个体化用药基因检测

[align=center][b][font=宋体][color=black]脑卒中疾病个体化精准用药[/color][/font][/b][/align][align=left][/align][align=left][/align][b][/b][align=left][b][font=宋体][color=black]摘要：[/color][/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统及方法。该系统采用药物基因组检测技术，获得个体药物相关基因组的基因型；然后根据大数据基础上建立的药物基因组数据库，结合已有的临床用药指南或共识，预测疗效、预警副作用，制定初步的个体化精准用药方案。然后在临床用药过程中，进行药物浓度监测，获得个体体内实际的药物浓度，结合临床症状改善情况、不良反应发生情况，优化调整药物的种类、剂量、频次、给药途径等，以在特定患者和特定疾病正确诊断的基础上，在正确的时间、给与正确的药物、使用正确的剂量，实现真正的个体化精准用药。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][b][/b][align=left][b][font=宋体][color=black]背景技术[/color][/font][font=宋体][color=black]:[/color][/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left][font=宋体][color=black]脑卒中，即民间俗称的[/color][/font][font=宋体][color=black]“羊角风”或“羊癫风”，是临床诊疗中常见的一种疾病，主要是患者因各种原因导致大脑神经元突然异常放电，引发大脑神经功能暂时紊乱所致，一般需要及时进行针对性的药物治疗，以缓解症状，克服并发症。据相关统计，我国脑卒中疾病的发病率在7%左右。脑卒中疾病的发病与脑部疾病、遗传因素、全身性的系统疾病的发生等有一定的关系。目前, 老年人脑卒中的发病率居神经系统疾病的第三位，仅在脑血管病、痴呆之后。但因老年人的记忆力和认知功能减退、自诉能力差、老年人脑卒中的表现多不典型，以致常难以被发现而延误诊治。而在脑卒中临床治疗过程中发现，不同的脑卒中疾病患者对于药物治疗存在明显差异。[/color][/font][/align][font=宋体][/font][align=left][/align][align=left] 精准医疗又叫个性化医疗，是指以个人基因组信息为基础，结合蛋白质组，代谢组等相关内环境信息，为病人量身设计出最佳治疗方案，以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的一门定制医疗模式。一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统，可以基于个体的遗传信息预测药物治疗反应，以提高药物的治疗疗效，同时减少毒副作用，实现精准用药。该系统采用药物基因组检测技术，获得个体药物相关基因组的基因型；然后根据大数据基础上建立的药物基因组数据库，结合已有的临床用药指南或共识，预测疗效、预警副作用，制定初步的个体化精准用药方案。在临床用药过程中，进行药物浓度监测，获得个体体内实际的药物浓度，结合临床症状改善情况、不良反应发生情况，优化调整药物的种类、剂量、频次、给药途径等，以期达到精准医疗的目标。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][b][/b][align=left][b][font=宋体][color=black]内容[/color][/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]由于药物的吸收代谢存在个体差异，在临床中需要个体化治疗方案，包括药物种类、治疗剂量，从而减少药效不佳或者严重不良反应等情况。针对以上需求，本专利的目的是建立一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统，结合药物基因检测、药物浓度监测技术和已有的临床用药指导原则，设计一个合理的个体化用药方案和详细信息，为临床医生合理化用药提供依据，从而解决个体化治疗过程中具体方案制定的问题，包括药物种类、剂量、用药时间和给药途径的选择，使医生快速、准确地对忠者进行用药治疗。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]为达到上述目的，提供如下技术方案：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第一目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统，该系统包括患者信息模块、药物基因检测模块、数据库模块、初步方案制定模块和报告模块：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述患者信息模块用于记录患者的基本信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述药物基因检测模块用于检测患者的抗脑卒中药物相关基因的多态性信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述数据库模块用于储存治疗脑卒中疾病不同候选药物的临床使用信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述初步方案制定模块，用于利用从患者信息模块、药物基因检测模块和数据库模块导入的信息，分析预估各种治疗方案对该患者个体的预期药效和不良反应风险，进一步判断候选药物与患者是否匹配，并确定患者的初步治疗方案：所述初步治疗方案包括具体药物治疗方案、预期药效和不良反应风险；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述报告模块用于生成初步治疗方案报告。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第二目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的方法，包括：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]采集患者血浆样本，通过药物基因检测模块检测患者的抗脑卒中药物相关基因多态性信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]将药物基因检测模块中检测得到的数据、患者信息模块中的数据、数据库模块中的治疗脑卒中疾病不同候选药物的临床使用信息导入初步方案制定模块；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]初步方案制定模块根据导入的信息，分析预估各种治疗方案对该患者个体的预期药效和不良反应风险，进一步判断候选药物与患者是否匹配，并确定患者的初步治疗方案，所述初步治疗方案包括具体药物治疗方案、预期药效和不良反应风险。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第三目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统，该系统包括：治疗信息更新模块、药物浓度监测模块、数据库模块、方案优化调整模块和报告模块；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]治疗信息更新模块，用于导入初步治疗方案和患者接受初步治疗后的复查结果；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]药物浓度监测模块，用于从患者样本中获得患者个体对抗脑卒中药物的体内暴露水平或代谢水平信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]数据库模块，用于储存治疗药物的临床使用数据、临床药物药代动力学研究数据；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]方案优化调整模块，用于利用从治疗信息更新模块、药物浓度监测模块、数据库模块导入的信息，根据患者复查结果以及实际药物暴露水平或代谢水平，综合分析评估初步治疗方案的治疗效果，并进一步对其优化调整，得到优化治疗方案；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]报告模块，用于导出优化调整后的治疗方案报告。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第四目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的方法，包括：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]将初步治疗方案和患者采用初步方案治疗后的最新复查结果导入治疗信息更新模块；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]采集患者血浆样本，通过药物浓度监测模块监测患者个体对抗脑卒中药物的体内暴露水平或代谢水平信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left][font=宋体][color=black]将治疗信息更新模块中的信息、药物浓度监测模块监测得到的信息、数据库模块中的治疗[/color][/font][font='Times New Roman',serif][color=black]-[/color][/font][font=宋体][color=black]药物的临床使用信息及临床药物药代动力学研究数据，导入方案优化调整模块，方案优化调整模块根据导入的信息，根据患者复查结果以及实际药物暴露水平或代谢水平，综合分析评估初步治疗方案的治疗效果，并进一步对其优化调整，得到优化治疗方案。[/color][/font][/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第五目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的系统，该系统包括患者信息模块、药物基因检测模块、数据库模块、初步方案制定模块、治疗信息更新模块、药物浓度监测模块、方案优化调整模块：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述患者信息模块用于记录患者的基本信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述药物基因检测模块用于检测患者的抗脑卒中药物相关基因多态性信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述数据库模块用于储存治疗药物的临床使用信息、临床药物药代动力学研究数据；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述初步方案制定模块，用于利用导入的患者信息模块中的基本信息、药物基因检测模块中检测得到的患者抗脑卒中药物相关基因多态性信息、数据库模块中的治疗药物的临床使用信息，分析预估各种治疗方案对该患者个体的预期药效和不良反应风险，进一步判断候选药物与患者是否匹配，并确定患者的初步治疗方案；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]所述治疗信息更新模块，用于导入初步治疗方案和患者采用初步方案治疗后的最新复查结果；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]药物浓度监测模块，用于从患者样本中获得患者个体对抗脑卒中药物的体内暴露水平或代谢水平的信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]方案优化调整模块，用于利用导入的治疗信息更新模块中的数据、药物浓度监测模块监测得到的数据、数据库模块中的治疗药物的临床使用信息及临床药物药代动力学研究数据，根据患者复查结果以及实际药物暴露水平或代谢水平，综合分析评估初步治疗方案的治疗效果，井进一步对其优化调整，得到优化治疗方案。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]第六目的在于提供一种指导脑卒中疾病个体化精准用药的方法，包括初步方案制定阶段和方案优化调整阶段；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]在初步方案制定阶段：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]采集患者血浆样本，通过药物基因检测模块检测患者的抗脑卒中药物相关基因多态性信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]将药物基因检测模块中检测得到的数据、患者信息模块中的数据、数据库模块中的治疗药物的临床使用信息导入初步方案制定模块；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]初步方案制定模块根据导入的信息，分析预估各种治疗方案对该患者个体的预期药效和不良反应风险，进一步判断候选药物与患者是否匹配，并确定患者的初步治疗方案；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]在方案优化调整阶段：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]将初步治疗方案和患者采用初步方案治疗后的最新复查结果导入治疗信息更新模块；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]采集患者血浆样本，通过药物浓度监测模块监测患者个体对抗脑卒中药物的体内暴露水平或代谢水平信息；[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]将治疗信息更新模块中的信息、药物浓度监测模块监测得到的信息、数据库模块中的治疗药物的临床使用信息及临床药物药代动力学研究数据，导入方案优化调整模块，方案优化调整模块根据导入的信息，根据患者复查结果以及实际药物暴露水平或代谢水平，综合分析评估初步治疗方案的治疗效果，并进一步对其优化调整，得到优化治疗方案。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述患者信息包括基本信息、疾病状态指标和肝肾功能指标。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述抗脑卒中药物相关基因多态性信息包括药物转运、代谢、药效和毒性作用相关的重要基因位点中的至少一种。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left][font=宋体][color=black]进一步的，所述药物基因检测模块采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、[/color][/font][font='Times New Roman',serif][color=black]Sanger[/color][/font][font=宋体][color=black]测序和荧光定量[/color][/font][font='Times New Roman',serif][color=black]PCR[/color][/font][font=宋体][color=black]检测方法中的至少一种。[/color][/font][/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述临床使用信息包含抗脑卒中药物临床指导原则、药物使用禁忌和药物之间相互作用。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述初步治疗方案还包括过往的参考治疗病例、注释该药物的用药禁忌和与其他药物的相互作用风险、下一步药物浓度监测实验设计方案。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述临床使用信息包含抗脑卒中药物临床指导原则、剂量调整方法、药物使用禁忌和药物之间相互作用。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述药物浓度监测模块的检测方法为液相色谱法、液相色谱质谱联用法、薄层色谱法和核磁定量法中的至少一种。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]进一步的，所述优化调整后的治疗方案包括前期治疗方案存在的问题、优化的治疗方案及预期药效和不良反应风险。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]本发明的有益效果在于：[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]本发明所述的脑卒中疾病临床用药指导系统，采用药物基因检测方法，可同时得到患者个体的预期药效和不良反应风险，进一步判断候选药物与忠者是否匹配，确定患者的初步治疗方案。根据前期的初步治疗方案和患者接受初步治疗后的复查结果，系统采用药物浓度监测方法，根据患者复查结果以及实际药物暴露水平或代谢水平，综合分析评估初步治疗方案的治疗效果，并进一步对其优化调整，得到优化治疗方案。[/align][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=left][/align][font=宋体][/font][align=left]采用所述的脑卒中疾病临床用药指导系统，可使个体化治疗方案的准确度更高，更加精确有效。系统提供的药物治疗方案制定覆盖了从初期诊断到后期治疗的全流程，可针对脑卒中的联合用药方案，对药物相互作用进行分析，选择合适的药物种类，降低潜在的安全风险。[/align]

[size=3][font=宋体] 个体化药物——使用遗传和基因组信息来预测、预防和治疗疾病——正不断收到来自公众和科学界的注视的目光。通过对疾病机制不断深入的理解，它具有转化药物实践活动的潜力，允许对患者进行更安全有效的治疗。[/font][/size][size=3][font=宋体] 另一个动机是观察到这样的现象，在一些个体中效果良好的药物在另一些个体中却是无效的，或产生严重的副作用。如果能够鉴别药物效率或副作用事件的遗传决定子，则在普通群体的临床测试中频繁失败的的药物，在更精确定义和遗传鉴定的亚群体中能够安全、有效的靶向治疗疾病（实质上，是拯救药物失败的命运）。在对疾病的分子遗传基础理解的驱动下，个体化药物和治疗基于个体基因型的差异而变化。现在，许多靶向药物已经进入市场或正出于临床研发的阶段。 虽然长远看来，个体化药物具有巨大的前景，但是对生命科学公司而言，真正实现它的潜力意味着太多挑战。在最近五年内，来自保健供应商、病理实验室、遗传诊断实验室和其它研究机构的有效电子数据的宽度和深度。现在的问题是将这些数据有意义的组合在一起，使其指导研究的方向。对于特定的疾病或疾病类型，当基因型的临床数据能够结合病理学和遗传学数据时，通常就能够体现有价值视角。个体化药物将极大的依赖临床信息学，来鉴定和发现审视疾病的遗传差异的视角。[/font][/size][size=3][font=宋体][/font][/size][size=3][font=宋体] [/font][/size]

药物基因组学是上世纪九十年代末发展起来，基于药理学和基因组学，将传统的药物科学与基因、蛋白、单核苷酸多态性等知识结合起来的一门科学。正因为药物基因组学是研究基因序列变异及其对药物不同反应的科学，所以它是研究高效、特效药物的重要途径，通过它为患者或者特定人群寻找合适的药物，药物基因组学强调个体化；因人制宜，有重要的理论意义和广阔的应用前景。一、促进新药研发 由于药物基因组学规模大、手段强、系统性强，开辟了医药工业研究的新领域，可以直接加速新药的发现。首先药品制造商不仅把注意力放在可能引起疾病的基因上，而且对药物效应基因产生了兴趣，这些药物效应基因为新药研究提供依据。由于新一代遗传标记物的大规模发现，以及将其迅速应用于群体，流行病遗传学也可以大大推进多基因遗传病和常见病机理的基础研究。还可以帮助制药厂商在一些与基因和疾病相关的蛋白质、酶和RNA分子等基础上开发新药，这样不仅促进了药物的发现，还有利于开发出针对某一特定疾病的药物，从而增强疗效，并减少对健康细胞的损伤。对于每一个药物来说大约都有10-40%的人没有疗效，又百分之几的或更多的人有副作用。如果制药公司利用药物基因组学理论可以实现预见结果或筛选人群的话，可以大大增加新药的通过率，也可以对未通过药检的新药重新估价，这些药物中一个经常引用的例子是第一个非典型性抗精神活性药氯氮平（clozapine），在氯氮平的使用过程中，由于1％的病人服药后出现严重的粒细胞缺乏症，因而只有当其它药物使用后无效才使用。但是在粒细胞缺乏症的药物效应基因被确定后，极大地改善了氯氮平的使用，除极少数敏感的病人不能服用此药外，对于99％的病人来说，这一药物是一线治疗药物。在新药的临床试验研究中，如果事先知道人群可能对药物反应的话，如代谢酶的基因型，可以减少参试人群，试验的时间表也可以大大缩短。对药物有效或毒性变异的预测试验中，可用于筛选病人。经过药物效应基因突变筛选的受试者，可以加强临床试验的统计学意义，可以用更少的病例数达到所需的统计学意义，这样可以大大节约时间和费用。 二、用药个体化合理用药的核心是个体化用药。药物基因组学通过对患者的基因检测，如对一些疾病相关基因的单核苷酸多态性（ＳＮＰ）检测，进而对特定药物具敏感性或抵抗性的患病人群的ＳＮＰ差异检测，指导临床开出适合每个个体的“基因处方”，使患者既能获得最佳治疗效果，又能避免药物不良反应，真正达到“用药个体化”的目的。 医生在疾病的首次治疗过程中，往往需要临床实验来确定适合病人的药物，而药物基因组学则可以通过分析病人的遗传组成来确定最合理的治疗药物。这样就免去了先期用于药物选择的临床过程及由此带来的可能的副作用，并缩短了病热的康复期。更准确的用药剂量 通过基因组分析可以判断药物在体内的作用效果及代谢时间，并以此来确定不同个体的用药剂量，对比依据体重和年龄的方法，其具有更好的治疗效果，降低了过量服药的可能性。一些临床上经常出现的现象，例如两患者诊断相同、一般症状相同、血药浓度相同，但疗效却大相径庭，这些用传统的药代动力学原理是无法解释的。这时应考虑到与药物作用相关的位点（如受体等）是否发生了变异？是什么水平的变异?药物作用的位点的变异可能发生在基因水平，也可能发生在转录、翻译等水平，基因水平的变异相对比较容易鉴定，研究也表明基因的变异与药物效应的差异是更具相关性。研究基因突变与药效关系的药物基因组学正是适应了这一要求，因此药物基因组学在临床合理用药中的应用前景是非常之好的。将基因功能学用于合理用药，利用药物基因组学的技术和方法增加药物的有效性和安全性，减少不良反应，实现个体化、可预测及可预防的医疗，这就称之为临床药物基因组学。药物基因组学应用到合理用药中，弥补了只根据血药浓度进行个体化给药的不足，惟以前无法解释的药效学现象找到了答案，为临床个体化给药开辟了一个新的途径。这样药物基因组学原理为特定人群设计最为有效的药物，不仅提高了药效，缩短了病程，而且减少了毒副反应和成本，真正达到了“物美价廉”的要求。目前，已经有人将药物基因组学知识应用于高血压、哮喘、高血脂、内分泌、肿瘤等的药物治疗中。如原发性高血压是多因素诱发的疾病，对于许多患者，高血压药物的不同药效和耐受性与遗传变异有关。Ferrari发现，一种细胞骨骼蛋白（cytoskeletalprotein）、内收蛋白（adducin）的基因多态性与高血压的发病、对钠敏感性以及对利尿剂的效果相关。因此在抗高血压治疗需要用利尿剂时，可以对患者预先进行基因检测，以确定是否选择使用此药。通过对β2肾上腺素受体的基因多态性及其对β2肾上腺素受体激动剂的敏感性关系的研究，发现β2肾上腺素受体的基因多态性影响β2肾上腺素受体激动剂福莫特罗（formoterol）的脱敏效果，β2肾上腺素受体激动剂改善肺通气的作用对Gly纯合子个体明显比Arg纯合子个体要强，杂合子个体介于两者之间。 载脂蛋白E（APOE）的基因多态性，影响绝经后妇女用雌激素替代疗法（ERT）时的血脂和脂蛋白的浓度。人群中的APOE有3个等位基因：E2、E3、E4，ERT能使具有E2型基因的妇女血中总胆固醇含量大大高于E3、E4型。提示医生在绝经期妇女中使用ERT时，可事先检测患者的APOE基因，对具有E2型基因的妇女在治疗过程中密切监测甘油三酯浓度。如此，通过对不同个体的药物代谢相关酶、转运因子、药物作用靶点的基因多态性的研究，对突变的等位基因进行分离和克隆，在分子诊断水平上建立以聚合酶链反应（PCR）为基础的基因型分析方法，在治疗患者各种疾病前检测其基因型，更精确地选择适当的治疗药物和合适的剂量以减少不良反应的发生，对患者的治疗具有很大的意义。 随着基因分析技术的飞速发展，越来越多的药物效应的个体差异与基因多态性的关系被阐明，药物基因组学将更广泛地指导和优化临床用药。