现代生物医学

现代生物医学如何影响癌症的诊断与治疗1：相关概念1.1：生物医学的概念生物医学是生物医学信息、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新的基地，随着社会-心理-生物医学模式的提出、系统生物学的发展，形成了现代系统生物医学，是与21世纪生物技术科业的形成和发展密切相关领域，是关系到提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域。1.2：生病的概念最常应用的定义是对人体正常形态与功能的偏离。现代医学对人体的各种生物参数(包括智能)都进行了测量，其数值大体上服从统计学中的常态分布规律，即可以计算出一个均值和95%健康个体的所在范围。习惯上称这个范围为正常，超出这个范围，过高或过低，便是不正常,疾病便属于不正常的范围。1.3癌症的概念在医学上，癌是指起源于上皮组织的恶性肿瘤，是恶性肿瘤中最常见的一类。相对应的，起源于间叶组织的恶性肿瘤统称为肉瘤。有少数恶性肿瘤不按上述原则命名，如肾母细胞瘤、恶性畸胎瘤等。一般人们所说的“癌症”习惯上泛指所有恶性肿瘤。肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化而形成的新生物。新生物一旦形成，不因病因消除而停止生长，他的生长不受正常机体生理调节，而是破坏正常组织与器官，这一点在恶性肿瘤尤其明显。与良性肿瘤相比，恶性肿瘤生长速度快，呈浸润性生长，易发生出血、坏死、溃疡等，并常有远处转移，造成人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损等，最终造成患者死亡。2：诊断2.1诊断的意义必要性：全球：每年新发生的癌症病人：1000万死于癌症的病人：600-700万重要性：1/3癌症是可以预防的。1/3癌症是可以早期发现，并治愈的。1/3癌症病人也可以通过现有的医疗措施、康复治疗改善症状、减轻痛苦、提高生存质量。2.2诊断的方法2.2.1体格检查皮肤，巩膜，浅表淋巴结，腹部肿块，直肠指检（DRE），腹部肿块，直肠指检（DRE）2.2.2超声检查肝、胆、胰、肾上腺、子宫、附件、胸、腹水定位。2.2.3放射学检查X-射线检查，胃肠道气钡双重造（GI），钡剂灌肠（BE），血管造影，CT，MRI2.2.4细胞学检查血常规，骨髓检查，脱落细胞（痰、食道拉网涂片、宫颈涂片），胸、腹水检查，淋巴结穿刺，深部肿瘤在CT、B超导引下细针穿刺2.2.5血清肿瘤标记物AFP（甲胎蛋白）CEA胃肠道CA19-9胰腺CA125卵巢CA15-3乳腺PSA前列腺NSE肺癌2.2.6肿瘤的生物芯片检测2.2.6.1生物芯片的概念指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等生物样品有序地固化于支持物的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中的靶分子杂交，通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。2.2.6.2生物芯片的原理根据生物分子之间特异性相互作用的原理，如DNA-DNA、DNA-RNA、抗原-抗体、受体-配体之间可发生的复性与特异性结合，设计一方为探针，并固定在微小的载体表面，通过分子之间的特性性反应，检测另外一方有无、多少或者结构改变等。2.2.6.3生物芯片特点及分类生物芯片的主要特点：高通量、微型化和自动化常用的生物芯片的分类：基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片及芯片实验室2.2.6.4以基因芯片为例DNA芯片技术包括四个主要步骤：（1）芯片的设计与制备（2）样品制备（3）杂交反应和信号检测（4）结果分析3治疗3.1靶向治疗3.1.1药物的概念药物指能影响机体生理、生化和病理过程，用以预防、诊断、治疗疾病和计划生育的化学物质。3.1.2靶向制剂概念靶向制剂又称靶向给药系统(targetingdrugsystem，TDS)，是载体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性地使药物浓集于靶器官、靶组织、靶细胞且疗效高、毒副作用小的给药系统，为第四代药物剂型，且被认为是抗癌药的适宜剂型。3.1.3被动靶向制剂3.1.3.1脂质体为载体抗癌药物包封于脂质体中，增加药物对淋巴的定向性，使抗癌药物对正常细胞和组织无损害或抑制作用，改变药物在组织中分布。因此，用脂质体为载体的抗癌药物新剂型能使药物的疗效提高，减少剂量，降低毒性，减轻变态和免疫反应。脂质体粒径越小（如50nm）、表面荷负电或采用PEG修饰，淋巴导向效率越高；局部残留越少，经淋巴回血量越多。3.1.3.2微球为载体一般微球是被动靶向，小于7um时一般被肝、脾中巨噬细胞摄取，7~10um的微球通常被肺的最小毛细管床以机械滤过的方式截留，被巨噬细胞摄取进入肺组织或肺气泡中。3.1.4主动靶向制剂3.1.4.1修饰的脂质体1长循环脂质体(long-circulatingliposomes)脂质体表面经适当修饰后，可以避免单核-巨噬细胞系统吞噬，延长在体内循环系统的时间。2免疫脂质体在脂质体表面接上某种抗体，使其具有对靶细胞分子水平上的识别能力，提高脂质体的专一靶向性。3糖基修饰脂质体不同的糖基结合在脂质体表面，到体内可产生不同的分布。如带有半乳糖残基时，可被肝实质细胞所摄取；带有半甘糖残基时，可被K细胞所摄取；带有氨基甘露糖衍生物时，能集中分布在肺内。3.1.4.2药物大分子复合物药物大分子复合物系指药物与聚合物、抗体、配体以共价键形成的分子复合物，主要用于研究肿瘤靶向的研究。EPR效应(enhancedpermeabilityandretentioneffect)：肿瘤血管对大分子物质的渗透性增加，以致大分子物质滞留并蓄积于肿瘤组织的量增加。3.1.5靶向治疗的原理细胞分子水平上针对已经明确的致癌位点（一个蛋白分子，或一个基因片段），来设计相应的治疗药物，药物进入体内以后特异性地选择与这些致癌位点相结合并发生作用，导致肿瘤细胞特异性死亡，而不会殃及肿瘤周围的正常组织细胞，所以分子靶向治疗又被称为“生物导弹”。药物靶向治疗的效果取决于靶向药物的自身特性和肿瘤内是否存在靶向药物作用的分子靶点及其异常状态。3.1.6靶向药物实例3.1.6.1单克隆抗体1986年，FDA批准了第一个治疗性单克隆抗体目罗莫那(muromonab-CD3／OrthocloneOKT3)，用于预防器官移植术后急性排异反应。从此，单克隆抗体在抗肿瘤、类风湿性关节炎和自身免疫系统缺陷治疗领域，得到了有力的推广。因能选择性杀伤癌细胞，具有高效、低毒等特点，在肿瘤治疗中发挥越来越大的作用。20余年来，FDA共批准了近20个单克隆抗体类药物，其中有9种药品已用于肿瘤治疗。3.1.6.2抗肿瘤血管生成药上世纪70年代初，Folkman首先提出“肿瘤生长和转移都依赖于新生血管形成”的概念。如果没有新血管形成，肿瘤就不能生长至超出其已存在的脉管系统2～3mm外大小。靶向VEGF能经阻滞血管形成这一肿瘤发展和转移的关键过程而限制肿瘤生长。目前已有超过30种抗肿瘤血管生成药物正在进行临床研究。Ps：虽然分子靶向治疗药物的确是癌症研究的方向，但现在并不是其最佳的实施时机，主要原因是这类药价格高得离谱且疗效不稳定，以我国的国情而论，显然不宜普遍推广。以肺癌分子靶向药物治疗为例，易瑞沙能否获得疗效理论上说主要取决于患者癌组织中有无相关基因突变，但问题是检测技术同样难以普及，故目前我国大部分医师都是在不知患者基因有无突变状态情况下使用此类药，疗效自然难以保证。另一方面，即使做了基因检测，又由于体外检测结果并非一定就能真正反映患者体内真实状态，因此即使按部就班做基因检测，往往对预测疗效也是白搭。3.2细胞疗法3.2.1细胞的概念能进行独立繁殖的有膜包围的生物体的基本结构和功能单位；一般由质膜、细胞质和核（或拟核）构成；是生命活动的基本单位。3.2.2细胞疗法的概念广义：指给机体输入或去除细胞制剂，以增强/减弱机体的免疫应答，恢复机体的正常功能与状态。例如使用各种细胞性血液成分、细胞疫苗、干细胞移植、过继免疫细胞治疗等。狭义：是取患者自身或无关供体的免疫细胞在体外经特异性抗原和细胞因子刺激，活化、增殖后，再转输入患者体内，使其在患者体内发挥抗肿瘤作用3.2.3细胞疗法的原理向肿瘤患者输入具有抗肿瘤活性的免疫细胞，直接杀伤肿瘤细胞或激发机体抗肿瘤免疫反应，从而达到治疗肿瘤的目的，这一过程称为体细胞免疫治疗。3.2.4细胞疗法与再生医学----干细胞细胞疗法与人工器官3.3基因疗法3.3.1基因疗法的概念经典（狭义）：针对遗传病某一基因缺陷，将外源基因导入体内予以矫正。现在（广义）：凡是在基因水平上进行操作而达到治疗疾病目的的所有疗法3.3.2基因疗法的基本原理—基因工程基因工程，也叫基因拼接技术或DNA重组技术，是指在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞进行无性繁殖（克隆），使重组基因在受体细胞内表达，产生出所需要的基因产物。3.3.3基因疗法的原理1先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质；2将控制该蛋白质合成过程的基因进行分离、纯化或人工合成；3利用重组DNA技术加以改造；4最后将该基因导入可以大量生产的受体细胞中不断繁殖或表达；5进行大规模生产具有预防和治疗疾病的蛋白质。3.4介入疗法（微创疗法）3.4.1介入疗法的概念介入治疗(Interventionaltreatment)，是介于外科、内科治疗之间的新兴治疗方法，包括血管内介入和非血管介入治疗。经过30多年的发展，现在已和外科、内科一道称为三大支柱性学科。简单的讲，介入治疗就是不开刀暴露病灶的情况下，在血管、皮肤上作直径几毫米的微小通道，或经人体原有的管道，在影像设备（血管造影机、透视机、CT、MR、B超）的引导下对病灶局部进行治疗的创伤最小的治疗方法。3.4.2介入疗法实例3.4.2.1动脉瘤的栓塞治疗采取经皮穿刺动脉，插入导引管，再经导引管插入微导管至动脉瘤内或载瘤动脉，经微导管送入栓塞材料（如球囊，微弹簧圈），将动脉瘤或载瘤动脉闭塞的方法。3.4.2.2肝癌的介入治疗方法肝肿瘤是很容易复发的，临床上迫切需要一种随着肿瘤的复发和转移，能够及时进行多次反复治疗的方法。射频消融通过欧美国家8年来的应用，证实是一种安全有效的治疗肝肿瘤的方法。射频治疗是肝癌局部治疗的一种方法，在B超或CT的引导下，将射频治疗针经皮经肝插入到肝癌病灶内，推开内掏针后，从内掏针内就伸出了九根像伞一样的细电极针，启动交流电后通过射频电能使肿瘤的区域产生热度，高温可以达到100度左右，这种温度可以均匀地散发到肿瘤，形成5公分的凝固罩，杀死肿瘤。4结论一方面，生物医学正在不断的提供新的癌症的诊断与治疗的手段，另一方面，生物医学又在快速的，持续的进步。所以可以预见的是，人类终有一天是可以战胜癌症的。但是，却不能太麻痹大意，首先生物医学带来的伦理问题一直在被激烈的讨论，如何解决这类道德上的问题或者如何平衡生物医学与道德伦理的冲突是需要思考的。其次，癌症的产生于治疗不仅仅只是与药物有关，医学,心里，社会都是癌症治疗可以考虑的途径。所以，现代生物医学虽然成果显著，但是生物——心里——社会的医学模式应该得到发展。并且，由于现在的生物医学治疗价格昂贵，所以大多数公民没有得到生物医学的帮助，希望通过生物医学的快速发展，能够最终形成一个稳定的产业，使每个公民都能得到生物医学的治疗。