1000倍,15年……

撰文編輯部
日期2017-01-23
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近日,在美國摩根大通醫療健康年會上,新一 代測序的領導者 Illumina 發佈了重量級 NovaSeq 定序儀系列,宣告了一天之內實現100 美元的個人基因體定序時代可能很快降臨。

2000 年,科學家們以 30 億美元的成本完成了 人類基因體計畫,2015 年後,科學家能夠以 1,000 美元完成人類基因體定序。

我很快向一位基因科學家請教他的看法。首先,他很快在紙上寫下一個計算機概論的位元 (byte) 知 識,Kilo =103 (thousand) 「 千 」、 Mega =106 (million) 「百萬」、 Giga = 109 (billion) 「十億」、 Tera = 1012 (trillion) 「兆」、Peta=1015 (quadrillion) 「或稱千兆」、Exa=1018 (quintillion)、Bronto=1021 (sextillion)⋯。

* Exa、Bronto 目前尚未出現對應的中文單位,不過查了一 下,中國東漢時期 ( 約西元 190 年前後),一本名為《數術 記遺》的典籍當中,倒是完整地記載了中國表示數量的數詞。「十」、「百」、「千」、「萬」、「億」、「兆」、「京」 (1016)、「垓」(1020)、「杼」(1024)、「穰」(1028)、「溝」(1032)、 「澗」(1036)、「正」(1040)、「載」(1048)。中國數詞是四進 位劃分 (104 晉級 )。

1990 年代前,基因定序技術最早發展也從 KB 開始,2000 年人類基因定序初稿完成之際,網路世代也風雲正起,資訊應用最常用到的大小是 Mega;15 年後,數位化進入普及化,現在大家 動輒以 GB (GigaByte) 計,大量資訊儲存會使用到 Tera。

 

進入「Peta」時代

1G 有多大 ? 一個人一生中,可能閱讀過的所有文字,加起來不超過幾個 Giga。事實上,1G 可 以儲存 5 億多個漢字,相當於 700 多部一百二十回 的《紅樓夢》。

1T 又有多大 ? 舊金山市實驗室的首席電腦科學家 Gordon Bell 描述過,假定彩色照片每張 300KB 的 jpeg 檔,那麼 1T 一共可以儲存大約 360 萬張,相當於一年中,你每天儲存 9,800 張。

目前,人類貨幣流量數額最高仍以「兆」 (trillion) 計,能提到「萬兆」數額 (quadrillion) 已經極為罕見。

現在,大數據出現了,基因科技開始進入普及應用,基因相關表現的數據紛紛上傳到現在許多公共數據資料庫,使得資料數量已經多到必須用 Petabytes ( 拍位元組 ),一個拍位元組大約是美國 國會圖書館內總資訊量的四倍。

科學家算一算,基因科技從研發殿堂走進個 人化定序,資訊應用從 Mega 過渡到 Giga,1,000 倍 (103),走了 15 年;大數據分析運算已經現在從 Tera 進入了 Peta,又要多久才能真正普及到民眾的醫療應用 ?

 

已知有限的大量數據

精準醫療當道,與精準醫療不可分開的大數據 分析,帶給大家無限的遐想。科學家舉例,很多全球頂尖實驗室的數據庫,如 MIT 和 Harvard 共組的 The Broad Institute 建 置 的 Connectivity Map ( 簡稱 CMap),利用小分子藥物處理人類細胞後的基因 表現差異,建立一個小分子藥物、基因表現與疾病相互關連的生物應用資料庫。

CMap 吸引了許多研究人員探索、挖寶,可協 助研究人員在藥物開發領域上,快速利用基因表達 圖譜的資料比對出與疾病高關聯性的藥物、推論大 部分藥物分子的主要化學結構,並納出藥物分子可能作用的機制方向,這些數據對發現新藥物或醫療保健很有幫助,於是讓更多人開始挑戰傳統藥物開發的權威。

「作為一個基因科學家,難道不對這些基因定序的 進展、藥物開發的新模式感到振奮嗎 ? 」

科學家反問我,「重點真的不是在定序,人類現 對基因與疾病的關聯性研究,特別是臨床應用研究仍然有限,再先進的演算技術分析這些已知有限的大量數據,結果你認為呢 ?」

1,000 倍,15 年,人類從基因解碼到今日的精準醫療,從發現、研究開發到臨床應用,「即使到現在,真正進入醫院被醫生接受成為治療方案的,到底有幾個 ?」 科學家又反問⋯。

 

科技研發的最根本初衷

這回新政府推出「生醫產業創新推動方案」,精準 醫療也被方案列入新興醫療推動的項目。

不過,即便精準醫療的產業鏈也很長,從基因定序 相關技術開發、數據運算分析方法、疾病診斷開發、藥 物治療方案,當中國基因定序已經崛起世界後,台灣能 在哪一環節有機會踏上世界擂台 ?

經科學家冷靜的提醒,或許大家拼命追逐與前瞻之前,也許先審視科技發現與研發的最根本初衷,再看看 在這場精準醫療世界競賽中,台灣究竟能掐住那些關鍵要素。

早年美國人類基因解碼完成時,美國醫學界冀望發展成「Pharmacogenomics」( 藥物基因體學 ),目前跨國 藥廠藥物基因臨床開發的夥伴,台灣企業是亞太地區的 唯一;爾後一度盛行的「Translational Medicine」(轉化醫學),台灣開發成果累積豐碩,如台大校長楊泮池的肺癌轉化醫學已是國際權威。

這些高度連結臨床的研究部分,是擁有醫療優勢的台灣可以深度著墨的,可能也最有機會凸顯台灣。

 

特殊學名藥進軍中國新機遇

此外,在這期合刊號的特企,我們特別對中國醫改以及一致性評價新制帶來中國學名藥市場衝擊進行了梳理,在這場升級、洗牌的學名藥改革中,事實上也為台灣特殊學名藥廠商帶來機遇。

近期一趟中國採訪,由於兩岸政治敏感,我總不免俗地會問到台灣生醫到中國發展是否更困難。但事實上, 業界友人與採訪對象都認為,「正好相反,大陸正規的 醫藥企業要好好發展都一樣很困難的,台灣許多企業在製藥水平以及國際法規管理都更為細膩,藥改新制環境 對台灣其實更有利」。

但他們多數也認為,台灣醫藥要不要進大陸,其實 是「決心」的問題,不是政治問題。當政府大舉南向、美國矽谷,大陸市場仍是台灣無法忽略的後花園。

 

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