时事分析 | 创新及科技发展 | 2018-11-16 | 《经济日报》

解构香港基因组计划



中部水域人工岛大计、延长法定产假、强积金对冲安排……上月发表的施政报告有不少与市民生活息息相关的措施。[1]其实与香港人有切身关系的,还包括一项基因组研究计划,因为该计划的成功,将为治疗癌症、罕见病等棘手疾病带来?光。不过,要将研究化为实质成果,社会仍需在信息流通、人才培训等范畴尽早作出配合。

不只要认识基因 还要认识基因组

所谓的基因组(genome),是指细胞内所含的所有DNA(脱氧核糖核酸)。人类细胞内有约2万组基因[2],每组基因皆由负责储存遗传信息的DNA组成。[3]了解DNA所储存的信息,对认识人们的身体特征、疾病等,都有莫大裨益。故此,以往医学界集中研究这2万组基因内的DNA[4],期望有突破性发现。

然而,基因内的DNA,其实只是细胞内所有DNA的一小部分,基因与基因之间,还有很多其他的DNA。[5]科学家过往对这些「大多数」并不了解[6],甚至一度视之为「垃圾」[7],后来才发现它们之中,有不少会影响、调节、控制其余的DNA。[8]换言之,要真正了解基因在健康中的角色,不是要理解2万组基因,而是要解读整个基因组,亦即进行「基因组测序」[9];而基因组医学,则是应用一个人的基因组信息于其临床护理,例如诊断或治疗方面的决定。[10]

在刚发表的施政报告,政府宣布拨款在香港推行一项大型基因组测序计划,以促进基因组医学的临床应用,并且透过获取本地人口的基因组数据、建立测试设施,以及培育人才,推动本地基因组医学的创新科研。相关计划名为「香港基因组计划」,初步预计测序约2万个基因组。[11]

基因组测序有助治疗癌症及罕见病

基因组测序能够推进基因组医学,从而改进一些棘手疾病的诊断及治疗。以香港的一大杀手癌症为例[12],其成因是本来健康的细胞出现基因变异。而透过比较患者肿瘤和其正常细胞内的DNA,则有助精准地找出那些变异之处,从而判断甚么治疗方式最具成效。[13]此外,理解基因组也有助测试某些癌症对于放射治疗的反应,有望大幅减少部分病人接受放射治疗的次数。[14]

另一类基因组医学被寄望处理的疾病,是药物费高昂的罕见病。[15]因为认识整个基因组,被视为有助辨别部分罕见病的成因,以及找出新的疗法。[16]在英国,从事基因组医学研究的学者Sian Ellard指出,过往要为罕见病作诊断测试,一般需要一定数量的病人。基因组测序技术的出现,则意味任何罕见病都可透过掌握基因成份诊断出来。[17]

英国在2013年设立一间由当地卫生部门全资拥有的公司Genomics England,推行「十万基因组计划」(100,000 Genomes Project),该计划测序的10万个基因组,正是来自当地癌症患者和罕见病患者及其家人。[18]在香港,食物及卫生局局长早前则表示,测序的约2万个基因组涵盖疾病范畴可包括癌症、不常见疾病,以及其他传染病和非传染病。[19]

病人信息不流通 恐阻碍基因组医学应用

大型基因组测序计划如箭在弦,不过距离应用到临床治疗,造福病人,香港还需走过一段漫漫长路。原因之一,是建立相关研究的基础需时,而这些基础并不只限于医学方面。例如,单是一个人的基因组,就包含32亿个DNA「字母」,需要约200 GB的数据空间储存[20],即大约现时一般计算机硬盘的五分之一储存量。[21]要储存数以万计的基因组数据,需要的信息科技配套肯定不少。

如何将病人不同信息整合,是另一关键。基因组医学要成事,不但需找出人们的基因组,还要与病人的病史结合分析,例如患者的病征、病征出现的时间、各种生理参数如血压及心跳率、曾服用的药物,以至出生体重等等。[22]这意味医疗体系内不同部分的数据库需要做到互联互通[23],方便结合分析。

英国有意见认为,当地在处理基因组医学数据方面领先全球,原因之一是其堪称世上最大的一体化医疗系统(国民保健系统,National Health Service),掌握当地人由出生至死亡的完整医疗纪录,使得基因组数据与病人的记录可以联结起来。[24]

反观香港,至今年4月为止,电子健康纪录互通系统的登记人数只有73万人,而截至今年7月,连接到互通系统的私营诊所也只有三分一。[25]换言之,大部分病人的数据,仍未在医疗系统中流通。

将研究转化为应用 需多项配套

要推动医疗记录互通,需要克服不少困难,因为部分医生会视医疗纪录为其所有,不愿与人分享[26],一些市民亦会担心互通后会增加数据外泄的风险。要改变现状,当局除了做好网络保安,还需透过宣传、教育,让人们明白自己的付出能造福后世。

如何将收集而来的基因组信息转化成治疗方案,也有其挑战。首先,药厂运用相关信息研发药物时,或会接触到病人的个人资料。在英国,病人在参与基因组测序时,医护人员会明确询问是否愿意让商业机构存取他们已经受「去识别化」处理的基因组及健康数据。[27]Genomics England虽然容许公司付费使用数据进行研究,不过只限于读取数据,而不能将其取出。[28]这种只能「读取」,不能「下载」的规定,有助降低数据外泄的风险,不过也有当地业界认为,这会令相关数据难以与系统外的数据结合。[29]

发展基因组医学,当然还需要合适的医护人才。香港医学界去年已开始筹备有关「遗传学及基因组学」的培训工作。有兴趣的医生可先考取儿科专科资格,再到港岛西联网医院及卫生署接受共三年遗传科训练,包括在临床和实验室接受培训和实习,经考核的医生可注册为遗传科医生。[30]

不过,合适的医护人才并不仅指专科医生,还包括相关的咨询人员。有本地基因检测公司表示,有病人可能担心基因被验出有问题就等如死路一条,故香港需要专人向他们讲解相关信息,惟现阶段并未培训出这类人才。[31]另外,不少与基因组医学无直接关系的医护人员,其实也需要接受更深入的基因组医学培训,才能辨识出最能受惠于基因组测试的病人;并准确解读基因组数据,以免替病人进行不必要的预防性手术。[32]

在英国,卫生部门于2014年投放了2,000万英镑推行为期四年的基因组教育及培训计划。当中包括检视及制订新的基因组及基因组咨询培训课程、支付从事基因组工作的实习生薪金、在护士及健康科学家的课程和培训计划引进有关基因组内容,以及为国民保健系统内的人员提供网上课程和制作知识小册子。[33]当局表示会确保医生的培训课程涵盖基因及基因组医学[34],而当地已有获认准的基因组咨询课程,让基因咨询人员修读并向当局注册。[35]

基因组医学的潜力,值得期待,香港能否将其发挥,实端乎各个范畴能否配合。大型基因组测序计划只是序曲,要将信息转化为市民健康的实际获益,香港还需要继续努力。

1 「中华人民共和国香港特别行政区行政长官2018年施政报告施政纲领」,行政长官办公室,2018年10月10日,第87、175和177页。
2 "POSTnote Number 504: The 100,000 Genomes Project," Houses Of Parliament Parliamentary Office of Science and Technology, September 2015, p. 1; "Genomics England And The 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/?wpdmdl=5203, accessed October 23, 2018, pp. 1 and 2.
3 "KS3:DNA," BBC, https://www.bbc.com/bitesize/guides/zp7thyc/revision/2, accessed October 30, 2018;「港大发现核糖核酸(RNA)编辑为新致癌原因:RNA编辑可逆转 肝癌治疗有希望」。取自香港大学网站:https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_9159.html,最后更新日期2013年1月28日。
4 "Genomics England And The 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/?wpdmdl=5203, accessed October 23, 2018, pp. 1 and 2.
5 "POSTnote Number 504: The 100,000 Genomes Project," Houses Of Parliament Parliamentary Office of Science and Technology, September 2015, p. 1; "Genomics England And The 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/?wpdmdl=5203, accessed October 23, 2018, p. 1.
6 "POSTnote Number 504: The 100,000 Genomes Project," Houses Of Parliament Parliamentary Office of Science and Technology, September 2015, p. 1; "Genomics England And The 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/?wpdmdl=5203, accessed October 23, 2018, p. 2.
7 Henry Gee, "A journey into the genome: what's there," Nature, February 12, 2001, https://www.nature.com/news/2001/010215/full/news010215-3.html.
8 同4,第2页。
9 同4。
10 "What is Genomic Medicine?" National Human Genome Research Institute, https://www.genome.gov/27552451/what-is-genomic-medicine, last modified August 20, 2018.
11 「中华人民共和国香港特别行政区行政长官2018年施政报告施政纲领」,行政长官办公室,2018年10月10日,第170页;「2018年施政报告食物及卫生局的政策措施」,卫生事务委员会,立法会CB(2)13/18-19(01)号文件,2018年10月,第3页。
12 "Overview of Hong Kong Cancer Statistics of 2016," Hospital Authority, October 2018, p. 3.
13 同4,第3页。
14 同4,第2页。
15 「不常见疾病药物的政策」,立法会卫生事务委员会,立法会CB(2)979/16-17(06)号文件,2017年3月,第1和3页。
16 同4,第3页。
17 "Genomics and genome editing in the NHS," House of Commons Science and Technology Committee, April 17, 2018, p. 14.
18 "How we work," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/about-genomics-england/how-we-work, accessed November 2, 2018; "Frequently asked questions: About Genomics England and the 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/the-100000-genomes-project/faqs, accessed November 2, 2018; "Genomics England And The 100,000 Genomes Project," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/?wpdmdl=5203, accessed October 23, 2018, p. 3.
19 「坚定前行 燃点希望 – 食物及卫生篇(14/10/2018)」。取自食物及卫生局网站:https://www.fhb.gov.hk/blog/cn/2018/post_20181014.html,最后更新日期2018年10月14日。
20 同17,第22页。
21 以计算机硬盘储存量为1 TB计算。
22 同4,第2页。
23 同17,第22页。
24 同17,第37至38页。
25 「电子健康纪录互通系统」。取自立法会网站:https://www.legco.gov.hk/research-publications/chinese/essentials-1718ise09-electronic-health-record-sharing-system.htm,最后更新日期2018年8月22日。
26 同25。
27 "FAQs about how we are working with industry," Genomics England, https://www.genomicsengland.co.uk/working-with-industry/working-with-industry-faqs, accessed October 24, 2018.
28 同17,第38至39页。
29 同17,第39页。
30 「儿科医学院筹设遗传科培训新血 5年后遗传科医生有望倍增」。取自香港01网站:https://www.hk01.com/社会新闻/184680/儿科医学院筹设遗传科培训新血-5年后遗传科医生有望倍增,最后更新日期2018年5月4日。
31 「政府组织专家小组 推动基因组医学测序计划」。取自巴士的报网站:https://www.bastillepost.com/hongkong/article/3548932-政府组织专家小组-推动基因组医学测序计划,最后更新日期2018年10月11日。
32 同17,第25页。
33 "Genomics and genome editing in the NHS," House of Commons Science and Technology Committee, April 17, 2018, p. 26; "Written evidence submitted by Health Education England (GNH0007)," United Kingdom Parliament, http://data.parliament.uk/writtenevidence/committeeevidence.svc/evidencedocument/science-and-technology-committee/genomics-and-genome-editing-in-the-nhs/written/71139.pdf, accessed October 25, 2018, pp. 1-3.
34 "Written evidence submitted by Health Education England (GNH0007)," United Kingdom Parliament, http://data.parliament.uk/writtenevidence/committeeevidence.svc/evidencedocument/science-and-technology-committee/genomics-and-genome-editing-in-the-nhs/written/71139.pdf, accessed October 25, 2018, pp. 1-3.
35 同34,第2页。