在基因組水平上，我們有99.9%的相同對(duì)我們的鄰居而言，正是我們基因組中剩下的0.1%的微妙差異將我們定義為個(gè)體。這些微妙的遺傳變異中的一些具有重要的生理后果，這反映在我們的整體健康中。因此，疾病的過程和我們對(duì)治療的反應(yīng)都與我們的基因組序列密切相關(guān)。除了我們的基因組之外，人與人之間的差異也體現(xiàn)在RNA，蛋白質(zhì)和代謝物水平上。這些變量中的每一個(gè)都是“個(gè)人組學(xué)概況”(POP)的重要組成部分。個(gè)性化醫(yī)療領(lǐng)域基于利用POP數(shù)據(jù)的承諾，理論上可用于評(píng)估疾病風(fēng)險(xiǎn)，診斷疾病和監(jiān)測(cè)治療。作為重要的第一步，斯坦?；蚪M學(xué)和個(gè)性化醫(yī)學(xué)中心主任Michael Snyder博士，

早期的個(gè)性化醫(yī)學(xué)研究主要集中在基因組數(shù)據(jù)和生物標(biāo)志物的子集以及預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)的分析方法。個(gè)性化醫(yī)學(xué)對(duì)醫(yī)學(xué)的未來抱有很大希望，但可靠性問題和疾病的復(fù)雜性已經(jīng)破壞了這些初步的小規(guī)模研究?？茖W(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展使我們能夠通過DNA測(cè)序，RNA測(cè)序以及蛋白質(zhì)和代謝物分析來監(jiān)測(cè)10,000多種不同的POP成分。利用和集成這些大規(guī)模組學(xué)概況的方法最有可能減少可靠性問題并使個(gè)性化醫(yī)療成為現(xiàn)實(shí)。

認(rèn)識(shí)到iPOP方法的潛力，Snyder博士發(fā)起了一項(xiàng)雄心勃勃的縱向研究，對(duì)14名月內(nèi)一名健康的志愿者(Snyder博士本人)的血液樣本進(jìn)行了分析。Snyder博士提供了大約20份血液樣本(每兩個(gè)月健康一次，在疾病期間更頻繁)，以便在研究過程中進(jìn)行分析。每種方法都通過各種檢測(cè)分析了成千上萬的生物變量，產(chǎn)生了大量的信息。本研究發(fā)表于3月16日出版的Cell，提供健康個(gè)體的第一個(gè)全面的iPOP，捕獲基因組，轉(zhuǎn)錄組，蛋白質(zhì)組學(xué)，代謝組學(xué)和自身抗體譜。這項(xiàng)廣泛研究的大量數(shù)據(jù)為iPOP方法對(duì)個(gè)性化醫(yī)療的潛力提供了許多有趣的見解。

在基因組水平上，深度全基因組測(cè)序確定了與疾病相關(guān)的變異，使Snyder博士能夠估計(jì)他的疾病風(fēng)險(xiǎn)。斯奈德博士的基因組顯示他患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)較高。憑借對(duì)這種基因組傾向的了解??，該團(tuán)隊(duì)通過研究過程監(jiān)測(cè)了血糖水平的上升，實(shí)際上目睹了糖尿病的發(fā)病。這種早期診斷是鑒定基因組易感性的直接結(jié)果，因?yàn)镾nyder博士的健康史不會(huì)表明需要進(jìn)行血糖監(jiān)測(cè)。

對(duì)于科學(xué)而言，Snyder博士在這項(xiàng)研究中感染了兩種病毒，在病毒感染后提供了對(duì)身體動(dòng)態(tài)分子反應(yīng)的罕見一瞥。毫不奇怪，身體免疫反應(yīng)的激活是顯而易見的。出乎意料的是，他的身體對(duì)病毒的反應(yīng)恰逢下調(diào)胰島素通路和血糖水平的一致性升高，這標(biāo)志著糖尿病的發(fā)病。重要的是，這是病毒感染可以在患有該疾病的基因組易感性的人中引發(fā)2型糖尿病的第一個(gè)跡象。Snyder博士強(qiáng)調(diào)了早期干預(yù)的有效性，實(shí)施了生活方式的改變，成功地控制了血糖水平的上升。展望未來，這些觀察結(jié)果表明，監(jiān)測(cè)易患糖尿病的患者的感染后葡萄糖水平可能是早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)的關(guān)鍵。

從一般生物學(xué)角度來看，這項(xiàng)研究提供了前所未有的一瞥轉(zhuǎn)錄組通過各種疾病狀態(tài)的變異性。轉(zhuǎn)錄組是轉(zhuǎn)錄成RNA分子的基因組中非常小的百分比。觀察到的差異等位基因表達(dá)和RNA編輯(其中細(xì)胞將在從原始DNA復(fù)制后改變RNA序列)表明細(xì)胞具有低估的響應(yīng)環(huán)境的能力。此外，該初步分析揭示了使用這些表達(dá)生物標(biāo)志物監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展的潛力。

雖然必須小心從適用于單個(gè)個(gè)體的數(shù)據(jù)集中得出廣泛的結(jié)論，但這個(gè)具有里程碑意義的研究中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)該影響未來的iPOP隊(duì)列研究?？偟膩碚f，這一原理驗(yàn)證研究揭示了將基于iPOP的方法應(yīng)用于個(gè)性化醫(yī)療的潛力，其中可以從基因組序列中識(shí)別疾病風(fēng)險(xiǎn)，并且可以通過其他分子組分監(jiān)測(cè)疾病狀態(tài)。Snyder博士的研究小組表明，可以從單個(gè)血液樣本中獲取大量信息，并且隨著時(shí)間的推移對(duì)樣本進(jìn)行分析可以提供疾病進(jìn)展的一個(gè)密切的一瞥。此外，個(gè)性化醫(yī)療需要處理大量數(shù)據(jù)集并將數(shù)據(jù)提煉為信息性細(xì)節(jié)。該試點(diǎn)研究提供了一種全面的數(shù)據(jù)分析方法，并突出了每種類型的數(shù)據(jù)的潛力。未來的個(gè)性化醫(yī)學(xué)研究現(xiàn)在可以超越本研究提供的框架，并根據(jù)患者基因組序列預(yù)測(cè)的特定疾病進(jìn)行調(diào)整。