精准医疗的基础，是对人类基因组的深入了解，在这个基础上，在基因层面上我们可以进一步理解致病的机理，就可以对因下药，做到同病异治，也就是相同病，表现型相同，但是基因型不同，因此要用不同的药物来治疗。或者异病同治，也就是说发病在不同的病灶，不同的器官，但实际上是同一个基因的问题导致的，所以可以用同一个药，现在也有一些药品已经纷纷上市了。
2. 精准检测，精准预测
中国人讲究“治未病”。收集到了足够的信息，对于健康的群体，最想了解的当然就是疾病在未来会否发生，这样便有可能在疾病发生之前进行人为的干预和预防。
通过第一步的数据收集，与已有的数据库中的信息进行比对和分析，就能作出一些最基本的预测。其中相对准确的预测就是遗传病的筛查，现在的基因检测可以提供至少42种遗传病的基因筛查。
一些医院也开始利用“受精卵”的筛查项目来协助遗传病基因携带者获得健康的孩子。心血管疾病，癌症的早期检测，要达到检测的“精准”，前项信息收集和与之相关的疾病标志物数据库就显得尤为重要，基因与疾病的关联并非线性，其多样性与人种、地域、大数据结构有密切的关系，这也是为什么多个国家的政府都在积极地收集和建立自己国家的基因以及疾病数据库。精准医疗的目标疾病中，奥巴马特别强调号称“众病之王”的癌症。
关于癌症预测，流传最广的就是好莱坞的女明星安吉丽娜·朱莉的故事。朱莉于检查出位于肿瘤易感基因 brca2 上的突变，而与之相关的预测认为她患乳腺癌的几率大于80%，卵巢癌几率大于50%，朱莉决定在同年切除自己的双边乳腺，并于切除了自己的卵巢。
这种可能“过度治疗”的结果也使得美国大众对预测的研究基础、知情权、心理压力各方面产生激烈争论，美国食品与药物管理局（FDA） 于底叫停谷歌联合创始人 Serge Brin 前妻 Anne Wojcicki 创建的基因检测公司（23 and me）的基因检测服务，禁止该公司向健康客户提供与疾病有关的风险系数解读，这家公司整改后重新营业，关于患病的“几率”这样的结果将不会再提供给客户。总体来说，美国FDA与基因检测公司之间的关系为“相爱相杀”，虽然FDA制定了很多规范来限制基因检测市场，但同时它们也是基因检测最大的支持者。
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