2024 臺灣生技論壇專題演講:希望之城致力普及基因細胞療法、Illumina PrimateAI 預測人類致病性變異

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6 月 2 日臺灣生技論壇(Taiwan Biotech Forum)於聖地牙哥揭開序幕,集結生技領域內的專家和領導者,共同探討精準醫療的未來。本次論壇主題聚焦於「導航精準醫療的新世代(Navigating the Next Generation of Precision Medicine)」。

論壇合照(攝:基因線上)
Taiwan Biotech Delegation Leads International Exchange with Phoenix Biotech Community and Mayo Clinic(基因線上國際網)

希望之城副總 Taby Ahsan 分享細胞和基因治療策略

現任希望之城(City of Hope)生化與細胞製造(Biological & Cellular GMP Manufacturing Facility)營運副總裁 Taby Ahsan,研究專長是組織工程、再生醫學和免疫治療領域。本次演講主題為「學術製造設施中的細胞和基因治療」。她介紹中心的營運設施,包括 3 個 GMP 設施和多個非 GMP 實驗室,主要專注於「細胞治療」和「病毒開發」。

她強調希望之城的製造策略從臨床前開發到臨床相關研究,並分享中心如何在內部和外部合作中實現製造效率最大化。她還提到希望之城的核心指導原則,包括產品開發和製造科學,希望最大程度地增加第一階段臨床試驗的機會。

Taby Ahsan 說明希望之城的另一個重點運營項目是「幹細胞製造」,特別是「多功能幹細胞」與「CAR-T 細胞」。她指出,幹細胞工作的個體化製造需要進行大量前置作業,同時她也提到希望之城在分析開發和病毒載體領域的進展。

關於希望之城在自體細胞治療階段中的創新,她舉出基於 Ori-Biotech 技術,將原材料轉化為一致最終產品的解決方案。她指出,設計過程需以最終目標為導向,並專注於可比性,隨著批次規模的增加,平台可能會從依賴型培養轉向懸浮反應,她舉例說,這些轉變可以通過使用 Sartorius STR 生物系統來實現。

此外,Taby Ahsan 還強調效力檢測的重要性,這些檢測可以確保製造過程的準確性,並建立可比性。她提到,希望之城的目標是將癌症治療普及化,將細胞和基因治療推廣到全國範圍內,並創建合作關係以提高整個領域的治療水準。

Illumina PrimateAI 技術使用來自 233 種靈長類動物的廣泛演化數據,訓練深度神經網絡來預測人類致病性變異

Illumina 公司的副總裁 Kyle Farh 博士,主持公司人工智慧實驗室,專攻利用深度學習技術解釋臨床變異。本次他的演講聚焦於「人工智慧於精準醫學和藥物目標發現中的應用」。

Kyle Farh 介紹團隊如何使用深度學習來解決未知基因變異問題。Kyle Farh 談到,基於自然選擇演化的數據可以幫助訓練模型,例如找出 CACNA1A 基因與癲癇的關聯。這些模型能夠識別致病變異並應用於藥物發現過程中。

他還提到,AI 在藥物發現中的應用,特別是 LDLR 基因的研究,展示人類基因證據如何支持藥物標靶發現,進一步推動第 2 和第 3 期臨床試驗。

此外,Kyle Farh 提到多基因風險評分(PRS)的挑戰,並分享罕見變異 PRS 在非歐洲人群中的廣泛應用現況。

之後他詳細介紹 PrimateAI-3D 技術,使用來自 233 種靈長類動物的廣泛演化數據,訓練深度神經網絡來預測人類致病性變異(Pathogenic variant),並重新分類約 440 萬不明意義的變異為可能無害,從而改進基因數據的解釋方法。本計劃訓練數據集規模甚至為現有權威資料庫 ClinVar 的 70 倍。

PrimateAI 的核心理念,即常見的靈長類變異在人體內通常是無害的,這一點有助於重分類大量不明意義的變異,從而提升基因檢測和診斷的實用性。該工具的預測結果顯示,臨床中 98.61% 的常見靈長類變異是良性的,只有 1.39% 是致病的,進一步支持重新分類的有效性。

例如,在 CACNA1A 基因變異的分析中,Farh 博士展示結合 gnomAD、靈長類變異、ClinVar 和 PrimateAI-3D 數據的優勢,通過多項數據源的交叉分析比對,可以更準確地理解基因變異的臨床意義。

在基因-表型關聯性分析方面,團隊使用 PrimateAI-3D 預測進行罕見變異密度測試,發現了比僅使用功能缺失或錯義變異多 64% 的基因-表型關聯。在罕見變異多基因風險評分(PRS)方面,顯示罕見變異 PRS 能夠有效識別疾病風險最高的個體,特別是膽固醇和 2 型糖尿病風險。在跨族群通用化方面,罕見變異 PRS 在非歐洲族群中的表現良好,呈現出比常見變異 PRS 更高的相關性。

特定變異治療已取得顯著進展,但數據不足仍是最大挑戰

在問答環節中,與會者提出了有關內部工程師與 Sartorius 合作、選擇 IPS 細胞類型的原因以及內部和外部專案之間的平衡等問題。Taby Ahsan 和 Kyle Farh 解釋他們在選擇專案時的考量因素,包括市場需求和內部評估的優先順序。

Kyle Farh 進一步分享 AI 在臨床試驗中的應用,並指出在腫瘤學中,特定變異治療已取得了顯著進展,但數據的缺乏仍是最大的挑戰。他強調,儘管在罕見疾病基因變異方面已有所了解,但在多因子疾病如高膽固醇和糖尿病方面,AI 還有很大的發展空間。

台灣生技研發強、投資弱降低成本和增加療法的可及性是當前的重大挑戰

小組討論嘉賓由左至右:李財坤、閻雲、Taby Ahsan、Kyle Fahr、顧曼芹,攝:基因線上

在小組討論中,台北醫學大學榮譽校長兼主席教授閻雲,被問及台灣應該專注於什麼類型的技術來發展,並且 AI 如何在其中發揮優勢。他指出,台灣在研發方面有很強的能力,但在市場和投資方面相對較弱,這需要透過更多的合作來改善。他認為,政府應該在監管方面提供更多幫助,以促進工程師和醫生之間的合作。

顧曼芹則認為,創新是未來的關鍵,並舉例說明 Novo Nordisk 如何通過專注於一個特定的技術,成功地建立一整個產品系列。她建議台灣政府和產業也應該有一致的目標和持續的努力。

此外現場也討論包括「普及性」和「可負擔性」的議題。Taby Ahsan 指出,降低成本和增加療法的可及性是當前的重大挑戰,並強調需要更多的數據來支持產品開發。此外,在製造領域的複雜性與變動的監管條件也對產品開發造成莫大的挑戰。

儘管如此,她仍正面肯定生物技術領域目前正處於一個偉大的時刻,新療法的爆炸性增長帶來無限可能,她認為癌症疫將是下一個重大突破。

延伸閱讀:台灣代表團前進聖地牙哥,BIO 2024 展現台灣生醫產業多元優勢

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