串聯起基因和藥物,華佗精算的精準醫療新篇章

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 30 日 14:30 | 分類 AI 人工智慧 , 醫療科技 follow us in feedly


人類基因組計畫(Whole Genome Project)開啟了人類探究自身奧秘的大門,並邁出了破解人類遺傳密碼的第一步,隨著後續生物醫學研究和基因、蛋白質以及代謝檢測的進步,醫療也逐漸走向個人化及精準化。

「精準醫療(Precision Medicine)」於 2011 年被首度提出,醫療不再只限於傳統的病患症狀描述及常規檢查,運用生物醫學檢測和人體基因資料庫的比對及分析,將可找出最適合病患的藥物及治療方式。如今,精準醫療儼然已成趨勢,預計到 2022 年,全球精準醫療的市場將上看逾 4 千億美元。而 AI 時代到來,如何將數位科技整合醫療成果,打造準確的醫療模型、向全面提供個人醫療的目標邁進,將是各國如何於精準醫療領域占有一席之地的關鍵。

獲選 2018 未來科技展「未來科技突破獎」等獎項的「華陀精算(AIP4)」,便是以交通大學藥物設計與系統生物實驗室教授楊進木為首的研發團隊,將累積 20 年近百篇的研究成果結合 AI 智慧計算,發展出一套涵蓋預防、預測、個人化及參與等 P4 的全方位整合型智慧計算精準醫藥平台,成為精準醫療的先鋒。

建構藥物疾病網絡,開啟精準醫療契機

「我們 20 年來都在做一件事,就是了解藥物會影響哪些蛋白質,而這些蛋白質又會影響哪些網絡?哪些疾病?」楊進木表示,實驗室一開始著重於研究兩分子間的交互作用,像是藥物與疾病相關蛋白、蛋白質與蛋白質,以及蛋白質與 DNA 之間的交互作用,多年來累積的龐大生物資訊與研究結果,使他們得以建構出藥物、蛋白質和疾病的網絡關係,最近楊進木團隊與北醫合作成果榮登頂尖期刊「自然通信 Nature Communications」,就是這一系列研究成果的展現。

而隨著參與大型研究計劃的經驗增加,楊進木開始反思台灣醫學研究的發展方向。「當時我發現台灣的藥物發展,常是選定別人已經確定與疾病相關的目標蛋白,再去做進一步的研究。因此,我從十年前就問自己一個問題,『我們有沒有可能針對台灣人自身重要疾病,像是 B 型肝炎、C 型肝炎進行藥物開發?而我們將不是跟隨者,是創新的先驅者,並且針對台灣人開發對症下藥的精準醫療策略」。

以此想法為出發的「華佗精算(AIP4)」,便是將生物資訊結合藥物開發,以藥物、蛋白質和疾病網絡為基礎,將人類基因和生物醫療資料庫結合 AI 及仿生計算,找出疾病發生的不同成因類型,並開發出合適的治療方式,以提供人們健康生活、精準個人醫療與食療的平台。

▲ 交大教授楊進木率研發團隊,將 20 年研究成果結合 AI 智慧計算,首創以疾病檢測至藥物開發之全方位整合性平台,可大幅提升檢測準確度、縮短藥物開發時程。(圖片來源:國立交通大學楊進木實驗室)

從檢測到藥物開發,改寫疾病對抗篇章

楊進木以疾病的標記與檢測為例,以往若想確認哪個基因會影響什麼疾病,往往直接以實驗方式確認,準確率低且耗費大量時間與金錢。經由「華佗精算(AIP4)」的輔助,先以大數據分析進行預測,不但能有效地提高命中率,平台還能進一步預測疾病蛋白質和具有療效的藥物或營養素,並帶出完整藥物機理與細胞機制,而「華佗精算(AIP4)」也是目前全球唯一能提供從疾病檢測、疾病亞型分析、到藥物開發的全方位整合平台。

除了運用於藥物開發和疾病診斷,「華佗精算(AIP4)」也能運用於找出對特定藥物會產生極度嚴重副作用的患者。像是針對結核菌的預防性投藥,約有 5% 患者會產生嚴重的副作用,因而影響預防性投藥的推行。台大醫師王振源及高醫醫師黃虹綾便找上華佗精算,藉由研究血液中特定蛋白,找出可能的生物標記,辨識出可能會產生極度嚴重副作用的患者。

目前,「華佗精算(AIP4)」也與多家生技公司進行合作共同開發產品,例如神隆(1789-TW)、葡萄王(1707-TW)等。藉由全方位整合型智慧計算精準醫藥平台,將不僅能縮短藥物開發歷程,甚至能反過來以個人化治療的角度進行藥物開發。不遠的將來,或許也將幫助我們改寫對抗癌症這類不斷變異、極快具備抗藥性疾病的歷史。

▲ 華佗精算團隊在 2018 年未來科技展獲得「未來科技突破獎」等獎項,由科技部長陳良基頒獎。(圖片來源:國立交通大學楊進木實驗室)

IT 與醫療結合,成台灣精準醫療良機

如華佗精算這類輔助性診斷醫材,正是近幾年科技大廠無不搶先投資發展的領域。「如何結合生醫、電子電機優勢和醫療體系,將會是台灣打入國際的優勢」楊進木說。台灣具備優秀 ICT 人才以及先進的醫療體系,若能將兩者結合,將會是台灣於未來醫療市場能否占有一席之地的關鍵。

走出實驗室,藉參展邁向商業化可能

然而,學術研究和開發產品如何走出實驗室,是每位學術研究人員共同面臨的艱鉅挑戰。對於「華佗精算」來說,「參展」正好是給予學術界走出實驗室,一個很好的展示和檢視的機會。楊進木表示 2018 年參加未來科技展,除了能讓研究團隊更加理解自身研究的成果和目的,展會上與產業和官方的交流,也能讓政策決策者理解現今學術和產業上的優勢缺失。

更重要的是,藉由展會與廠商以及一般大眾的第一線接觸,團隊得以了解真正的需求以及目前產品距產品化和商業化還有多遠,才能明白下一步該往哪裡走,是華佗精算於 2018 未來科技展最大的收穫。未來,華佗精算也將持續優化平台,並朝個人化精準醫療的路上繼續邁進。

(首圖來源:shutterstcok)