两类人群,给予密切监测。


IBD疾病初始期和疾病扩展期 肠道菌群失调是公认的最重要的IBD疾病发生的触发点。另外,黏膜屏障功能受损和免疫调节通路异常也是IBD疾病发生和进展的关键环节。在疾病扩展期,各种免疫激活导致了肠道炎症和组织进行性损害,这一时期经历数月到数年,平均2.3年;在此阶段,无症状内镜损害是重要证据。


IBD疾病诊断期 经内镜检查而诊断IBD的概率约为0.35%,其中部分患者2年前内镜检查均正常,提示内镜异常在2年内出现。此阶段,1/3确诊者存在隐窝结构变形,肉芽肿的病理检出率仅为4%。推测CD的初始机制异常和内镜下损害,分别始于症状前的3~5年和1~2年。


图4  IBD疾病临床前期不同阶段特征与预防策略



精准治疗的实施

钟捷教授指出,要实现精准医学,需要从7个方面的核心内容入手,包括基础研究、临床研究、行为学/社会学、数字化记录、各种“组学”、计算机技术介入、疾病生物学网络。在对各种基础/临床/组学海量数据进行分析整合的基础上,进一步利用疾病生物学网络提出疾病发生发展机制或假设,分析各种致病因子的具体作用和动态变化。


精准治疗的核心是分子水平的基础研究,因此生物学标本是关键。生物学样本包括血样、内镜下取样、手术标本和粪便标本。根据不同研究的目的,获取生物学样本的时间点和频度不尽相同,例如评估疾病活动度、风险预后、临床分型的研究在初诊时就应收集样本,而评价复发、缓解、并发症和治疗反应的研究则应该在特殊节点采样。


组学研究在寻找生物标志物方面发挥重要作用。基因组学-转录组学-蛋白质组学-微生物组学-代谢组学-代谢产物组学-免疫组学,各组学间存在“内在”与“上下游”关联。钟捷教授认为,选择2-3个进行研究最有效、合理、可行和经济,同时强调相邻组学研究在逻辑、结果解释上更合理,尤在生物学机制探索、新药靶点选择方面更有益处。


精准治疗的实现需要在临床研究中加入更多、更合理的基础研究项目,主要是应该开展以基础研究为分类依据、对临床结果进行评估的研究。目前,已有很多围绕IBD精准治疗的研究,涉及临床类型识别、预后预测等方面(详见表3)。


表3  正在开展的IBD精准治疗相关研究

研究名称

研究和观察目的

PARADIGM

IBD临床类型的识别

iBAG

IBD临床预后相关因素分析

iCLUSTER

对多组学数据组做整合,形成单一数据群

TieDIE

着重分析基因与蛋白相互作用

GEM(10年前瞻性研究)

IBD一级亲属,观察基因类型、环境暴露和肠道菌群整个周期中的动态变化



结语

精准治疗是未来的方向,具有更科学化、数字化、精准化的特点;其中必将经历无限而难以想象的困难和艰辛;我国人口数量大,IBD发病率呈上升趋势,因此在IBD研究方面具有样本优势,可以针对启动期、上升期病因/病机进行探索研究。


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稿件类型:研究速递,综述译稿,指南/共识,病例分享。



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