其他一些疾病也有類似的過程。從疾病的局部初始診斷，到研發(fā)出相應的療法，這之間以前基本上需要50年或更長。世人熟知Framingham的心臟病研究，這個研究發(fā)現(xiàn)膽固醇是心臟疾病的一個主要促進因素。從發(fā)現(xiàn)膽固醇到把膽固醇指標作為心臟病的診斷指標，再到發(fā)明他汀類藥物對誘發(fā)心臟疾病的膽固醇影響進行治療，這個過程要明顯短于糖尿病-胰島素這個過程。同樣，艾滋病（HIV）-齊多夫定，丙型肝炎（HCV）-干擾素，以及非小細胞肺癌（NSCLC）-克里唑蒂尼才用了5年，這個過程被一再縮短（圖1）。從這些事實可以得出，實驗室測試發(fā)生創(chuàng)新緊接著就是新興療法的革新。實驗室測試的革新和新興療法的革新發(fā)生地越來越快，它們是同時發(fā)展進步的。臨床化學和臨床實驗室需要了解的很重要的一點是：新興療法的發(fā)展方向及其產生的影響是什么。
二、技術和療法的進步
緊跟時代和技術迅速發(fā)展的潮流，每天都有新的器械和技術出現(xiàn)，如可以使某些測量工作與前幾年相比變得更準確，更經濟，更迅速的技術。知識呈現(xiàn)爆炸性增長，我們發(fā)現(xiàn)自己被龐大信息量所吞沒。人類基因組計劃，以及該計劃的分支對新興療法的開發(fā)提出了新的目標。而且這兩者也在迅速的發(fā)展之中。測量DNA的技術以及DNA測序技術的發(fā)展令人十分驚奇。我們可以經常聽到下一代測序和新生兒測序等技術，實際上，下一代測序是一項新技術，第一種這樣的設備已經用于實驗室研究，在進行體外診斷之前，完成對某些疾病的初步診斷。
歷史上曾出現(xiàn)過這樣的快速發(fā)展，在微生物學領域，對HIV的測試的發(fā)展就是明顯的例子，現(xiàn)在我們又有了其他的病毒測試板可供選擇，檢測同種病毒的可選測試板也增多了（圖3）。大量的新興技術正在出現(xiàn)，對這些技術加以利用可以明顯改善和促進療法的研究和開發(fā)進程。
技術的發(fā)展激發(fā)了期望的膨脹，許多期望不切實際，通過醒悟階段，回歸復蘇期再到穩(wěn)定產能高峰期，這個曲線會很大程度上對臨床實驗室產生影響。如果先前花費5-10年甚至更長開發(fā)一項實驗室測試，那么現(xiàn)在僅需耗時幾個月就能開發(fā)一項新測試。這不僅僅發(fā)生在實驗室內，從事相關研究的大學以及商業(yè)研發(fā)公司內無時無刻不在發(fā)生這樣的變化。
現(xiàn)在，我們要關注一下療法是如何開發(fā)的，療法的目標是什么以及它對檢驗醫(yī)學將會產生什么影響。以伊馬替尼為例（圖4），伊馬替尼是靶向療法的先驅。柱狀圖顯示伊馬替尼是如何在腫瘤部位實施靶向治療，以及在非腫瘤區(qū)域是如何發(fā)揮作用的。60年代，基因學有了長足進步，分析出慢性髓細胞性白血病（CML）的病因是：CML 9號染色體長臂C-ABL原癌基因易位至22號染色體長臂的斷裂點簇集區(qū)（BCR）形成BCR-ABL融合基因。融合基因導至bcr-abl，bcr-abl組成激酶，當激酶被激活，就能導至慢性髓細胞性白血?。–ML）。因此，抑制bcr-abl就有可能抑制疾病的產生和發(fā)展。在過去的5年中，如果能及早地明確這個原因進行治療，患者就很有可能治愈。
當對靶向療法進行測試的時候會發(fā)生什么呢？當使用藥物的時候，需要在進入人體前進行臨床前試驗。藥物在進入人體前，需面臨兩項挑戰(zhàn)：第一：正確的劑量是什么，在個體化用藥時會不會發(fā)生藥物過早分解？個體化用藥成功的關鍵點是使用正確的劑量對患者進行治療；第二，如何選擇正確的患者？當這兩項挑戰(zhàn)一而再再而三地重復出現(xiàn)時，會導至兩個問題：1 藥物是否作用于目標？ 2 是否對正確的患者進行了治療？這些問題今天已經由基于證據的檢驗醫(yī)學進行了解答。這就是在早期的藥物開發(fā)過程，個體化用藥和個體化用藥方法的起源，現(xiàn)在的藥物則和診斷緊密相聯(lián)。
三、基于證據的檢驗醫(yī)學在藥物開發(fā)中創(chuàng)立新的診斷工具
這就是如何創(chuàng)立新的診斷工具的方法，接下來我們要通過范例了解這個過程在過去是如何進行的，以及對未來的一些展望。如果將基于證據的檢驗醫(yī)學作為開發(fā)一種新試驗的第一步，我們就要經歷這一步，我們需要知道這個試驗的基本特征，樣品類型，時間和樣品處理來建立試驗的有效性，接著了解臨床前和臨床環(huán)境數據，生成臨床信息以及如何解析患者試驗數據。當觀察藥物的開發(fā)過程時，這項工作在階段I之前，在生成一個金字塔形之前非常適用（圖5）。尤其是尚在進行大量的動物試驗的時期，這項工作能提供試驗發(fā)揮作用的原理證據和模擬系統(tǒng)中試驗的最佳性能特點。接下來我們可以在階段I/II的臨床試驗中，在臨床前和臨床環(huán)境中生成數據，接著在階段II/III或階段III后期臨床解析中生成數據。所有這些就是基于證據的，藥物開發(fā)的邏輯步驟。
請看這個比較早的例子（圖6）：這是阿侖膦酸鈉和二膦酸鹽相比，阿侖膦酸鈉用于預防骨軟骨病。阿侖膦酸鈉基于二膦酸鹽，作用于破骨細胞。抑制破骨細胞破壞骨骼，保護骨骼免受損傷。當開發(fā)阿侖膦酸鈉的時候，出現(xiàn)了一個大問題。先前的療法，在先前療法的基礎上，阿侖膦酸鈉產生前骨再吸收抑制劑，膦酸鹽導至了骨軟化，這與預期的效果完全相反。這是不可接受的，不能讓藥物導至骨軟骨病。當開發(fā)阿侖膦酸鈉，研發(fā)人員了解其優(yōu)于先前的藥物，但重要的是如何顯示更佳的療效呢。所以在阿侖膦酸鈉的開發(fā)期間，藥物研發(fā)團隊不得不通過多種方法展示阿侖膦酸鈉具有增加骨密度的功效。他們的所作所為其實是實驗室內的工作，指標是uNTx和肌酸酐率。試驗的原理是：如果在羥脯氨酸交聯(lián)的交鏈末端使用端肽，在端肽的一端測量羥脯氨酸交鏈。這是一項uNTx試驗。當在臨床試驗中對阿侖膦酸鈉使用uNTx試驗時，看底線百分比的改變情況。在安慰劑試驗中，uNTx的水平改變并不大。當使用阿侖膦酸鈉后，uNTx的水平降低了，說明骨骼不再被吸收。將這些數據與骨骼密度數據聯(lián)合使用，就能體現(xiàn)藥物的作用。在以前這是用于藥物開發(fā)的試驗，現(xiàn)在則用于臨床試驗。
uNTx臨床應用，使用芳香酶抑制劑治療的乳腺癌患者的骨密度（BMD結果）。骨密度高的患者有三種類型：骨骼密度極低的患者，醫(yī)師需要開始使用阿侖膦酸鈉或增加劑量，骨密度適中的患者，醫(yī)師需要測量NTx，根據NTx水平決定是否使用阿侖膦酸鈉或者其他藥物，還有許多其他類的阿侖膦酸鈉藥物。這就是一個以前用于藥物研發(fā)而現(xiàn)在卻用于臨床的試驗的范例。
回到BCR-ABL的話題，因為這是一個頗具挑戰(zhàn)性的話題。作者花費大量的時間對其進行研究。許多和患有CML患者相關的試驗，當然，對這些患者也進行基因學試驗。血液中的Bcr-abl的轉錄本水平，是這種疾病的疾病負擔的良好指標。對疾病負擔進行監(jiān)視，能夠得出患者是否對療法有反應。我們對bcr-abl做出的任何處置可以視為使其通過臨床試驗的活動，使其與探究性的生物標志物融合。在這項試驗中，我們每隔3-6個月對參與試驗的每個患者進行了采血，適于進行bcr-abl監(jiān)視（圖7）。我們發(fā)現(xiàn)患者的bcr-abl水平可用于測定患者反應。這是每個實驗室都可能進行的商業(yè)試驗之一。
這項實驗能夠成為商業(yè)性試驗的證據是24個月的跟蹤隨訪信息。如果患者的bcr-abl比率小于0.1，他們將會有非常好的預后。如果bcr-abl率高于0.1，那么這個比率越高，預后就會越差。這個測試當今在臨床領域的應用是在：一年內，bcr-abl率未達到0.1以下或者比0.1更高的患者。這些患者必須使用有效的bcr-abl抑制劑。
表2為從生物標志物發(fā)展而來并用于臨床試驗的診斷測試，這些大都為不同的藥物試驗得來的診斷范例，接著我們通過給出的不同監(jiān)視試驗的范例討論的是什么形成了伴隨診斷。
四、新藥物研發(fā)的患者選擇導至新型診斷測試的開發(fā)
藥物開發(fā)中的第二個最重要的問題就是患者的選擇。在這個范例中，首先討論的是癌癥。癌癥治療面臨的問題是患者目標療法的鑒別是很復雜的。這是一個黑色素瘤（圖8），如果仔細觀察小視圖中的黑色素瘤，好多人都會說：“嘿，我有這種突變，應該用這種方法治療！”于是活組織檢查被送交到測序試驗。根據黑色素瘤類型的不同確定不同的療法。對于罕見的黑色素瘤，罕見類型所占的比例大概為5%，就不能按照常見類型的療法進行治療。如果按照常見類型的療法對患者進行治療，就會產生用藥錯誤。因此我們進行小鼠雜交瘤細胞試驗（BRAF），確定BRAF突變要求的患者選擇。
抗BRAF的第一種藥物被證明是維羅非尼，當其在患者中應用對抗BRAF 突變時，也用于與達卡巴嗪做比較（圖9）。作為BRAF的抑制劑，其非常地有效。使用靶向療法的一個問題是，隨著時間的推移，患者對這種療法會產生抗性。產生抗性對于藥品的開發(fā)是一個機會。因為出現(xiàn)抗藥性意味著出現(xiàn)了新的突變。對于出現(xiàn)了抗藥性的患者可采用二線或三線的抑制劑繼續(xù)治療?；颊邔Ο煼óa生反應，緊接著就是藥物的快速發(fā)展，這與伴隨診斷并不矛盾。
通過簡單的例子展示藥物與診斷之間的反饋環(huán)（表3），許多類型的實驗室測試，可以是藥物開發(fā)的一部分，或者促進藥物的開發(fā)。以已給出的疾病監(jiān)視試驗為例：其可以使患者受益，亦可使新興療法的開發(fā)受益。抗藥性標志物對療法的切換有益，當然大多數人已經具有藥物抗藥性標志物監(jiān)視，這也對新興藥品的開發(fā)有益。出于對藥物的安全性，有效性和適用性的考慮，藥物開發(fā)對療法和抗藥性有要求。早期診斷已經成為熱議的話題，許多異構體疾病具有較長潛伏期和發(fā)展期，需要在其癥狀顯露前好多年進行早期診斷。Eli lilly公司致力于發(fā)展異構體疾病藥物。但是診斷單位懷疑淀粉樣蛋白是否具有在早期診斷疾病的能力?，F(xiàn)在，受到藥物開發(fā)的影響，大力推進早期診斷測試成為一種潮流。
通過新興療法的不斷發(fā)展，取得新的診斷方法。奠定基礎的是生物標志物的效果。藥物的研發(fā)任重而道遠。先要通過系統(tǒng)的生物標志物途徑，得到正確的方法-患者選擇，劑量和計劃，進行個體化用藥。接著是療法診斷工具，找到正確的患者，監(jiān)視療法的實施，通過抗藥性測試和其他實驗室測試進行預后和風險分類。
當藥物的開發(fā)和新興診斷方法變得如此接近，周期如此之短的時候，診斷機會被分成了兩部分。一部分是伴隨診斷：藥物-診斷流程和組合對藥物的成功提出更多要求，要達到藥物-診斷市場準入的目的，藥物開發(fā)和診斷團隊之間必須具有高度的協(xié)調性；另一部分是疾病標志物：未發(fā)現(xiàn)的新型疾病子集，風險預測和監(jiān)視以及基于證據的患者管理中的疾病標志物輔助。
