生物标志物定义及其应用

生物标志物（Biomarkers）对于有效发展医学治疗至关重要，然而在研究和临床实践中，其基本定义和概念仍然存在混淆。澄清不同生物标志物的定义以及更好理解其应用将对医学治疗具有重要意义。

什么是生物标志物？传统的简单并且模糊的定义为“A defined characteristic that is measured as an indicator of normal biological processes, pathogenic processes or responses to an exposure or intervention.”（翻译为“作为生理过程、病理过程或者外界暴露或干预反应的一个可测量指标”）。该宽泛定义包含治疗干预，可以从分子、组织、放射成像或者生理特征中获得。

如果发现了一个新的生物标志物，如何评估其有效性呢？一般而言，需要经历分析验证、定量证据评估和应用三个循环过程（如图1所示）。在应用层面，每个生物标志物具有特异性。因此根据应用范围，广义的生物标志物定义可以进一步划分为多个子定义。

图1 生物标志物的评估步骤

生物标志物的子定义有诊断生物标志物（Diagnostic biomarkers）、监测生物标志物（Monitoring biomarkers）、药效/反应性生物标志物（Pharmacodynamic/response biomarkers）、预测生物标志物（Predictive biomarkers）、预后生物标志物（Prognostic biomarkers）、安全生物标志物（Safety biomarkers）、易感性/风险生物标志物（Susceptibility/risk biomarkers）等。需要注意的是，有些生物标志物同时满足多个子定义。下面，依次看一下这些生物标志物的子定义。

诊断生物标志物（Diagnostic biomarkers）定义为“A diagnostic biomarker detects or confirms the presence of a disease or condition of interest, or identifies an individual with a subtype of the disease.” （翻译为“一个诊断生物标志物检测或确认一种疾病或感兴趣生物条件是否存在，或确定个体是否患有该疾病亚型。”）

监测生物标志物（Monitoring biomarkers）定义为“When a biomarker can be measured serially to assess the status of a disease or medical condition for evidence of exposure to a medical product or environmental agent, or to detect an effect of a medical product or biological agent, it is a monitoring biomarker.” （翻译为“如果可以连续测量某一生物标志物，以评估疾病或医疗条件的状况，寻找接触某一医疗产品或环境制剂的证据，或检测某一医疗产品或生物制剂的效果，则该生物标记物为监测生物标志物。”）

药效/反应性生物标志物（Pharmacodynamic/response biomarkers）定义为“When the level of a biomarker changes in response to exposure to a medical product or an environmental agent, it can be called a pharmacodynamic/response biomarker.” （翻译为“当生物标记物的水平因暴露于医疗产品或环境制剂而发生变化时，可称为药效/反应性生物标志物。”）

预测生物标志物（Predictive biomarkers）定义为“A predictive biomarker is defined by the finding that the presence or change in the biomarker predicts an individual or group of individuals more likely to experience a favorable or unfavorable effect from the exposure to a medical product or environmental agent.” （翻译为“预测生物标志物的定义是:发现生物标志物的存在或变化预示着个人或群体更有可能因暴露于医疗产品或环境剂而产生有利或不利的影响。”）

预后生物标志物（Prognostic biomarkers）定义为“A prognostic biomarker is used to identify the likelihood of a clinical event, disease recurrence, or disease progression in patients with a disease or medical condition of interest.” （翻译为“预后生物标志物用于确定具有相关疾病或医疗条件的患者的临床事件、疾病复发或疾病进展的可能性。”）

安全生物标志物（Safety biomarkers）定义为“A safety biomarker is measured before or after an exposure to a medical intervention or environmental agent to indicate the likelihood, presence, or extent of a toxicity as an adverse event.” （翻译为“在暴露于医疗干预或环境制剂之前或之后测量安全生物标志物，以指示毒性作为不良事件的可能性、存在性或程度。”）

易感性/风险生物标志物（Susceptibility/risk biomarkers）定义为“A biomarker that indicates the potential for developing a disease or medical condition in an individual who does not currently have clinically apparent disease or the medical condition is classified as a susceptibility/risk biomarker.”（翻译为“指示目前没有临床明显疾病或医疗状况的个人可能发展为某种疾病或医疗状况的生物标志物被归类为易感性/风险生物标志物。”）

进来研究发现，单一的生物标志物需要联合其他生物标志物共同导致最终的临床结果（如图2所示）。因此，在未来，发现复合型和复杂性生物标志物是一种趋势。

图2 复合型和复杂性生物标志物的必要性

参考文献

[1] Califf RM. Biomarker definitions and their applications. Exp Biol Med (Maywood). 2018;243(3):213-221. doi:10.1177/1535370217750088

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