基因世代,糖尿病的个人化治疗

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糖尿病正以惊人的速度袭卷全球。根据国际糖尿病联合会 (International Diabetes Federation, IDF)的最新统计,全世界约有4.15亿人罹患糖尿病。

台湾在2014年约有175万名确诊之糖尿病患者,估计还有95万名未经诊断但可能已经罹患糖尿病的“不自觉族群”,合计已超过全国人口的10%,人数相当庞大。目前已知糖尿病与生活饮食习惯以及肥胖相关,而科学家近年来也陆续利用新一代基因检测和大数据分析技术找出数十个可能提高或降低糖尿病风险的基因。不过目前的研究都是以预测糖尿病风险为主,对于现在庞大的糖尿病患者族群其实帮助非常有限。

基因科技开启糖尿病精准医疗的新篇章

目前糖尿病的治疗不外乎改善饮食与日常生活习惯、以药物控制血糖、以及避免重大并发症的发生。其中药物的作用机制又可归纳为六大类:刺激胰脏分泌胰岛素;增加细胞对胰岛素的利用;直接注射胰岛素;抑制葡萄糖的吸收;阻止肠道食物分解形成葡萄糖;以及减少体内生成葡萄糖等等。但值得注意的是,任何一种药物都对20-30%的糖尿病患者完全无效2,因此为患者选择适当的药物相当令医师头痛,现在也只能透过试药 → 观察 → 继续用药或换药的模式克服这项问题。不过患者对各种药物会怎么反应,是不是可透过每个人的基因密码事先预测?2014年即有研究指出基因会影响运送糖尿病药物的蛋白质,导致药效出现差异。近期发表于重量级Cell期刊的研究也证实PPARγ运输蛋白质会受到基因序列上的“调节区域”所影响,只要调节区域的其中一个位置出现不同,PPARγ蛋白质就无法有效将TZD (thiazolidinedione) 这类糖尿病药物运送至目标位置发挥药效2。这是首项明确解释基因差异如何影响糖尿病药物效果的研究,相信未来医师也将能检测患者的PPARγ基因再决定是否给予TZD药物,对于病人的预后、医疗资源的有效利用、以及医疗的个人化和精准化会有很大的帮助。

现有挑战与未来展望

找出基因与药物疗效的关系是现代医疗更上一层楼的契机,不过突破的过程当然会有许多障碍,包括:

一、要从大量资料搜寻到有关联的基因,就像大海捞针,难度不言可喻。
二、随着资料量日益增加,实验及运算所需的花费愈高。
三、这类基因检测在台湾尚无健保给付机制,可能影响医疗院所或病人的参与意愿。
四、针对西方人的研究不见得适用于东方人,因此研究成果必须在不同族群进行验证。

这些挑战可望随技术进步和成本下降获得解决,而在不久的未来,医师在开立糖尿病或其他疾病的药物之前说不定就能刷过患者的健保卡查询基因资料,再量身提供最适合的处方和剂量。届时,患者的病情管理和生活品质应可大幅提升,医疗经费和资源也更能用在刀口上,为人类健康照护开创基因医学的新纪元。

探索园地
1. 国际糖尿病联合会糖尿病舆图: http://www.diabetesatlas.org/
2. Sears DD et al. Proc Natl Acad Sci U S A 2009; 106:18745-50. Mechanisms of human insulin resistance and thiazolidinedione-mediated insulin sensitization.
3. Soccio RE et al. Cell 2015; 162:33-44. Genetic variation determines PPARγ function and anti-diabetic drug response in vivo.
4. Klonoff DC. J Diabetes Sci Technol 2015; 9:3-7. Precision medicine for managing diabetes.

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