■本報記者 馮麗妃

南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶效應一只蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，用精可能在兩周后引起美國得克薩斯州的準醫一場龍卷風。

一項精準醫學技術從實驗室走向臨床，學掀學網會產生什么樣的起新“蝴蝶效應”呢？

作為國家戰略科技力量，中科院在國內成立了首個精準醫學學科二級學科。聞科這個落地在中科院北京基因組研究所（以下簡稱基因組所）的蝴蝶效應學科正在把一批精準醫學技術推向臨床，醞釀著未來醫學發展的用精一場新風暴。

驗尿可知是準醫否患癌

在基因組所，研究員慈維敏正以尿液為對象，學掀學網開展基于基因組學和表觀基因組學特征的起新泌尿腫瘤無創診斷研究。通俗地講，聞科就是蝴蝶效應利用尿液中尿沉渣里的脫落細胞和游離DNA，判斷一個人是用精否患癌、患了什么癌、準醫處于癌癥早期還是晚期、能否治愈。

泌尿系統的解剖學位置，使其更容易通過尿液將腫瘤變異細胞直接釋放出去，特別是膀胱癌細胞。“我們可以用微量尿液進行全基因組測序，從而準確判斷一個人是否患泌尿系統腫瘤。”慈維敏告訴《中國科學報》，尿路上皮癌就是對這一診斷方法十分敏感的癌種之一。

利用該方法，他們可以對尿路上皮癌進行風險分層，從而對患者進行精準分類治療。如由馬兜鈴酸引起的尿路上皮癌是一類低危類型惡性腫瘤，可通過早期診斷和監測進行保腎治療；DNA甲基化低的尿路上皮癌患者也是低風險類患者，即使是肌層浸潤性的，也可進行保腎治療。

當前，我國每年新發腫瘤人數逾450萬、死亡人數超300萬，均列全球之首。慈維敏希望以泌尿腫瘤研究為核心，使尿液微量樣本的基因組學檢測包含更多信息，組合出包含各種癌癥特征的“條形碼”，只要一次檢測，就能對癌癥進行精準診斷和溯源。

白血病低劑量化療

除了泌尿系統腫瘤外，目前還有一種常見的血液腫瘤困擾著中國至少400萬人，它就是白血病。據統計，每年新增白血病患者約4萬名，其中50%是兒童。

目前，高劑量化療是治療白血病的主要手段，為盡可能對腫瘤細胞“趕盡殺絕”，臨床上往往采用最大耐受劑量化療。而這容易導致血小板缺乏等嚴重并發癥，產生高額費用，迫使貧困家庭放棄治療。

基因組所研究員王前飛曾親眼目睹患兒的痛苦和這些家庭的無奈，這極大觸動了他。

2014年起，王前飛團隊與蘇州大學附屬兒童醫院合作，在國際上首次將1/10劑量化療藥物聯合細胞因子G-CSF方案（低劑量聯合方案）用于治療初診兒童急性髓系白血病，并采用基因組測序技術，全程跟蹤檢測療效。

他們評估了183例患兒的療效，結果表明該方案具有與傳統常規化療相似的臨床和分子療效，并可使人均單療程治療費用節省2萬到3萬元。目前，低劑量聯合方案已被寫入中低收入國家兒童AML診療指南、中國兒童及青少年急性白血病診療指南2021（III級專家推薦）等。

但王前飛表示，我國III級專家推薦僅是參考選用療法，尚未成為國內白血病治療一線方案。“從精準醫學的角度看，我們希望只要通過其分子特征檢測，就能判斷一名患者是否適合使用低劑量聯合方案。”

實現這一目標面臨不少挑戰。王前飛和團隊近年來開展了不同劑量化療藥、靶向藥等多種治療方案的耐藥演化機制研究，發現了多種潛在診療新靶點。同時，國內多家醫院已聯合啟動了低劑量聯合方案的多中心臨床試驗，自2018年以來，已隨機入組了400余例患兒，為深入研究低劑量聯合方案的分層特征提供了臨床資源和研究基礎。

試管中的新一代生殖輔助技術

與致力于攻克腫瘤的慈維敏、王前飛不同，基因組所研究員劉江試圖探尋人類生命早期的秘密——人類胚胎發育過程中為什么會出現問題。

10年前，在好奇心的促使下，劉江試圖用斑馬魚回答這個問題。現在，他和合作者在國際上首創的試管嬰兒篩查新技術——胚胎植入前DNA甲基化篩查技術，已經幫助100多個家庭擁有了健康的寶寶。

當前，我國育齡夫婦不孕不育率達18%，每年做試管嬰兒的家庭達到100萬。“但現有輔助生殖技術仍存在三大問題，即出生率較低、出生缺陷較高、表觀遺傳引起的出生缺陷不能提前篩查和避免。”劉江分析道。

據統計，我國臨床輔助生殖技術的出生率僅約30%，且試管嬰兒患印記疾病的概率為3‰，是自然分娩嬰兒患病率的兩倍。這些疾病往往導致嬰兒智力發育障礙乃至死亡，而當前臨床無法篩查和避免。

如何篩選高質量的囊胚，提高試管嬰兒的出生率？劉江發現，大量早期胚胎中存在DNA甲基化圖譜的異常，這與胎兒低出生率相關。此外，從DNA甲基化圖譜數據中能獲得胚胎的染色體非整倍性信息，可用于產前遺傳學診斷。這為輔助生殖技術提供了一種新型篩選方法。

在臨床試驗中，劉江與山東大學陳子江院士團隊合作，發現基于DNA甲基化圖譜的篩選技術可以使試管嬰兒出生率達到65%以上，是當前我國試管嬰兒整體出生率的兩倍。這種方法在囊胚發育第五六天就能發現其是否優良，從而將疾病發現時間大幅提前，避免了出生缺陷，提高了嬰兒健康水平。

這項突破行業瓶頸的技術，被稱為新一代輔助生殖技術。目前，劉江團隊已與19家生殖中心合作。自2019年該技術進入臨床試驗以來，已服務200多個家庭，接下來將有1500個家庭入組臨床試驗。

劉江的短期目標是，在5年或10年內，能夠讓我國試管嬰兒出生缺陷比降低一個百分點。他們還會不斷累積數據，讓嬰兒出生缺陷探查變得更加精準。