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基因世代,糖尿病的個人化治療

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糖尿病正以驚人的速度襲捲全球。根據國際糖尿病聯合會 (International Diabetes Federation, IDF)的最新統計,全世界約有4.15億人罹患糖尿病。

台灣在2014年約有175萬名確診之糖尿病患者,估計還有95萬名未經診斷但可能已經罹患糖尿病的「不自覺族群」,合計已超過全國人口的10%,人數相當龐大。目前已知糖尿病與生活飲食習慣以及肥胖相關,而科學家近年來也陸續利用新一代基因檢測和大數據分析技術找出數十個可能提高或降低糖尿病風險的基因。不過目前的研究都是以預測糖尿病風險為主,對於現在龐大的糖尿病患者族群其實幫助非常有限。

基因科技開啟糖尿病精準醫療的新篇章

目前糖尿病的治療不外乎改善飲食與日常生活習慣、以藥物控制血糖、以及避免重大併發症的發生。其中藥物的作用機制又可歸納為六大類:刺激胰臟分泌胰島素;增加細胞對胰島素的利用;直接注射胰島素;抑制葡萄糖的吸收;阻止腸道食物分解形成葡萄糖;以及減少體內生成葡萄糖等等。但值得注意的是,任何一種藥物都對20-30%的糖尿病患者完全無效2,因此為患者選擇適當的藥物相當令醫師頭痛,現在也只能透過試藥 → 觀察 → 繼續用藥或換藥的模式克服這項問題。不過患者對各種藥物會怎麼反應,是不是可透過每個人的基因密碼事先預測?2014年即有研究指出基因會影響運送糖尿病藥物的蛋白質,導致藥效出現差異。近期發表於重量級Cell期刊的研究也證實PPARγ運輸蛋白質會受到基因序列上的「調節區域」所影響,只要調節區域的其中一個位置出現不同,PPARγ蛋白質就無法有效將TZD (thiazolidinedione) 這類糖尿病藥物運送至目標位置發揮藥效2。這是首項明確解釋基因差異如何影響糖尿病藥物效果的研究,相信未來醫師也將能檢測患者的PPARγ基因再決定是否給予TZD藥物,對於病人的預後、醫療資源的有效利用、以及醫療的個人化和精準化會有很大的幫助。

現有挑戰與未來展望

找出基因與藥物療效的關係是現代醫療更上一層樓的契機,不過突破的過程當然會有許多障礙,包括:

一、要從大量資料搜尋到有關聯的基因,就像大海撈針,難度不言可喻。
二、隨著資料量日益增加,實驗及運算所需的花費愈高。
三、這類基因檢測在台灣尚無健保給付機制,可能影響醫療院所或病人的參與意願。
四、針對西方人的研究不見得適用於東方人,因此研究成果必須在不同族群進行驗證。

這些挑戰可望隨技術進步和成本下降獲得解決,而在不久的未來,醫師在開立糖尿病或其他疾病的藥物之前說不定就能刷過患者的健保卡查詢基因資料,再量身提供最適合的處方和劑量。屆時,患者的病情管理和生活品質應可大幅提升,醫療經費和資源也更能用在刀口上,為人類健康照護開創基因醫學的新紀元。

探索園地
1. 國際糖尿病聯合會糖尿病輿圖: 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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