[发明专利]基于基因组的药物管理系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于药物使用管理的自动化的基于基因组的系统，并且具体涉及对存储的基因组信息执行计算机实施规则以控制药物的开发、应用和使用。

背景技术

最近，一位病人已服用药物他莫西芬超过两年，希望防止乳腺癌的复发。但是一项新的测试表明，由于她的遗传组成，该药物对她毫无益处。该测试是在她的非常机敏且高度跟上最新进展的医生的建议下人工进行的——这在普通病例中并不常见。

该病人声称其感到挫败并停止服用该药物，且开始评估替代疗法。她一直在服用该药物，直到后来得知根本无效。

这种情况实在很普遍——不仅仅存在于该国家成千上万名服用他莫西芬的女性中。只是因为一般医生未意识到药物与任何特定遗传组成之间的联系，进而常见的病人治疗方案不包括对病人基因组的仔细考虑，因此以高昂的代价不必要地使用药物却毫无益处。

某些专家可能说无论什么疾病，很多药物只对大约半数服用的人有效。这不仅使本国大约3000亿美元的年度药物开支中很多被浪费，而且无数病人无必要地面临副作用。因此，许多希望寄托在“个性化药物”的前景上，其中遗传筛查和其它测试可为医生提供更多证据用于根据病人自己的遗传组成为病人设计治疗，有可能改进护理并节约金钱。但是，这种护理概念不是普通病人所能接触到的，甚至目前最先进的疗法也不能达到。只有在例外病例中，病人及其医生人工订制遗传测试，并且其结果也只能基于该医生已获得的有关药物和遗传异常之间联系的具体知识的程度而被使用。在本文以下教导之前，从未出现过根据个人基因组比较药物使用的自动化系统。

很多政策专家在呼吁更多的研究来比较不同疗法的有效性。一个缺陷是这些研究容易成为“万用良方”，胜出的疗法被推荐给所有人。包括考虑病人基因组的个性化药物将通过确定何种药物对某一特定遗传组成有最佳疗效来克服该缺陷，而非希望造福“普通病人”而继续以同样方法治疗每个人。

例如，结肠癌药物爱必妥和帕尼单抗(Vectibix)对肿瘤具有特定遗传突变的40％病人无效。美国食品药品管理局FDA最近举行了一次会议讨论是否应对病人进行以减少药物的使用，所述药物的使用每月花费8000到10000美元。这个步骤即使被FDA作为政策加以采纳和推荐，仍然需要医生人工执行——几乎确定了低采纳率。病人-医生合作以在治疗方案中采用这种方法所需的时间是可观的，而且医生的病例负担无法配合这种合作。医生必须在15分钟或更短的时间内给出可实施的最佳方案并继续看下一个病人。

用于考虑个人基因组的自动化系统可帮助医生确定药物例如上百万美国人使用的血液稀释剂华法令的最佳剂量。每年这些人中有数以万计的人因为过量用药导致的内出血或剂量不足导致的血栓而住院。目前，医生不能分配足够的时间来检查容易鉴别的遗传标记，该遗传标记提示使用华法令非常危险。结果病人因为缺乏能够实施此步骤而不额外耗费医生时间的自动化系统而死亡。

他莫西芬显示了人工遗传测试的前景和目前的缺陷。在2003年，他莫西芬被使用超过25年以后，印第安纳大学医学院的研究人员发现人体将他莫西芬转换成被称作endoxifen的另一种物质。实际上是endoxifen发挥了抗癌功效。该转换由人体内被称作CYP2D6或简称作2D6的酶完成。但是人2D6基因的变异意味着该酶具有不同水平的活性。依赖于其族群，最多可达7％的人具有无活性的酶，而另外20％到40％的人只具有中度活性的酶。后果是严重的。很多女性显然没能避免癌症的复发，因为她们不能将他莫西芬转换为endoxifen。然而，通过自动化的基于基因组的药物使用系统，人们可极大改善用药应用，而同时减少开支，所述系统通过精心开发的算法能够处理所述相关性和多重依赖的遗传变异。

仿制药他莫西芬在通常的5年治疗中只花费500美元。但是大部分美国病人目前使用一类更新的、昂贵很多的药物治疗，所述药物称为芳香酶抑制剂，其在5年时间内花费大约18,000美元。在2D6的作用被广泛理解以前，该类药物在临床试验中表现优于他莫西芬。如果仅评估具有活性2D6的女性，他莫西芬可能与该新药疗效相同或者更优。但是由于根据每个病人的基因组数据管理所述药物的如此应用对于医生来说过于麻烦，我们只有他莫西芬对于普通公众的有效性信息，而没有考虑遗传变异。

发明内容