生物大數(shù)據(jù)算出健康
全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼在今年7月23日舉辦的2015國際生物經(jīng)濟大會上指出，大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的應(yīng)用，可對爆炸式增長的海量生命科學(xué)數(shù)據(jù)進行深度挖掘，促進基礎(chǔ)研究、臨床應(yīng)用、健康檔案等不同來源數(shù)據(jù)的深度整合，顛覆傳統(tǒng)的生命科學(xué)研發(fā)模式，為實現(xiàn)“精準(zhǔn)醫(yī)療”和“智慧健康”奠定堅實的基礎(chǔ)。
目前，全球正積極布局生物大數(shù)據(jù)。比如，全球聯(lián)盟組織成立，推進基因組和臨床數(shù)據(jù)共享;美國國立衛(wèi)生研究院2014財年預(yù)算支持大數(shù)據(jù)研究,發(fā)起大數(shù)據(jù)卓越中心計劃,啟動微生物組云計劃;歐洲推出新型臨床試驗數(shù)據(jù)庫;英國成立衛(wèi)生信息研究所，建設(shè)生物信息技術(shù)骨干中心，英國制藥行業(yè)協(xié)會還提出大數(shù)據(jù)路線圖等。
中國生物技術(shù)發(fā)展中心副主任董志峰說，“生命科學(xué)已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)、大平臺時代，將徹底改變?nèi)祟惖纳罘绞健１热?，千元基因組時代即將到來，應(yīng)用于產(chǎn)前檢驗、疾病檢驗、個性化藥物等，讓基于大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的以基因診斷為核心的個性化醫(yī)療成為疾病治療新模式?！?/P>
世界創(chuàng)新企業(yè)圍繞“千元基因組”，加快步伐開發(fā)新產(chǎn)品。美國Edico Genom公司開發(fā)出一種基因測序芯片，能將分析一個基因組的時間從24小時縮短到18分鐘，用4年分析1.8萬個全基因組就能省下600萬美元。
我國企業(yè)也毫不落后。華大基因今年推出超級測序儀和桌面化的高通量測序儀，實現(xiàn)測序儀國產(chǎn)化，打破了我國基因測序設(shè)備受制于人的局面?！俺墱y序儀”Revolocity測序系統(tǒng)1年能完成1萬個全基因組測序，并將增加到每年3萬個，超越所有現(xiàn)有的測序方案。桌面化的測序儀bgiseq-500能自動進行樣本制備、測序和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)多種檢測應(yīng)用一鍵式操作。同時，華大基因基于其最新的大數(shù)據(jù)庫，挑選12種最常見遺傳疾病共14個基因中的2855個致病位點，推出了自主研發(fā)的產(chǎn)前基因檢測新產(chǎn)品smarttesttm，能夠平均覆蓋90%以上的致病突變。
當(dāng)生物技術(shù)與信息技術(shù)走得越來越近，人們就會更容易理解為什么近兩年IT企業(yè)紛紛“擠上”了生物經(jīng)濟的快車。谷歌2014年對醫(yī)療健康和生命科學(xué)領(lǐng)域的風(fēng)險投資額達4.25億美元，超過其風(fēng)投總額的三分之一，而2013年這個比例僅為9%。蘋果推出了ResearchKit醫(yī)療研究平臺，讓研究人員可以利用這個開源架構(gòu)研發(fā)設(shè)計出各種醫(yī)療App，收集各類病患的健康數(shù)據(jù)，推動患者和研究人員共同參與醫(yī)學(xué)研究，改變醫(yī)學(xué)人員獲取數(shù)據(jù)的方式。
學(xué)科交叉求出更多解
盡管生物技術(shù)發(fā)展迅猛，但是4500多種疾病中的90%仍無藥可醫(yī)。這些沒有“解”的創(chuàng)新命題很難通過傳統(tǒng)研發(fā)思路和方法獲得，只能依靠學(xué)科交叉多維度尋求解答。
在生物技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)科交叉上，美國的步子很快。美國麻省理工學(xué)院2011年就發(fā)表文章——《第三次革命：生命科學(xué)，物理科學(xué)和工程學(xué)會聚》。2014年5月，美國國家科學(xué)院發(fā)布報告——《會聚：促進生命科學(xué)、自然科學(xué)、工程等領(lǐng)域的跨學(xué)科整合》。美國國家科學(xué)基金會、國家癌癥研究所、抵抗癌癥組織與癌癥研究第五基金會，聯(lián)合向會聚型癌癥研究投資1150萬美元，采用創(chuàng)想實驗室模式，整合來自物理和數(shù)學(xué)的新方法，以幫助對復(fù)雜動態(tài)疾病癌癥的理解。
“當(dāng)前，生命科學(xué)、物理學(xué)、信息科學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科之間更趨向于學(xué)科交叉。這種交叉融合加快了新興技術(shù)的發(fā)展，讓人們對生命的認(rèn)識更加全面、精確，可定量、可視化、操控性提高?！倍痉逭f。
學(xué)科交叉催生的新興技術(shù)不勝枚舉。比如，光遺傳學(xué)技術(shù)就是遺傳學(xué)技術(shù)和光控技術(shù)交叉結(jié)合產(chǎn)生的新技術(shù)，它不僅能用于研究高級復(fù)雜的神經(jīng)活動,還能用于臨床治療。這項技術(shù)有望應(yīng)用于因視網(wǎng)膜病變失明的患者身上，使其重見光明。作為神經(jīng)科學(xué)界的“香餑餑”，這項技術(shù)已被很多實驗室用于腦科學(xué)研究。再如，分子影像學(xué)融合了分子生物化學(xué)、數(shù)據(jù)處理、納米技術(shù)、圖像處理等技術(shù)，可以實時、在體、連續(xù)觀測疾病發(fā)生發(fā)展過程中細(xì)胞和分子水平的生理過程，實現(xiàn)疾病的早期預(yù)警、早期診斷和治療評估等。
學(xué)科交叉融合進一步推動相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，繼而帶來我國生物醫(yī)藥領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)變革。董志峰介紹，在生物農(nóng)業(yè)方面，生物育種快速發(fā)展，生物肥料發(fā)展?jié)摿薮螅镛r(nóng)藥產(chǎn)業(yè)增長迅速;在醫(yī)療器械上，移動醫(yī)療迎來市場爆發(fā)期，可穿戴設(shè)備未來5年將迅速普及，數(shù)字診療、體外診斷產(chǎn)品向高端領(lǐng)域發(fā)展;在生物制造上，高效人工細(xì)胞工廠的構(gòu)建將加快現(xiàn)代生物制造向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的滲透，并改變其現(xiàn)有生產(chǎn)模式;在醫(yī)療服務(wù)上，精準(zhǔn)醫(yī)療將針對患者的基因或生理特性定制治療方案，實現(xiàn)個性化治療;在制藥工業(yè)上，小分子藥物、生物藥的快速發(fā)展為個體化治療提供支撐，中藥國際化進程加快。
創(chuàng)新提效引來多路資本
據(jù)中美生物醫(yī)藥創(chuàng)業(yè)投資促進會會長牛洪森介紹，美國生物技術(shù)領(lǐng)域投資熱點包括細(xì)胞免疫療法、基因測序和基因治療、癌癥診斷精準(zhǔn)醫(yī)療?；蛑委煿臼軞W美投資者熱捧，自2013年以來,基因治療研發(fā)型公司融資額超過6億美元,包括IPO、VC直投等方式。
更多資本投向生物技術(shù)，正是因為這個領(lǐng)域的創(chuàng)新鏈條更加完善，創(chuàng)新效率不斷提高。正如萬鋼所說，傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的邊界日趨模糊,科技創(chuàng)新鏈條更加靈巧,創(chuàng)新周期大大縮短。這一點在21世紀(jì)最重要的創(chuàng)新技術(shù)集群之一——生命科學(xué)和生物技術(shù)上，體現(xiàn)得尤為明顯。如新發(fā)傳染病從病原體分離鑒定，到診斷試劑研制，過去往往需要不同領(lǐng)域?qū)＜液馁M數(shù)年才能完成。隨著基因測序、抗體制備等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在僅需數(shù)月就能完成上述工作，為傳染病防控提供了有力支撐。
與此同時，技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式和金融資本深度融合，加速推動產(chǎn)業(yè)變革的步伐。各類創(chuàng)新要素日趨活躍，研發(fā)理念不斷更新。比如，CRO(合同研究組織)承擔(dān)了全球近三分之一的新藥研究開發(fā)工作，商業(yè)模式創(chuàng)新使新藥以更低的成本和更快的速度上市。
中國生物醫(yī)藥領(lǐng)域正不斷吸引世界資本逐鹿。牛洪森介紹，美國風(fēng)險投資協(xié)會的調(diào)查顯示，生物醫(yī)藥方面，30%的投資者表示將增加投資。在地域分布上，中國和印度最受投資者關(guān)注，分別有70%和58%的投資者希望增加投資。
世界三大藥企之一諾華集團就在中國建立研發(fā)中心，已經(jīng)投資10億美元在上海打造全新研發(fā)園區(qū)，建成后將成為諾華繼美國麻省劍橋研發(fā)中心、瑞士總部巴塞爾研發(fā)中心之外的全球第三大研發(fā)中心。諾華(中國)生物醫(yī)學(xué)研究中心的研究重點包括：胃腸癌癥的致癌途徑，癌癥轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究平臺，肝炎、肝纖維化和肝硬化研究，表觀遺傳學(xué)等。
面對多路資本的蜂擁而至，中國生物技術(shù)發(fā)展需要更加明確方向。中國工程院院士桑國衛(wèi)指出了我國化學(xué)藥、生物藥及中藥研究的重點方向——
在化學(xué)藥上，開展針對神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病、代謝系統(tǒng)疾病、腫瘤靶向及免疫治療、肺動脈高壓及慢性阻塞性肺病等新機制和新靶點藥物品種研究;在生物藥上，應(yīng)瞄準(zhǔn)疫苗新型佐劑、治療性疫苗，抗體-小分子偶聯(lián)藥物、雙功能抗體、干細(xì)胞(貨架產(chǎn)品)治療、合成生物學(xué)技術(shù)與產(chǎn)品等;中藥類應(yīng)重點開展傳統(tǒng)經(jīng)典名方研究開發(fā)，源于中藥的創(chuàng)新藥物I類新藥研發(fā)，中藥大品種二次開發(fā)與產(chǎn)業(yè)升級等。
桑國衛(wèi)表示，我國應(yīng)更加強調(diào)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)模式在創(chuàng)新藥物研發(fā)中的重要意義，努力推進企業(yè)、研究院所和高校的協(xié)同創(chuàng)新的新模式。同時，應(yīng)該牢牢把握國際創(chuàng)新藥物發(fā)展新趨勢，從我國實際出發(fā)提出頂層設(shè)計，強調(diào)創(chuàng)新藥物的個體用藥和生物標(biāo)記物檢測試劑研發(fā)。
