近年来,生物医疗行业的海量数据迅速积累,伴随着大数据处理关键技术的突破、数据共享等契机的发展,大数据将在促进行业发展中发挥重要的作用。随着基因测序技术的革新、生物医学技术的进步以及大数据分析工具的出现,精准医疗的时代已经到来,并将为患者提供更精准、高效、安全的诊断及治疗。医疗大数据与精准医疗的联姻为实现健康医疗的精准预防、精准治疗、精准预后等方案提供了可行之路。
来自北京大学临床肿瘤学院吕有勇教授指出:所谓精准医疗,是建立在了解个体基因、环境以及生活方式基础上的新兴疾病治疗和预防方法。换言之,就是根据每个病人的个人特征,量体裁衣式地制定个性化治疗方案。与传统医学的被动医疗相比,精准治疗则采用主动发现并在早期治疗疾病的模式,是未来医疗发展的主流方向。基因测序能够从血液或唾液样本中分析测定基因序列,预测罹患疾病的可能性,是精准医疗的基础和重要实现途径。
基因测序技术的快速发展推动全球精准医疗强势崛起。2015年全球精准医疗市场规模近600亿美元,预计2015年至2020年期间增速达15%,是医药行业增速的3至4倍。作为当今医疗领域的蓝海区域,基因测序相关产业将面临巨大的发展潜力和投资机遇,有望带动行业市场规模进入爆发期。
大数据解读是精准医疗的基础
精准医疗是一个系统工程,基因测序只是工具,大数据解读是基础,只有软件、硬件有机结合,才可能实现技术上的精准医疗。随着大数据时代的开启以及基因组学、蛋白质组学和代谢组学的发展,白血病、肺癌、神经胶质瘤等癌症的生物标志物或关键致病基因的研究取得了跨越式的发展,医生可以根据患者个人基因组信息来制定针对个人的治疗方案,比如,合理的用药指导。这些进步,都离不开对生物大数据的解读,如何高效地解读大数据成为精准医疗发展的基础。
吕有勇教授认为,在疾病治疗中,要进行筛选、诊断等流程,每一步都会产生大量的的信息,如何从大数据中提取最高质量的信息并做出最好的决策是重中之重,精准医疗就是帮助我们利用生物大数据作出最好的决策。在精准医疗的发展过程中,如何集成我国包括肿瘤在内的疾病生物样本资源和生物信息分析人才及技术的优势,对发挥我国在现代医学研究领域的作用,提升我国创新能力和参与国际竞争具有重要意义。
当谈到精准医疗发展的瓶颈时,吕有勇教授认为,目前阶段主要存在三大阻力:一、缺乏基因组数据和生物医学数据储存、管理和分析平台;二、缺乏以患者个体为中心的,精准医学基因数据网络以及疾病分类体系;三、大数据的解读是普通计算机无法完成的,计算机的计算能力和急剧上升的生物数据之间存在巨大差距。因此在数据时代,未来生物医学发展的竞争将主要体现在数据资源和计算储存资源两方面。
云计算是连接大数据到精准医疗的桥梁
云计算作为新兴的IT技术,允许用户通过方便的网络随时获取基础计算资源,而无需添置与维护昂贵的用于大数据存储与分析的高性能计算硬件资源,采用虚拟化技术可实现计算资源的快速扩展,用户可以根据自己的存储分析需求,快速调整资源配置,经济灵活。
吕有勇教授指出,云计算技术的成熟为生物大数据的解读及精准医疗提供了不可想象的发展空间。高通量测序数据分析、以及各类高通量生物学计算都将通过云计算与云存储等制定化服务及统一的分析流程的方式完成,而无需科研人员自己构建本地的计算平台与分析流程。以我国现有的具有生物资源优势的医疗机构和生物技术公司的人才、技术和条件优势为基础,建立统一的大数据计算构架、大数据存储与管理方案、大数据挖掘方法与流程,云技术的出现为科研领域提供了解决方案,研究者可以通过网络很方便的按照分析需求从云平台服务商那里获取廉价且灵活扩展的计算资源,从而满足大数据存储、管理、分析的要求。
吕有勇教授表示:他们一直在国内寻求与具有生物信息学背景的云平台提供商开展精准医疗大数据研究,借助云技术联合开展大数据处理、存储、管理等方案。
百迈客是主要从事高通量基因组测序与生物信息分析的服务商,率先推出了用于高通量测序与生物信息分析的商业化云计算平台。利用百迈客生物云平台进行大数据分析,对人群进行基因组或转录组研究,解析其疾病调控机理或寻找生物标志物,可以更好地找到最适合的个性化医疗方案。此外,百迈客云的基因数据分析与可视化技术是世界领先的;扎实的技术保障可以帮助研究人员更好地从大规模基因测序数据中获得致病基因或生物标记的相关信息;使用起来确实非常方便,研究人员只需要按照步骤点击几下,即可以通过PC或者Pad就可以查看数据解读结果。
吕有勇教授最后还补充道:毫无疑问云计算作为连接大数据到精准医疗的桥梁,在精准医疗的建设过程中发挥着举足轻重的作用。
嘉宾简介
吕有勇:北京大学临床肿瘤学院教授、著名肿瘤基因组学专家、北京肿瘤分子生物学实验室主任。兼任国家重点基础研究规划(973)健康科学专家咨询组专家,北京环境诱变剂学会副理事长、《WJG》副主编、《J Pathology》编委、香港中文大学荣誉客座教授。担任国际肿瘤基因组协作联盟(ICGC)科学技术委员会委员、中国肿瘤基因组协作联盟(CCGC)秘书长。以肿瘤生物学及分子调控机理为研究方向,从事胃癌细胞及分子生物学的研究工作,进行肿瘤相关基因的鉴定、克隆及功能研究,涉及肿瘤生物学、肿瘤基因组、蛋白质组学、细胞癌变分子调控机理及生物标志物鉴定及临床评价等。参与生物样本规范化采集与国家生物银行(BIOBANK)理念的确立和战略方案的实施。负责协调包括胃癌在内的十余种肿瘤的基因组变异分析工作,积极推动中国肿瘤基因组和肿瘤生物学的临床转化研究。