大数据与精准医学.

大数据与精准医学BigDataandPrecisionMedicine报告人：陈润生“Let’sCallitPrecisionMedicine!”“Iwantthecountrythateliminatedpolioandmappedthehumangenometoleadaneweraofmedicine — onethatdeliverstherighttreatmentattherighttime.Insomepatientswithcysticfibrosis,thisapproachhasreversedadiseaseoncethoughtunstoppable.Tonight,I’mlaunchinganewPrecisionMedicineInitiativetobringusclosertocuringdiseaseslikecanceranddiabetes — andtogiveallofusaccesstothepersonalizedinformationweneedtokeepourselvesandourfamilieshealthier.”Jan.20,2015健康科学的发展:转化医学个体化医学精准医学精准诊断和精准治疗本质性转变:从诊断治疗到健康保障精准预防基于精准医学理念的个体化治疗市场规模日益扩大，2018年前全球市场规模将达到2238亿美元世界卫生组织（WHO）《2014年非传染性疾病国家概况》统计数据显示，我国在2000-2012年肿瘤、2型糖尿病、心血管疾病这三种慢病死亡总数达近700万，占所有死亡人数的70%，远高于全球平均（45%）和英美等发达国家（57%-61%）；到2030年我国阿尔茨海默病患者将达1200万。我国心血管疾病患者约有2.9亿人，每年约有350万人死于心血管疾病，占总死亡原因的41%，高居死因榜首。精准医学研究已成为新一轮国家科技竞争和引领国际发展潮流的战略制高点。美国积极推动精准医学的发展，将其上升为国家战略；欧盟以精准医学理念指导其创新药物二期计划；英国开展十万人测序计划并成立精确癌症研究所；日本将精准医学相关内容列入科技创新计划中。这标志着国际上在基因资源利用、新药靶点发现、新的诊断治疗方法开发、生物医药新产品研发等的竞争进入新的阶段，对我国生物医药与健康产业的发展形成严峻挑战。美国积极推动精准医学的发展2011年，美国国家科学院研究理事会（NRC）发布了题为“迈向精准医学：构建生物医学研究知识网络和新的疾病分类体系”的报告，首次提出精准医学概念。2015年，美国开始启动精准医学研究计划，标志着精准医学上升为国家战略。为了促进精准医学的发展，美国国立卫生研究院（NIH）在2015财年、2016财年预算中将精准医学作为重点领域进行资助，计划在2015年10月开始投入2.15亿美元启动精准医学计划，首先进行100万人基因组测序，与美国生物库中的数据信息联合形成大型研发资源库，作为全面加速生物医学研发计划的一部分，助力开发新一代药物；启动了肿瘤基因组图谱二期计划（TCGA2），进一步加大肿瘤机制研究和肿瘤治疗个体化药物研发的“精准”性。在药物开发方面，2014年美国NIH和生物制药公司联合启动重大研究项目——加速建立医学合作AMP计划，旨在发展用于新的诊断和药物开发的疾病靶标模型，专注于阿尔茨海默病、2型糖尿病、自身免疫性疾病类中的风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等三类疾病的研究。欧盟及成员国力推精准医学研究2014年3月，欧盟发布创新药物2期计划战略研究议程（IMI2），其主题是实现精准医疗，即正确的时机向正确的病人提供正确的预防治疗措施。IMI2将带来新的工具、方法及预防和治疗方案，（直接或间接）促进个体化医疗的发展。2012年，英国宣布对患有癌症及罕见疾病的十万英国人进行全基因组测序，旨在根据基因组学和临床数据为患者制定个性化疗法。英国技术战略委员会（TSB）还在2014年建立了“精准医学孵化器”，帮助英国在该领域加快创新步伐；牛津大学已投入约1.5亿英镑，成立精准癌症医学研究所。法国早在2012年就在“投资未来计划”国家计划中，出资1亿欧元资助个体化医疗项目。日本将精准医学相关内容列入科技创新计划中日本在2011年实施的FANTOM计划第五阶段中投入1亿美元开展功能基因组研究。在2014科技创新计划中将“定制医学/基因组医学”列为重点关注领域之一。计划在2015年建立疾病的全基因组数据库，识别日本人的标准基因序列及有助于疾病预后的基因，并利用基因数据对抗癫痫剂的副作用进行预测性诊断。至2020-2030年大幅度改善终身性疾病（糖尿病、中风、心脏病）的干预效果；建立对癌变可能性及抗癌药物的治疗效果或副作用的预测性诊断方法；开展针对抑郁症和痴呆症的临床研究；开发诊断和治疗神经肌肉疾病的诊断和治疗方法。产业化前景精准医学的发展将带动相关产业的快速发展，孕育巨大市场空间首先，生物样本和数据本身就具有市场价值。据统计，2015年生物样本库市值将超过22.5亿美元。至2018年生物大数据的市场总额将增长至76亿美元，年复合增长率达到71.6%。生物数据的商业价值已经初步体现，2015年1月，罗氏制药子公司Genentech向美国基因测序公司23andMe注资6000万美金，用于共享23andMe收集的帕金森病患者的基因数据，并基于数据信息研发帕金森病的治疗方案。基因测序是精准医疗产业的重要组成部分。来自BBCresearch的数据显示，全球基因测序市场总量从2007年的794.1万美元增长至2013年的45亿美元，预计未来几年全球市场仍将继续保持快速增长，2018年达到117亿美元。分子诊断是精准医疗的另一重要子行业，已经成为生物医药行业新热点，据MarketsandMarkets公司估测，2018年的全球市场市值将达到79亿美元，2013-2018年间的复合年增长率为9.7%。基于精准医学理念的个体化治疗市场规模日益扩大，2018年前全球市场规模将达到2238亿美元。美国十大商业保险公司已将50余项疾病个体化诊疗分子检测项目列入医疗保险。巨大市场空间吸引众多医药公司开展研发，目前已有多种个体化诊疗产品上市。截至2013年，美国FDA已批准了100多种个体化药物，重点关注癌症和慢性疾病的个性化治疗。我国精准医学的发展目标以我国常见高发重大疾病及若干罕见病为切入点，构建百万人级自然人群国家大型健康队列和特定疾病队列、多层次精准医疗知识库体系和生物医学大数据共享平台，突破新一代生命组学技术和大数据分析技术，建立创新性的大规模研发疾病预警、诊断、治疗与疗效评价的生物标志物、靶标、制剂的实验和分析技术体系。以临床应用为导向，形成重大疾病的风险评估、预测预警、早期筛查、分型分类、个体化治疗、疗效和安全性预测及监控等精准防诊治方案和临床决策系统，建设中国人群典型疾病精准医疗临床方案的示范、应用和推广体系，推动一批精准治疗药物和分子检测技术产品进入国家医保目录，为显著提升人口健康水平、减少无效和过度医疗、避免有害医疗、遏制医疗费用支出快速增长提供科技支撑，使精准医疗成为经济社会发展新的增长点。转变的基础:1、组学:基因组,转录组,蛋白质组,代谢组…….大数据:人群、队列是当前国际两大科学前沿的交汇2、基因型与表型的关联生物信息学生物网络系统生物学在此基础上融合临床检验、影像学等指标创新的机遇在哪里？挑战的问题又在哪里？一、基因组中的暗信息Howmanycharactersareinthe“HeavenBook”?3*10910,000books1book100pages1page3,000charactersCCGGTCTCCCCGCCCGCGCGCGAAGTAAAGGCCCAGCGCAGCCCGCGCTCCTGCCCTGGGGCCTCGTCTTTCTCCAGGAAAACGTGGACCGCTCTCCGCCGACAGTCTCTTCCACAGACCCCTGTCGCCTTCGCCCCCCGGTCTCTTCCGGTTCTGTCTTTTCGCTGGCTCGATACGAACAAGGAAGTCGCCCCCAGCGAGCCCCGGCTCCCCCAGGCAGAGGCGGCCCCGGGGGCGGAGTCAACGGCGGAGGCACGCCCTCTGTGAAAGGGCGGGGCATGCAAATTCGAAATGAAAGCCCGGGAACGCCGAAGAAGCACGGGTGTAAGATTTCCCTTTTCAAAGGCGGGAGAATAAGAAATCAGCCCGAGAGTGTAAGGGCGTCAATAGCGCTGTGGACGAGACAGAGGGAATGGGGCAAGGAGCGAGGCTGGGGCTCTCACCGCGACTTGAATGTGGATGAGAGTGGGACGGTGACGGCGGGCGCGAAGGCGAGCGCATCGCTTCTCGGCCTTTTGGCTAAGATCAAGTGTAGTATCTGTTCTTATCAGTTTAATATCTGATACGTCCTCTATCCGAGGACAATATATTAAATGGATTGATCAATCCGCTTCAGCCTCCCGAGTAGCTGGGACTACAGACGGTGCCATCACGCCCAGCTCATTGTTGATTCCCGCCCCCTTGGTAGAGACGGGATTCCGCTATATTGCCTGGGCTGGTGTCGAACTCATAGAACAAAGGATCCTCCCTCCTGGGCCTGGGCGTGGGCTCGCAAAACGCTGGGATTCCCGGATTACAGGCGGGCGCACCACACCAGGAGCAAACACTTCCGGTTTTAAAAATTCAGTTTGTGATTGGCTGTCATTCAGTATTATGCTAATTAAGCATGCCCGGTTTTAAACCTCTTAAAACAACTTTTAAAATTACCTTTCCACCTAAAACGTTAAAATTTGTCAAGTGATAATATTCGACAAGCTGTTATTGCCAAACTATTTTCCTATTTGTTTCCTAATGGCATCGGAACTAGCGAAAGTTTCTCGCCATCAGTTAAAAGTTTGCGGCAGATGTAGACCTAGCAGAGGTGTGCGAGGAGGCCGTTAAGACTATACTTTCAGGGATCATTTCTATAGTGTGTTACTAGAGAAGTTTCTCTGAACGTGTAGAGCACCGAAAACCACGAGGAAGAGAGGTAGCGTTTTCATCGGGTTACCTAAGTGCAGTGTCCCCCCTGGCGCGCAATTGGGAACCCCACACGCGGTGTAGAAATATATTTTAAGGGCGCG(1250characters)The17December2010issueofScienceincludesspecialsectionshighlightingtheBreakthroughoftheYearandInsightsoftheDecade.InsightsoftheDecadeShiningaLightontheGenome's'DarkMatter'Thescopeofthis“darkgenome”becameapparentin2001,whenthehumangenomewasfirstpublished.Scientistsexpectedtofindasmanyas100,000genespackedintothe3billionbasesofhumanDNA;theywerestartledtolearnthattherewerefewerthan35,000.(Thecurrentcountis21,000.)Protein-codingregionsaccountedforjust1.5%ofthegenome.CouldtherestofourDNAreallyjustbejunk?1、基因组研究Noncod