大數據時代的生物醫學有何特別？院士講堂來揭秘

中國科學院院士陳潤生開講

病毒從哪裏來？

“病毒從哪裏來？病毒如何在不同物種間傳播，如何傳給人，進而實現人傳人？研究治療新冠的特效藥有多難？為什麼有的人危重，而另外的人無症狀？”……

講座開始，陳潤生院士首先談到新冠肺炎的情況。陳院士指出，病毒的溯源問題仍是大家最關心的問題，但迄今為止，新冠病毒的溯源問題仍然沒有解決。所以還沒有證明哪個藥物、疫苗能完全阻斷新冠病毒。

“病毒非常容易突變，疫苗只能針對病毒的某些特定區域起作用。這些特定區域是不變的前提下，疫苗才能夠有效、長期、可用。但這個病毒往往幾天內就會發生突變，因此疫苗的設計十分困難。”陳院士説。

但與此同時，陳院士對未來充滿了信心：“如果回憶1918年發生在西班牙的流感，那時候流感H1N1造成了至少2500萬人死亡，有人估計上限可能是4000萬-8000萬，當時到了1933年才知道病原是這個流感病毒。2003年SARS病原體的確定用了幾個月的時間，而新冠病原體的確定只用了十來天，科學的進步對有效瞭解病毒起了非常重要的作用。”

陳院士認為，對於烈性病毒的傳染病，還要奮鬥多年才能根本解決問題。但人類至少知道哪些問題需要解決、需要主攻。隨着時間的推移，科學的進步，將對了解病因、找到分子本質有長足發展，人類一定會攻克烈性傳染病。

中國工程院院士、藥物代謝動力學專家王廣基向中國科學院院士陳潤生提問，兩位院士高端對話

通過組學大數據，判斷潛在的缺陷和治療方案

生物醫學的發展會有哪些根本性變化？這些變化將給生物醫學領域帶來什麼樣的變革？

陳院士介紹，最近30年生物醫學上有一個劃時代的發展，這個發展就是遺傳密碼和其他組學數據的測量推到生物醫學發展日程中。1990年前人們不可能測量所有生物的遺傳密碼，也不知道遺傳密碼的結構是怎樣的。1990年時，測一個人類遺傳密碼大概要投資30億美元，用15年時間。但現在測一個人的遺傳密碼只需要幾千塊。”

陳院士認為，遺傳密碼的測量深刻地進入整個生物醫學領域，使生物醫學發生了本質的變革，生物醫學領域從以“診斷治療”為主過渡到精準醫學時代以“健康保證”為主。這個變革以精準醫學為特徵，而精準醫學是組學大數據和醫學的結合。

“現在醫療體系是以治病為主，一個人有了病就到醫院。但有了組學大數據後，健康不只針對病人，而是針對所有人。無論得不得病，都可通過組學大數據判斷可能存在的缺陷，未來的發展和治病方案。”

陳院士舉例稱，美國著名影星朱莉，她的母親是罹患乳腺癌去世。過去沒有遺傳密碼的測量，找不到病因。現在有了遺傳密碼後，把她的家族遺傳密碼測量後發現，她所攜帶的家族基因中一個跟乳腺癌有關的重要基因突變了，所以導致到了一定年齡後有非常大幾率會出現乳腺癌。於是，她選擇切掉雙側乳腺。切除手術意味着她罹患乳腺癌的可能性大大降低，她就從家族的罹患乳腺癌的環境裏面解脱出來。沒有遺傳密碼的破譯，這件事情是不可能的。

精準醫學的推動，導致未來一定是全民健康的時代，會改變醫保制度、藥物管理制度、社區衞生的管控等一系列政策法規，牽扯到新技術藥物設施的創新，最終促進產業的發展。

在陳院士看來，首先是促進海量生物樣本庫和數據庫產業的發展。其次，帶動組學大數據測量產業的發展。人類會蒐集前所未有的海量數據，為疾病的診斷治療提供全新的指標。會發現非常多新的藥物設計靶點，它們會為新疾病的診斷、新藥物的研發提供數不清的點，推動新的疾病診斷、藥物設計行業全面革新。

院士講堂現場

遺傳密碼的創新突破點，是我國發展大數據醫療的機會

但是，遺傳密碼測完了，並不意味着遺傳密碼就破解了。陳院士指出，現在我們可以測任何一個人的遺傳密碼，但測完後真正能夠“説明”的遺傳密碼，在遺傳密碼總量的佔比不超過3%。這部分是遺傳密碼當中編碼蛋白質的部分，也就是俗稱的基因，而另外的97%的遺傳密碼實際上我們並不瞭解。

陳院士提到，另外97%的遺傳密碼稱為長非編碼核酸，最後的產物是核酸。我們可以利用另外97%的遺傳密碼預測疾病，延期腫瘤和各種疾病的分子靶標，基於它們設計藥物。但這是還沒有人仔細解析、開發過的領域。這些東西都跟疾病有關，跟生長髮育有關，這些地方的破解一定會為讓我們更加了解整個生物醫學的發展，為疾病本質的預防和治療提供全新的機會。

説到核酸藥物的前景，陳院士直言，直至2018年國際才出現第一款核酸藥物。目前為止，國際上沒有一個單位去研究和發展長非編碼核酸藥物。核酸藥物有明顯的特點，就是可以自身參加生物體的代謝，只需半年打一次就能穩定生效，這大大降低了對病人的耐受性和刺激性。

“目前看來，中國在這方面和國際上差距並不明顯。” 陳院士希望，我國能夠在破解人類遺傳密碼這97%的部分得到原始創新的機會，使我們能夠在這個非常前沿的領域裏，為社會的發展，為人類的健康，為國家的經濟繁榮做出更大的貢獻。