基因檢測結合AI研發雙引擎 預防秋冬雙病毒攻擊!

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由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)所引起的新冠肺炎(COVID-19)在短短數月內迅速席捲全球,重創各國經濟與醫療體系。而台灣不僅防疫表現佳,生技醫藥產業更在這次抗疫過程中屢傳佳績。創源生技執行長蔡政憲博士亦帶領團隊,在應對疫情的過程中,善用基因檢測工具,提高民眾對於個人健康的意識,從個人免疫做好全民防疫,也將精準醫學落實於個人防疫之中。

流感與肺炎雙病毒夾擊,南半球首當其衝

蔡政憲執行長受訪時表示:「對抗流感,其實也是對抗新冠肺炎的一部分。」同樣都是病毒引起的呼吸道疾病,若一位患者同時感染季節性流感及新冠肺炎,將大幅提升風險,此外也可能彼此造成「排擠效應」癱瘓醫療體系。位於南半球的澳洲、紐西蘭等國正要進入流感季節,將是全球最早面臨 COVID-19 與流感雙重威脅的國家,4 月 28 日世界衛生組織正式提出公告,呼籲南半球國家應依照往年的時程,開始並注重流感疫苗的施打。即使是位於北半球的美國,該疾管局(CDC)  也提出警告,呼籲美國當局應提前準備,避免季節性流感與新冠肺炎在下一次的冬天對美國造成雙重夾擊,美國疾管局建議民眾應在流感季來臨前施打流感疫苗,並且政府應擴大篩檢及接觸者追蹤,減少流感相關的住院人數,這些政策與措施都是為了保護民眾遠離雙病毒的威脅,也避免醫療系統的癱瘓。

基因檢測幫助評估自身抗病毒力

台灣在下一個冬天,同樣很有可能面臨雙病毒夾擊的處境,2019 第三季開始將服務線上轉型的創源生技,在這次疫情中也相當快速的啟動應對措施。農曆年後隨即擴大「預知因」基因檢測項目,推出流感相關的綜合性評估,將 A 型流感(H1N1、H7N9 )等主要病毒株相關的宿主易感基因位點納入分析,由於流感的患病風險與個人基因相關,如:有 TNF 基因的變異的族群可能造成重症、LGALS1 基因變異則有機會降低病毒感染力。因此透過基因檢測,可以幫助受檢民眾了解自身對於流感的敏感度(易感性)、罹患流感後可能的輕重程度(風險評估)、以及施打疫苗產生抗體對抗病毒的持久性(疫苗反應)等,而過往已完成檢測的民眾,也可透過手機 App 獲得自身的流感風險評估資訊。

蔡政憲執行長提醒:「提高流感疫苗的接種數,可避免混淆診斷,同時降低醫療資源的排擠效應,透過流感綜合性評估的基因檢測,可以幫助民眾根據自身狀況提早做預防。」

創源生技執行長蔡政憲博士

而除了提供民眾基因檢測服務以外,創源也整合內部研發資源,與醫界專家攜手投入「 5 年流感與呼吸道病毒感染疾病研究計畫」,並納入持續發表的基因位點,蔡政憲執行長表示:「新冠病毒的基因、個體對疫苗的反應力可能跟流感一樣有個人化的表現。」因此希望透過該研究計畫,將季節性流感(Influenza)、新冠肺炎(COVID-19)、中東呼吸症候群(MERS)、嚴重急性呼吸道症候群(SARS)等相關疾病皆納入研究範圍,藉由各式生物資訊分析工具,更進一步了解疾病、病毒與人類基因等交互作用,期望透過基因來預測個體是否容易得病、患病後是否容易發展成重症、施打疫苗之效力以及營養與免疫間的關聯性等。除此之外,研究成果還能運用於檢測與快篩開發、藥物及疫苗開發、以及疾病預防與治療等。研究計畫將運用全球多個基因庫作為基因資訊來源,不局限於台灣人的基因數據,因此該研究計畫的結果將能更為全面。

近期,有越來越多關於 SARS-CoV-2 基因序列變異的研究發表,對於這個部分蔡政憲執行長則認為:「病毒的變異,會讓研究計畫更有價值,因為變異越加複雜,也代表未來的治療手段必然更加複雜,這便是基因適用性可為精準醫療帶來的貢獻。」

整合生醫資訊資源 解決研發多變數痛點

國際上已有專家定序近四千株 SARS-CoV-2 序列,並結合 AI 與大數據分析,抓出病毒的演化過程及差異性。而許多藥廠也利用 AI 篩選合適抗體蛋白質以加速疫苗藥物開發,這些都證明 AI 在現今生物醫療的價值。創源生技執行長蔡政憲博士也早在 2011 年已經察覺這股趨勢,並在當年成立「分子視算中心」,目的是整合基因體學、蛋白質體學、代謝體學等體學(omics)資料,提供生物資訊、化學資訊、次世代定序(NGS)分析等軟體應用服務,並與國際大廠、國內醫學中心、學研單位合作,將大數據分析應用於科研與醫學,是國內少見能提供上中下游數據資訊整合服務的團隊。

分子視算中心經理陳冠文受訪時表示:「在今年的疫情中,國內多個研究單位針對瑞偉西德(Remdesivir)在實驗室等級的合成方式優化、SARS-CoV-2 的基因序列可以迅速被發表,感染途徑的提早確認、其他冠狀病毒的比較及人傳人的風險評估等,全都仰賴各式生物資訊、化學資訊、合成設計等工具的妥善運用。」在去年 12 月底,中國首度傳出非典型肺炎案例之時,創源便跟台灣生技醫藥生物資訊核心設施平台合作,用冠狀病毒為題材,設計課程教臨床單位、醫院、藥廠等應用資訊工具來進行新藥的設計與開發,更於五月份與國家高速網路與計算中心合作,參與「御守臺灣・科技抗疫」專案,以工具及技術支援實際幫助後 COVID-19 時代的醫藥研發進程。

整合各項生資工具的分子視算中心,除了可以在 NGS 分析上提供幫助以外,在疫苗、新藥、快篩等研發項目上都能展現優勢。除了導入 AI 分析,搜尋老藥新用的機會、解釋中草藥單方與複方的科學效果、預估多重藥物同時給藥的影響以外,針對高度特異性的主題給予合適的支援亦是分子視算中心平台服務亮點。在高風險傳染病威脅常態化的世代之下,除了民眾需提高警覺、關注自身風險之外。善用大數據分析、導入 AI、整合生物資訊與化學資訊等多方資源,才能讓生醫研發走在疫情前端,成為全民後盾。

採訪 / Alma Wu、Natasha Liu
撰文 / Alma Wu

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