全球最大基因數據庫可望為醫療與製藥帶來新變革

文章發表:2018/06/15

黃浥暐

壹、新訊快遞*

為了將基因體科學推向新的大數據時代,六家製藥公司將對50萬名英國人的基因進行解碼,然後在2020年前公佈這些數據。此基因解碼計畫將在位於紐約州的Regeneron公司之定序中心進行,由Regeneron與另外五家製藥公司:AbbVie、Alnylam、AstraZeneca、Biogen及Pfizer合作,並各投入1000萬美元資金;這些公司將擁有新創建數據的12個月獨佔權,然後再對外界開放。

該計劃將把DNA樣本的來源—英國生物銀行(UK Biobank)變成世界上最大的基因和健康數據集中地,也為科學家和生技藥廠提供了解疾病與研發新藥的有力工具。

貳、評析

英國生物銀行(UK Biobank)是一個公共數據庫,包含國家從50萬名志願者中仔細收集的醫療記錄、檢測結果,甚至是心理評估。它在去年7月首次發布的匿名化大數據使科學家們興奮不已:只需點擊一下滑鼠,即可快速查出從糖尿病到看電視習慣等各種健康行為與疾病的遺傳學基礎。現在,六家公司聯合出資的定序計劃將更進一步,針對UK Biobank數據庫中每位志願者身上20,000個左右的「外顯子組」(exome)基因進行完整解碼。外顯子(exon)是全基因體序列中的一小部分,僅占人類基因體的 1%,但它擷取了最重要的部分—蛋白質編碼區(protein-coding regions),除了是各種生命活動的基礎,更有研究顯示此區域內包含了大約 85% 的致病性突變 (mutation)[1]

此擴大的基因數據庫,不僅使找尋各種疾病的遺傳學基礎變得更加容易,更能搜索健康人身上稀有且獨特的遺傳突變,為新藥的研發提供重要線索。舉例來說,14年前科學家在偶然之下發現缺乏PCSK9基因的人們具有極低的血膽固醇,製藥公司因此研發出能抑制PCSK9蛋白的藥物,能成功降低75%的血膽固醇[2]。在擁有數十萬人的基因數據庫的現在,已不需要仰賴這樣「偶然的幸運」。為了展示數據庫的能力,Regeneron製藥公司試著重現14年前的偶然發現,利用軟體在其數據庫中搜索與低膽固醇相關聯的基因—這次只花了電腦30秒便找到了PCSK9基因,如果能複製這樣的模式,可想見新藥開發的速度將大幅提升。此外,許多動物實驗中具有療效的藥物,在人體中仍有高達9成的失敗機率、甚至具有毒性。從人體基因數據庫中搜尋那些「有益處的基因缺失」,並據之以設計藥物,除了為藥廠省下大量研發新藥的時間與金錢,更能保障在人體身上抑制該基因表現的安全性。

在數年內,英國生物銀行(UK Biobank)將領先全球成為世界最大的基因和健康數據集中地,其開放的大數據庫在科學研究或藥物研發中都將扮演舉足輕重的角色。美國亦不甘落於其後,根據美國國立衛生研究院的資料,一項投入43億美元、預計招募百萬人參與的“AllofUs”研究計畫,已於2018年五月在全國啟動,期望能囊括美國多元種族的生物資料,以打造更加個人化的精準醫療[3]。此外,由於世界各國的種族、環境與致病因子皆有其獨特性,為更加貼近國民的健康需求,許多國家皆開始或已建立數十萬人規模的生物資料庫。為解開國人長期慢性疾病之謎及協助找出適合華人之疾病治療方法,中央研究院也在政府委託下,於2012年起建置專屬臺灣的「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan Biobank),與各大醫療院所合作收案,預計在10年內招募20萬名健康民眾,以及10萬名常見慢性疾病患者,收集其生物檢體、基因資訊以及健康報告[4]。透過此資料庫,目前成果包括找出臺灣民眾遺傳基因中41個與糖尿病相關基因座[5],及發現脂肪肝和代謝性疾病為罹患肝癌的風險因子[6]等等。儘管各國皆有關於個人生物資料隱私保護的諸多爭議與辯論,但在良好體制與法律的管控之下,這些大型的生物數據庫將能提供許多過去不能企及的寶貴資訊,不僅大幅加速生醫研究及藥物研發,幫助達成更精準、更個人化的醫療,也能對民眾的健康行為與疾病基礎進行更深刻的了解,使政府能對症下藥地研擬公衛政策,最終提升整體國民的健康。

參、延伸閱讀

  • 蔡甫昌;邱泰源,世界醫師會台北宣言:健康資料庫與生物資料庫之倫理考量,台灣醫學,201年6月11日,20卷6期620-624頁
  • 邱玟惠,生物資料庫所存人體組織權利歸屬之探討,法令月刊2016年9月,67卷9期,125-142頁
  • 陳仲嶙,生物資料庫生物檢體與個人資料的國際傳輸──對我國法制之分析與建議,醫事法學,2015年12月,22卷2期,99-117頁
  • 范建得;林宛萱,人體生物資料庫管理條例與人體研究法之適用關係初探,月旦法學雜誌,2013年4月,總號:215,5-16頁

註釋

  • Antonio Regalado, 500,000 Britons’ Genomes Will Be Public by 2020, Transforming Drug Research, MIT Technology Review.  https://www.technologyreview.com/s/609897/500000-britons-genomes-will-be-public-by-2020-transforming-drug-research/?utm_source=facebook.com&utm_medium=social&utm_content=2018-01-08&utm_campaign=Technology+Review (last visited May. 30, 2018).  返回內文
  1. Cooper DN, Krawczak M, Antonorakis SE. The nature and mechanisms of human gene mutation. In: Scriver C, Beaudet al., Sly WS, Valle D, editors. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease. 7th Ed. New York: McGraw-Hill; 1995. pp. 259–291.  返回內文
  2. Antonio Regalado, The Search for Exceptional Genomes, MIT Technology Review. (last visited May. 30, 2018) https://www.technologyreview.com/s/532421/the-search-for-exceptional-genomes/  返回內文
  3. 美國國衛院(NIH)網站- All of Us Research Program, https://allofus.nih.gov/  返回內文
  4. 台灣人體資料庫網站 https://www.twbiobank.org.tw/new_web/about.php  返回內文
  5. 中央研究院電子報:成功找到臺灣民眾糖尿病的預測指標 臺灣人體生物資料庫三年有成http://newsletter.sinica.edu.tw/news/read_news.php?nid=9713  返回內文
  6. 國衛院網站:肝癌防治新方向—脂肪肝和代謝性疾病也是得肝癌的風險因子 http://www.nhri.org.tw/NHRI_WEB/nhriw001Action.do?status=Show_Dtl&nid=20180521570510380000&uid=20081204954976470000  返回內文

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