键词：NIH 未来医学 研究战略 医学技术论文免费下载 美国 美国论文 职称论文
摘 要:美国国立卫生院(National Institutes of Health, NIH)是当今世界上最著名的医学领域研究和管理机构。2003年9月该机构公布了未来10年能导致生命科学原创发现的重点研究领域和研究战略。重点研究领域包括:1.生物学通道和网络研究,重点是蛋白组学和代谢组学研究。2.建立分子库和分子图像及筛选中心,开展化学信息学研究和分子图像探针合成关键设备研制。3.结构生物学研究领域。4.生物信息学和计算生物学研究领域。5.纳米医学研究领域。研究战略之一是加强未来医学研究队伍建设,重点支持高风险研究,建立多学科交叉研究队伍和建立政府和私人机构的合作联系。研究战略之二是重铸临床研究,重点加快科学发现向临床应用转化的研究,加强临床工作人员的培训和建立临床研究网络。NIH确定的研究领域和研究战略对加速分子医学革命的到来有重要意义,对我国生命科学研究和宏观管理具有极大的参考价值。
关键词:NIH；未来医学；研究战略
2002年5月NIH新任主任Elias A. Zerhouni上任后,在上一个10年预算即将于2003年结束的情况下,广泛征集了科学家、管理人员、公众和私人机构对当今生命科学研究遇到的困难和挑战以及发展趋势的建议,如何整合NIH的力量攻克一些最急需的、重要的和高风险的未来生命科学研究领域的关键问题,于2003年9月提出了未来10年的NIH研究方向和战略指南(NIH Roadmap)[1~4]。NIH确定的研究领域和战略对未来医学研究具有极大的指导意义,对我国生命科学研究和宏观管理具有重要的参考价值。NIH根据以下标准选定未来研究领域,一是该研究领域能否或怎样改变未来10年生命科学研究;二是该研究是否需多个NIH研究院或中心协作;三是NIH不做行不行;四是政府(股东)尤其是公众是否认可;五是是否只有NIH才能做。在以上标准下确定了三个方面的研究主题和研究战略,宗旨是进一步深入研究生物学的关键科学问题、促进多学科交叉研究队伍建设和加强临床研究。
1导致生命科学原创发现的新领域[5](New Pathways to Discovery)
该主题包括两个方面,一是对生物系统复杂性进行深入研究,加深对众多分子间相互连接网络研究和组织细胞相互作用和调节的认识,精确了解分子重组导致疾病的机制,迎接分子医学时代的来临。二是建立新的研究工具(Toolbox)和手段,满足现在和将来生命科学研究的需要。
1.1 生物学通道和网络(Building Blocks, Bio-logical Pathways, and Networks)人体和器官正常的生命活动有赖于基因、分子和细胞间相互连接通道及调控。目前除少数生物通道被发现外,大多数仍有待发现。更重要的是需弄清这些通道是如何调节的,阻断这些通道能导致哪些疾病以及怎样恢复被破坏的通道使其功能正常。研究的重点有两个方面,一是研发新的技术加速和简化复杂生物通道和网络的研究。该领域中心问题是“蛋白质组”(Proteome),为研究蛋白质组,必须有新的仪器能测量单个细胞中众多的单个蛋白质的实时数量、位置和相互作用。二是提供新的分析工具更好地进行细胞内代谢和网络的研究。该领域的核心是“代谢组”(Metabolome),迫切需要一种能测量单个细胞甚至细胞的某一特定部位糖、脂肪、氨基酸和其它代谢产物局部浓度的技术,检测这些代谢物浓度的波动范围和复杂程度,自然代谢状态下细胞代谢剩余物中不明化合物的数量,这对研究正常和疾病状态下细胞的代谢差异将提供重要支持。上述两方面的研究将可能成功绘制器官蛋白图谱和代谢网络图谱,建立人体疾病、损伤和感染模型,最终实现疾病早期和精确诊断、预防和治疗的目标。NIH在本领域准备建立相关中心和开展以下工作:
1.1.1 网络和通道研究国家技术中心(Na-tional Technology Centers for Network and Path-ways):该中心研发用于蛋白质相互作用动力学研究的新手段,研发用于快速、高分辨力定量测定亚细胞结构的仪器、方法和试剂。
1.1.2 代谢组学技术(Metabolomics Technolo-gy Development):研发用于细胞代谢,如糖、脂肪和氨基酸等研究的新技术,更精确了解细胞代谢通道和网络的机制。
1.1.3 蛋白组学和代谢组学标准/蛋白组学关键试剂的评估( Standards for Proteomics andMetabolomics/Assessment of Critical Reagents forProteomics):重点建立蛋白组学和代谢组学的数据和质量标准以及研制未来用于蛋白组学研究的关键试剂。
1.2 分子库和分子图像[6](Molecular librariesand Imaging)有机化学中的小分子对在分子水平上研究细胞的功能同样非常重要,从治疗头痛到肿瘤的很多药物均为小分子化合物,如阿司匹林等。但在特定条件下哪种小分子化合物针对某种疾病更有效却很难筛选,一种有效的方法是从成千上万的小分子化合物中筛选出最相似的化合物分子进行比对,这就需要收集大量小分子化合物的分子库。分子库可以提供研究细胞通道的化学探针,以揭示健康和疾病细胞主要成分的功能,同时加速新药开发,特别对罕见病的药物研发。3个关键因素使NIH建立小分子库成为可能,一是人类基因组计划的完成,30亿个碱基对提供了丰富的生物信息和新的药物靶标。二是组合化学的发展使众多研究者更容易得到各类化合物。三是机器人技术和信息学技术的发展能在一天内筛选成千上万个化合物。分子库必须有大量的小分子化合物供研究和应用,NIH将建有500,000多种不同化合物的分子库。分子库的建立将促进单个细胞或整个器官分子系统的分子图像的形成,以便医生得到每个病人的特定组织和细胞的分子图谱进行个体化诊断和治疗,实现这一目标还需解决用于图像系统的更多敏感探针的来源。NIH将在5年内建立图像探针开发中心,开发敏感性高10到100倍的高敏感性和高特异性的探针。分子图像技术对众多疾病的早期检测和治疗、细胞生理和功能的研究以及个体化医疗将起重要作用。在本领域NIH准备建立相关中心和开展以下工作:
