專訪中國科學(xué)院院士陳潤生：大數(shù)據(jù)治病時代已來臨

中國科學(xué)院陳潤生大數(shù)據(jù) 治病

楊豐源 | 2016-06-06 18:10

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】 “我可以很肯定地回答，利用大數(shù)據(jù)治療疾病，這樣的時代已經(jīng)來臨……非編碼核酸為科研的創(chuàng)新提供了非常廣闊的空間，是生物大數(shù)據(jù)研究的重要源泉?！?

生物大數(shù)據(jù)最核心的部分是組學(xué)數(shù)據(jù)，而組學(xué)數(shù)據(jù)中最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)是基因組數(shù)據(jù)。有了近年的基因組研究才派生出蛋白質(zhì)組、代謝組、生物網(wǎng)絡(luò)。也正是因為基因組的研究，才使得生物大數(shù)據(jù)實實在在地成為了大數(shù)據(jù)。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)醫(yī)療的融合，醫(yī)學(xué)界開始在研究大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上不斷探索發(fā)現(xiàn)新的生物學(xué)規(guī)律。如今，這些數(shù)據(jù)能為工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療實踐提供哪些更好的服務(wù)呢？對此，記者近日專訪了中國科學(xué)院院士陳潤生。

大數(shù)據(jù)治病時代已來臨分析非編碼可抑制腫瘤發(fā)展

記者：利用大數(shù)據(jù)治療疾病離我們還遠(yuǎn)嗎?

陳潤生：我可以很肯定地回答，利用大數(shù)據(jù)治療疾病，這樣的時代已經(jīng)來臨。

在人的遺傳碼3×109次方里面，編碼蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)基因只占3%，另外97%所蘊含的重大規(guī)律迄今為止還沒有被發(fā)現(xiàn)。早在幾年前，《科學(xué)》在評價人類進(jìn)入21世紀(jì)科學(xué)進(jìn)展的時候，提出了自然科學(xué)領(lǐng)域的十大突破，第一個就是基因組當(dāng)中的暗物質(zhì)——非編碼核酸，這給實際應(yīng)用帶來無數(shù)創(chuàng)新的機會。

我們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)錄出來的非編碼核酸具有非常重要的功能。比如，調(diào)控女性一條X染色體失活后，使得男性和女性伴隨X染色體轉(zhuǎn)錄的基因拷貝數(shù)保持一致的元件，會產(chǎn)生一個長鏈非編碼;通過這些編碼就可以分析引發(fā)疾病的原因，調(diào)控使癌變細(xì)胞凋亡，從而抑制腫瘤的進(jìn)展。

所以，非編碼核酸為科研的創(chuàng)新提供了非常廣闊的空間，是生物大數(shù)據(jù)研究的重要源泉。這類大數(shù)據(jù)的破解不僅可為基礎(chǔ)研究增添理論基礎(chǔ)，也同時為疾病的診斷和治療，為全新的藥物設(shè)計和研發(fā)，為動植物新品種、新性狀的培育都提供了全新的探索方向。

理論基礎(chǔ)亟須重大變革為醫(yī)療實踐創(chuàng)造更多價值機會

記者：目前在大數(shù)據(jù)醫(yī)療應(yīng)用方面，我們還存在哪些難題?

陳潤生：面臨的難題很多，而且問題比較復(fù)雜。大數(shù)據(jù)的特點是數(shù)據(jù)量大，現(xiàn)在獲取的組學(xué)數(shù)據(jù)只有一部分得到了較充分的分析，需要建立新方法對海量大數(shù)據(jù)的信息進(jìn)行解讀。

一方面，我國現(xiàn)有醫(yī)學(xué)提供大數(shù)據(jù)的樣本量小，比如腫瘤的采樣極少上萬。有效事件的頻率也很低，打個比方，與某一疾病相關(guān)的基因可能有很多個，具體到某一個基因的變化可能頻率很低。這些動態(tài)低頻事件是大數(shù)據(jù)研究中的極大障礙。

另一方面，大數(shù)據(jù)的研究缺乏背景知識。由于缺少基本知識作為依托，使得大數(shù)據(jù)分析手段的構(gòu)建也不夠準(zhǔn)確和客觀。大數(shù)據(jù)的處理不僅是數(shù)學(xué)問題、信息科學(xué)問題，也包含物理學(xué)的問題，要求多領(lǐng)域的科學(xué)家共同參與。

除此之外，傳統(tǒng)的系統(tǒng)生物學(xué)相互作用網(wǎng)絡(luò)元件是蛋白質(zhì)，非編碼領(lǐng)域研究發(fā)展所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)將是由蛋白和大量RNA組成的動態(tài)、有向且更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。這種復(fù)雜性將成為系統(tǒng)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)的新屬性。

因此，大數(shù)據(jù)雖然為我們提供了重大創(chuàng)新機會，同時也要求我們必須從理論基礎(chǔ)上進(jìn)行重大變革，這樣才有機會在大數(shù)據(jù)時代做出全新的成果，為醫(yī)療實踐和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更多價值和機會。

用精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新實現(xiàn)診斷治療向健康保障轉(zhuǎn)變

記者：你認(rèn)為大數(shù)據(jù)醫(yī)療的未來方向在哪里?我們應(yīng)該如何去創(chuàng)新?

陳潤生：在不遠(yuǎn)的將來，整個醫(yī)療體系會發(fā)生翻天覆地的革命，現(xiàn)有的醫(yī)療體系狀況將發(fā)生改變——即把醫(yī)療體系前移，從診治變成評估，變成干預(yù)。

過去大家認(rèn)為，醫(yī)療就是進(jìn)醫(yī)院看病。將來，人們會把整個醫(yī)療體系前移，建立一套新的診療體系，這套診療體系不是用來看病的，是對人類的健康狀態(tài)進(jìn)行評估，然后通過評估結(jié)果進(jìn)行病前干預(yù)。這就是未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的方向——精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。

所謂精準(zhǔn)，就是精準(zhǔn)到分子水平，我們能精確地知道疾病、健康、生命活動的分子基礎(chǔ)，包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組學(xué)等一系列組學(xué)。如果把這過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的把握、獲取、分析、解釋好了，將會助推我國中醫(yī)取得更大發(fā)展。

一直以來，我國傳承數(shù)千年的中藥，因為備受藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺失、專利意識淡薄、科技研發(fā)滯后等問題困擾，使得在國際中藥市場被“洋中藥”壟斷，國內(nèi)市場也越來越受到“洋中藥”的沖擊。

造成這一原因，我認(rèn)為關(guān)鍵問題是原始創(chuàng)新力的不足。當(dāng)前，由于藥企自主創(chuàng)新能力有限，無法解決醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)后繼產(chǎn)品體系，已成為制約我國醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的主要障礙。

我們應(yīng)該怎么辦呢?以貴州為例，作為我國苗藥、民族藥的重要產(chǎn)地，可以在大數(shù)據(jù)、大健康產(chǎn)業(yè)相融合創(chuàng)新上做文章。建議貴州省注意數(shù)據(jù)的積累，在數(shù)據(jù)中尋找突破口，為創(chuàng)新藥物的科技研發(fā)提供原動力，從而在做強品種、做優(yōu)結(jié)構(gòu)方面，做到人無我有、人有我優(yōu)，形成具有貴州特色的新醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)體系。

來源：數(shù)據(jù)觀

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