2017年健康领域十大创新关注点
延续2016年健康领域创新关注点的前瞻研判，上海市科学学所预见团队在对国际、国内技术创新方向和趋势进行跟踪、研判的基础上，结合专家论证，提出了“2017年健康领域十大创新关注点”，提供“值得关注”的声音，供读者参考。
循环肿瘤DNA（ctDNA）是一种新的特征性的肿瘤标志物，它是指肿瘤细胞体细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡后释放进循环系统。目前，已经可以通过基因测序技术在血液中对其进行定性、定量和追踪，即液体活检技术。这种技术快速、简便，能避免组织活检样本量缺乏的困扰，将在肿瘤的诊断、治疗及预后监测等方面发挥重要作用，尤其对于一些不具有典型临床症状、检查无特异性和诊断困难的肿瘤可避免复杂的、具有创伤性的活检。
与全基因组检测相比，液体活检能检测到特定的亚型。随着肿瘤分子生物学研究的进展，ctDNA的检测及其生物学指标的研究，将有可能为临床肿瘤的早期诊断、治疗决策及跟踪随访等提供一系列方便、快捷、特异、无创或微创和分子生物学检测手段，对于科研界和企业界都有着很大的吸引力。
图片来源：http://mt.sohu.com/20170103/n477661017.shtml
美国疾病控制与预防中心（Centers forDisease Control and Prevention）统计，仅在美国，每年就有超过23000人因感染抗生素无法对付的病菌而死亡。英国政府资助的一项研究预计，到2050年，全世界每年会有1000万人死于耐药菌。科学家正努力通过设计新型化合物来对抗耐药菌。
哈佛大学化学和化学生物学教授安德鲁•迈尔斯（Andrew Myers）和他的团队采用从头合成大环内酯的方法，把大环内酯的结构分解成8个基本模块，利用它们不同的组合方式调节化学性质。该研究团队在2016年5月发表于《自然》杂志的论文中表示，他们已经合成了超过300种新型化合物，并使用了14种致病细菌进行实验，证明了大多数化合物对细菌的抑制作用，而且有很多可以杀死耐药菌株。之后迈尔斯成立了一家制药公司Macrolide Pharmaceuticals，准备把这些新药推向市场。目前研究团队已经开始研究林可酰胺类（lincosamide）抗菌药物和氨基糖苷类（aminoglycoside）抗菌药物。
图片来源：http://www.biodiscover.com/news/research/149706.html
基因编辑是指通过精确识别靶细胞DNA片段中靶点的核苷酸序列，利用核酸内切酶蛋白对DNA靶点序列进行切割，从而完成对靶细胞DNA目的基因片段的精确编辑。这项技术被认为在纠正人类基因组特定突变方面有着巨大的潜力，目前已经传遍全球生物技术实验室和生物技术创业界。CRISPR是Clustered regularly interspaced short palindromic repeats的简称，本意是“规则间隔的短小重复回文序列”，与传统的限制性内切酶相比，CRISPR技术最重要的特点是它更灵活，相当于一个“可调的分子剪刀”，一把剪刀可以识别许多不同位点，并剪断DNA，因此可以当作成千上万种不同的分子剪刀使用，可以用来删除、添加、激活或抑制其他生物体的目标基因。
2015年，通过回输基因编辑免疫细胞治疗白血病的小女孩Layla已经检测不到白血病的迹象。尽管现在这还只是个例，但是预计到2017年底，基因编辑技术将会拯救更多的生命。中国已经开展了CRISPR的首次临床试验。而美国研究人员打算先给T细胞嵌入一个肿瘤嵌合抗原受体基因，使之可以攻击肿瘤细胞，然后再用CRISPR敲除PD-1及另外两个基因。在英国，很多临床诊所如今都获得许可证利用备受争议的辅助生殖技术将来自三个人的DNA进行混合，这项操作的目的就在于预防儿童患上因母亲线粒体而引发的遗传性疾病。
图片来源：http://mt.sohu.com/20151112/n426238497.shtml
近年来，随着生物技术的发展，肿瘤免疫疗法已经成为继肿瘤手术、放疗、化疗、靶向治疗之后最有希望能成功治愈癌症的手段，亮点迭出。随着CAR-T疗法消灭实体瘤案例的成功，相关研究即将进入了一个令人兴奋的新阶段。凯特制药公司（Kite Pharma）和诺华制药目前正在竞争希望获得CAR-T肿瘤免疫疗法的批准。
而不同免疫疗法的联合应用将是未来癌症治疗的趋势。2016年12月，肿瘤免疫治疗巨头百时美施贵宝（BMS）公布了肿瘤免疫组合疗法Opdivo+Yervoy一项Ib期研究Check Mate-012的更新数据，数据显示联合治疗组确定的客观缓解率为43%，接近于之前已报道的Opdivo单药组的2倍。除了免疫检查点抑制剂的组合疗法，肿瘤免疫疗法与放疗、化疗、大、小分子靶向疗法的联用也在临床治疗中获得成效。随着人们对肿瘤生物学和免疫系统研究的进一步深入了解，更多的组合方案可能产生更安全有效的临床效果，真正实现临床治愈癌症。
图片来源：http://news.bioon.com/article/6696637.html
所谓的“闭环”治疗系统是一个实时连续监测相关身体指标并对治疗进行连续性调节的系统，从而使病人保持或者达到一个较为理想的生理状态。“闭环”治疗系统最典型的是“人工胰”系统，它把连续血糖监测与胰岛素泵链接，优化了向糖尿病患者的胰岛素提供。另外如针对癫痫或帕金森病等脑神经疾病，检测和记录大脑的活动状况，提供靶向的脑深部刺激（DBS）治疗。闭环自动调节系统可以基于病人的实际需要改变治疗的强度和剂量，以期获得更好的治疗效果。
美敦力公司的Activa PC+S系统应该算是闭环治疗系统的初步尝试，包括用于记录大脑关键区域电活动的传感器和标准脑深部刺激（DBS）治疗。今年第一个混合式闭环糖尿病治疗系统（MiniMed 670G 系统）也即将上市。该系统采用一种算法，将血糖监测与胰岛素提供捆绑在一起，从而实现对糖尿病人胰岛素输入的更好控制。此外，用于治疗其它慢性疾病的闭环系统也在开发之中，例如疼痛治疗。Neuropace公司用于治疗癫痫病人特定状态的RNS系统已获得批准。美国著名智库Battelle研究院消费、产业和医疗产品高级研究领导者赫布•布雷斯勒预测， 2017年以后，越来越多用于各种适应证的闭环系统将会出现并进入临床试验。
图片来源： http://www.cnbeta.com/articles/568399.htm
健康传感器正以飞快的速度发展演变，即变得更小、更快、更灵敏、能耗更低，为其应用提供了无限可能。近日斯坦福大学医学院的研究团队开展了一项可穿戴医疗传感器的相关研究。研究人员表示，整个实验数据证明便携式生物传感器能在症状出现前预测疾病，为医院和患者提供数据参考，从而提升精准医疗的诊断速度和准确率。研究的详细结果发表在2017年1月12日出版的国际生物杂志《PLOS Biology》上。
BriteseedTM开发了一项智能手术器械技术，在腹腔镜分离工具的钳口上装上了传感器，帮助外科医生发现和避免隐藏的血管、尿管和胆管。在ICU病房中的病人，尿输出量是病人总体健康情况的重要指标，是肾衰的第一指标。Output Medical公司开发的传感器和算法可以自动绘制尿输出量图表，简化了临床医生从手工收集尿袋估计尿输出量的工作。
2017年健康保险系统也将根据患者数据开始发生改变，时髦的保险公司Oscar Health已经推出可穿戴传感器套餐。由客户提供个人的Fitbit数据。如果他们达到了自己的健身目标，将会得到每天1美元的奖励。这一奖励机制形成了对人们保持健康生活方式的正向激励。
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未来医疗机器人将使传统手术和康复的方式获得革命性的改变。预计2017年全球医疗机器人市场规模约为118亿美元，未来五年（2017－2021）年均复合增长率约达到15.04％，到2021年全球医疗机器人市场规模将达到207亿美元。大量的越来越多的证据支持机器人手术安全而实用，图像和数据分析技术的进步为下一代机器人系统提供有力支持。
DaVinci手术系统就是一个很好的例子。它具有放大的3D高清晰度视觉系统和小型腕式仪器——弯曲和旋转的程度远大于人类的手。外科医生使用该手术系统只需开几个小切口就可以手术。手术机器人在任何时候都能以100%的精度控制手术，它能进行比外科医生的手更加精细的操作。最近，谷歌宣布，它开始与制药巨头强生公司合作创建一个新的手术机器人系统。 Google的技术专长与强生的医疗体验被视为金牌搭档：DaVinci将面临新的竞争对手，而这肯定会进一步推动手术机器人产业。
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一项药物临床试验的完成往往需要十年时间，花费数十亿美元。而在人工智能的帮助下，制药公司利用较少的时间就可以与医疗机构建立合作，获取患者数据。制药公司Atomwise已经在该领域进行了积极的尝试，通过超级计算机从分子结构数据库中筛选出可用作治疗的候选分子。去年，Atomwise开始对现有的安全药物进行搜索，从中筛选出可以被重新设计、用来治疗埃博拉病毒的药物，并发现用人工智能技术预测出的两种药物可以显著降低埃博拉病毒的传染性。这种分析以前通常需要几个月或几年，而通过运用人工智能，在不到一天的时间内便可完成！
IBM公司先进的人工智能程序正在将医疗保健转变为量化的服务。迄今为止，它已被用于肿瘤学和放射学中（医学筛分项目）。这种结合认知计算与基因组肿瘤测序的基因组学项目，极大推进了精确医学的发展。以MD Anderson中心的Watson肿瘤专家系统为例，它可以做的事情包括：实时更新的患者信息汇总（解释结构化和非结构化临床数据，以创建动态患者病例摘要）、循证治疗方案（根据患者概况、共识指南、相关文献和MD Anderson 专业知识提出治疗和护理建议）、护理途径建议（提供护理途径建议，警告临床医生可能有的不良反应或提出主动的护理措施，改善患者的管理）。
图片来源：http://www.devstore.cn/new/newInfo/25601.html
增强现实和虚拟现实技术已经可以应用于临床医学、医学教育，以及提高病人的满意度等多个方面。拉斐尔·格罗斯曼（Rafael Grossmann）是第一个在谷歌眼镜的帮助下做手术的外科医生。格罗斯曼认为，AR和VR将在未来3到5年内成为医疗领域的一种常见技术。
患者准确地向医生描述自己的症状其实很难做到，增强现实如今已经可以在疾病的诊断方面为患者提供帮助。如Eye Decide应用可以向患者展示特定疾病引起的视觉模拟图像（如白内障看到东西的效果），帮助患者了解自己的状况和医疗效果。AccuVein采用增强现实技术和手持式扫描仪向护士和医生展示患者的静脉位置，将一次性找准静脉的可能性提高3.5倍。又如在手术中，精度要求非常高，AR可以帮助外科医生提高手术的效率。Medsights Tech开发了一个软件，来测试用AR创建肿瘤准确三维图像的可行性，复杂的图像重建技术相当于给外科医生实时提供了X射线图又避免了让他们暴露在辐射下。而通过虚拟现实技术直播手术过程，世界上任何戴着谷歌眼镜或任何类似的VR设备的人都可以观看。然而最引人注目的是，虚拟现实结合EEG（脑电图）可以在没有任何植入物或任何其他手术干预的情况下帮助严重脊髓损伤的患者，让他们似乎永远瘫痪的腿恢复运动，这堪称奇迹！
图片来源：http://mini.eastday.com/a/160412153230375-2.html
要想让消费者对他们的基因组感兴趣，最好的方法就是为遗传信息创造一个庞大的应用商店。随着基因测序技术的发展和测序成本的下降,DNA测序的商业模式正在出现。基因组中保存着我们个人的健康风险、身体特征和血缘关系等信息，其价值已经让很多科技公司怦然心动。国内外已经有多家医药巨头开始布局DNA 应用商店，DNA App sore（DNA 应用商店）有望大规模爆发。
美国知名基因测序公司Illumina就与多家投资公司向一家名为Helix的公司投资了1亿美元。Helix将为解码人类基因组所产生的花销提供资助，目的是希望促进与各类App应用的合作，使DNA数据能反复被运用。而一旦Helix公司获得成功，Illumina将成为最大的测序实验室。药明康德2016年也发布了首款个性化健康管理服务产品——康码，用户只须提供2ml唾液，即能通过当前最先进的全基因组测序及其解读，获得一份权威的健康报告，并通过配套的App全面了解并掌握自己的身体“密码”。 Helix公司相关负责人则认为，癌症易感性测试、族谱的识别和携带者筛查将是面向消费者的重要应用。DNA应用商店能够推动基因检测的商业化进程，让人们以较低的成本和便捷的方式了解自己的健康风险，从而更好地为健康管理服务。
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