【精準醫學的起源與興起】
1977年sanger發表了sanger定序法後解開了DNA排列順序之謎，揭開基因體定序的序幕，使分子生物學與基因體學快速發展。之後美國結合各國科學家花費了15年，30億美金完成了一項與阿波羅登月計畫齊名的計畫－人類基因體計畫。
人類基因體計畫的出現最先改變的就是定序方法的精進，次世代定序儀的新式儀器的出現使得基因體定序的速度與花費的金額得以大大降低，基因體解密後所帶動的另一個概念便是醫療客製化的概念，也就是精準醫學，精準醫學的三大核心「精準預防」、「精準預測」與「精準治療」來達到個人化醫療的服務。
但是次世代定序並不是沒有缺點，由於基因體的序列很長，次世代定序採取將常片段基因切成小片段後與帶有不同序列引子(primer)的晶片上，使切成小片段的基因與引子互補後利用聚合酶連鎖反應，再將小片段重新組裝成長片段。然而重新組裝的過程有時會產生錯誤使得機器判讀時解讀錯誤，造成誤判。
現在為了解決因為重新組裝而造成的誤判，google與生命科學公司Verily Life Sciences所合作研發的DeepVariant利用CNN 預測了單核苷酸多型性的變異區，剔除在重組時缺失的位點，減少錯誤率的產生。
現在市面上有許多統計與修正軟體，但是每一種有有其侷限，利用AI來建立修正模型或許是一種可以思考的解決方案，基因體除了有單核苷酸多型性的變異區外還有其他原因可以造成次世代定續儀的解讀出錯，因此只要誰的演算法考慮的夠完整就很有機會在精準醫學的領域中傳有一席之地。
生物醫學的發展以前是儀器上的限制造成，但是現在的競爭是在誰對於資料判讀的準確性夠強誰就有機會領先，AI與生物醫學的結合把生物醫學領域推向一個更高的層次，台灣一直以來有很強的高科技產業，對於如何與生醫產業連結在一起需要很多領域共同協助，使台灣在未來能在生醫產業占有一席之地。
6/22在世貿中心有場生醫領域與人工智慧結合的應用與價值共創，歡迎大家藝起來聆聽。
參考資料、圖片來源:Creating a universal SNP and small indel variant caller with deep neural networks
https://www.biorxiv.org/content/early/2018/03/20/092890

【活動時間/地點】
時間：2018年6月22日(五)
地點：台北世貿中心一館2樓(台北市信義區信義路五段5號)
【活動議程】
09:00-10:00 來賓報到、活動開幕
10:00~10:20 洞析生醫產學界、談雙方合作共創價值
10:30~12:00 漫談AI人工智慧應用於生醫產業之國際市場布局
12:20~14:00 醫材潛力企業Demo show暨交流餐會
14:00~16:50 國際醫材廠商媒合時間 (接受一對一媒合安排)
【報名資訊】
費用：完全免費！
報名期間：即日起至2018年6月18日止
網路報名去→ http://pcse.pw/EBOSBI
參與廠商問券填寫→ http://pcse.pw/BMBMC
接收第一手資訊→ http://pcse.pw/7FEEW
活動簡章下載→ http://pcse.pw/aibioedm
【聯絡窗口】
│余先生 電話：0919546918
信箱：fish@meyanstudio.com

NGS看來真的不可或缺

[定序與程序: 利用次世代定序解碼先天性白內障]
若說生醫研究有其終極目的，那大概就是希望能運用新科技與發現確實地促進人類健康了吧！而正因為有醫學運用價值的研究成果得之不易，除了研究人員以外，後續一系列的專業人員，包含轉譯醫學專家、各專科臨床醫師、檢驗醫學單位、乃至於醫院品質管理高層，時常需要思考如何將寶貴的發現，在現實的框架下落實到每一位病患身上。

以在臨床情境中嘗試運用 Next generation sequencing （NGS）診斷先天性白內障背後致病原因的經驗為例，曼徹斯特皇家眼科醫院（Manchester Royal Eye Hospital, MREH）為我們提供了一個醫療品質改善層面的實例，以及其所需注意到的細節，以下讓我們娓娓道來。

NGS 作為新一代的基因定序技術，因為其快速的大範圍檢測效能，已經廣泛地被運用於生醫研究領域 [1] [2]。不過，在 NGS 發展之前，過去的研究並沒有找到足夠有效的方法能早期診斷先天性白內障背後的原因，這主要是因為有非常多種的致病基因與機轉都同樣能造成雙眼的先天性白內障，而它們在臨床症狀的表現上還很多樣化，從而導致了臨床診斷上的困難，除此之外，就算同樣想運用早期的基因檢測方法輔助診斷，也相當花費成本跟時間，也因此，以往需要各領域的醫學專家花費許多時間、甚至借助研究計畫的投入才能夠完成診斷。

舉例而言，在一項於 MREH 所進行的回溯性病歷研究指出 [3]，在該醫院收入了連續 29 位患有雙側先天性白內障的十歲孩童中，儘管臨床團隊都積極想找出致病的病因，僅有一位孩童能在發病前就診斷出造成後續先天性白內障的病因，其餘 28 位孩童則平均而言要在雙眼發生白內障後 4.5 年才能得到最終病因的診斷。
　　從過往的研究中可以得知，運用 NGS 能診斷出 70% 雙眼先天性白內障的病因 [4]，也所以 MREH 的團隊希望在臨床上加入 NGS 的檢測，期待能將診斷先天性白內障後六個月以內的病因檢出率，從原本的 26% 提高到至少 50%。經過多番跨領域的討論，MREH 的團隊擬定了一系列關於這類病患的臨床診斷與照護的途徑，也成功爭取到了院方的金費支援。

具體而言，他們認為就算在採用 NGS 檢驗之後，病童從臨床醫師發現白內障開始，直到最後醫病雙方達成共識進行採血與檢驗的過程還是太費時。為了解決這個問題，他們認為當有病童因為先天性白內障轉介給眼科時，就應該立刻啟動關於 NGS 檢驗的知情告知、設法盡早取得同意開始檢測；除此之外，在實驗室工作方面也藉由團隊會議的方式，讓醫療與檢驗團隊內的成員們都能對於該病及早診斷的重要性達成共識，並實質地提高這類檢體於檢驗時的優先順位。藉由如此跨領域的溝通與合作流程，自2014年的七月開始，他們發現對於罹患雙眼先天性白內障的病童，診斷病因的時間能從一開始的 340 天內縮短到 191 天內，並能在進一步修正該流程的細節後，達到平均在發現雙側白內障後 120 天內診斷病因的水準（圖一），六個月內診斷的比例也大幅上升到 71%，達成了預期目標 [3]。

除了在診斷時間上有大幅的改善，研究團隊也有注意到病童照護者對於這整體流程的反饋，並且針對了回收問卷中所提到的缺點在回診時進行充分的溝通與了解，最後將可行的改善方法也納入到了該流程之中。雖然現階段的醫學還沒先進到能夠在得到每一個罕見疾病的診斷後，立刻相對應地生出有效的治療，不過病患跟家屬們還是對於能知道白內障的根本原因、並了解該基因變異所伴隨的風險，抱持著肯定與支持的態度。

最後，研究團隊雖然提及了該研究設計的細節上，有著一些統計學上的不嚴謹處，不過整體上他們還是呈現了如何一步步由醫院品質管理的角度出發，有系統地整合嶄新的生醫技術，並用來改善醫療環境與內容的實例，值得參考與借鏡。

圖一、新病患在發現雙眼白內障之後，需要經過多少時間才能得到 NGS 的檢測結果

參考資料：
[1] https://goo.gl/Q7txgz
[2]https://goo.gl/VrfPcT
[3] https://goo.gl/bAQGmC
[4] https://goo.gl/eoQ9pA

圖片來源：
https://goo.gl/bAQGmC

撰文│呂昆霖