对精准医疗的系统生物学思考

精准医疗是指针对每个病人的遗传特征量体裁衣式地制定医学治疗方案,这是以全基因组测序为基础的,通过分层将个体归入疾病的不同亚组,而后有的放矢地采取预防性或治疗性干预措施。表观遗传学对个体的影响、生物信息学人才的培养、表型资料的作用、生物样本库建设以及医学数据的有效利用等,都是精准医疗研究的发展过程中亟待解决的问题。需要充分重视并运用系统生物学及系统医学的理论和方法,通过整合分析多个维度与多个层次的生命组学的动态变化,从而整体地、精确地认识疾病,提高精准医疗研究的效率,为医学事业和人类健康做出更大贡献。     

基因组编辑技术在干细胞疾病模型建立和精准医疗中的应用

精准医疗强调针对不同个体定制个性化治疗方案,其推行需要精准疾病模型的建立。人类干细胞因其具有多能性而成为体外不同类型的成体细胞和器官小体的潜在来源,其强增殖能力保证了充足原材料用于科研分析和大规模药物筛选。基因组编辑技术(尤其是CRISPR/Cas9技术)的快速发展使得在人多能干细胞和成体干细胞中进行高效基因组编辑成为可能。两者的有效结合能建立起针对不同遗传致病背景的“个性化”疾病模型,有利于深入解析不同遗传突变的致病机制和开发高针对性的精准医疗方案。本文对基因组编辑技术在人类干细胞中的应用以及利用干细胞疾病模型模拟罕见病和肿瘤发生的研究进行了综述。     

从新药创制迈向精准医疗高峰论坛在沪举行

<正>由中国生物工程学会和GE医疗中国联合举办、上海市生物工程学会协办的"从新药创制迈向精准医疗高峰论坛"于2015年9月8日在上海召开。论坛邀请行业专家、企业代表共同探讨精准医疗在中国面临的机遇、挑战及其下一步的有序发展,分享精准医疗在全球及中国的实施状况和案例,旨在通过围绕精准医疗战略的讨论和实践,带动整个大健康产业的深入发展。     

从新药创制走向精准医疗学术研讨会在上海召开

<正>2015年9月7~9日,中国生物工程学会联合通用电气中国医疗集团、上海市生物工程学会在上海共同举办了"从新药创制走向精准医疗学术研讨会"。会议邀请詹启敏、陈凯先等院士及行业内专家、企业代表共同探讨精准医疗在中国面临的机遇与挑战,分享精准医疗在全球及中国的实施状况和案例,从而通过围绕精准医疗战略的讨论和实践,带动我国大健康产业的进一步发展。中国医学科学院副     

精准医疗与伴随诊断产业发展研究

<正>1概述1.1精准医疗精准医疗被誉为医疗的未来,它基于人们在基因、环境、工作与生活方式的个体差异,应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前热门的大数据技术、人工智能技术等,通过对患者的生活环境和临床数据等进行分析,实现精准的疾病分类和诊断,制订具有个性化的疾病预防和诊疗方案。精准医疗包括对风险的精确预测、疾病精确诊断、疾病精确分类、药物精确应用、疗效精确评估与疗后精确预测。精准医疗是科学技术及医学自身发展的客观必然,也是广大民众摆脱贫困以后对健康、教育、生活质量追求的必然。因     

科技名词：精准医疗

<正>精准医疗(Precision Medicine)是一种将个人基因、环境与生活习惯差异考虑在内的疾病预防与处置的新兴方法。2015年1月20日,美国总统奥巴马在国情咨文中提出"精准医学计划",希望精准医学可以引领一个医学新时代。精准医学可以使医疗健康的概念发生本质变化,从医疗健康体系以诊断治疗为主,     

从蛋白质基因组学视角出发的精准肿瘤学

癌症是一种机制复杂的异质性疾病,需要有针对性的精准医疗策略。精准医疗的发展离不开基因组学的飞速发展,但基因组学在分子表型分析中具有一定的局限性,蛋白质基因组学应运而生。蛋白质基因组学是蛋白质组学和基因组学的融合学科。文中描述了基因组学分析的局限性,强调了蛋白质基因组学的重要性,旨在从蛋白质基因组的视角重新了解精准肿瘤学。此外,还简要介绍了蛋白质基因组学在精准肿瘤学中的应用,对相关的公共数据项目进行了描述,最后,提出了现阶段需要克服的困难。     

中国人群参考基因组及基因组变异图谱资源库

随着人类基因组计划和国际千人基因组计划的实施,已公开数百个中国人个体的全基因组数据。建立高精度的中国人群参考基因组序列,发现并解析中国人群特有的序列变异,是我国未来精准医学研究的基础。为满足未来精准医学研究中国人基因组数据持续增长的科学管理和深入研究的需求,中国科学院北京基因组研究所发展并建立了基于中国人群全基因组测序数据的虚拟中国人基因组数据库(Virtual Chinese Genome Database, VCGDB)和中国人群基因组变异数据库(Genome Variation Map, GVM),面向国内外用户提供数据检索、共享、下载和在线分析服务。本文重点介绍了这两个数据库的特点和功能,以及未来发展与应用前景,以期为中国人群参考基因组及基因组变异图谱资源库的推广使用、发展完善提供有益信息。     

基因组大数据在生物安全中的应用

基因组大数据时代的来临,为生物安全领域带来了前所未有的机遇。我们主要介绍基因组大数据在生物安全中的应用,重点在病原进化溯源分析、微生物基因组科学研究、精准医学发展等方面的应用,并对其未来的发展进行了讨论和展望。     

CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中技术改进与创新的研究进展

CRISPR/Cas9基因组编辑技术是一项对基因组进行精准修饰的技术,可实现对靶标基因的碱基插入、缺失或DNA片段替换。随着人们对CRISPR/Cas9系统的了解逐渐加深,其在科研、农业和医疗等领域的应用也越来越广泛。该文简要介绍了CRISPR/Cas9基因组编辑技术的发展以及工作原理,总结了近几年对该技术进行优化与改进的研究进展,包括基因组编辑效率的提升、基因组编辑范围的扩展、单碱基精准编辑以及多基因同时编辑、基因组编辑安全性的提升以及基因片段替换与基因靶向转录调控,以期为深入开展这一领域的研究提供参考。     

CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中技术改进与创新的研究进展

CRISPR/Cas9基因组编辑技术是一项对基因组进行精准修饰的技术, 可实现对靶标基因的碱基插入、缺失或DNA片段替换。随着人们对CRISPR/Cas9系统的了解逐渐加深, 其在科研、农业和医疗等领域的应用也越来越广泛。该文简要介绍了CRISPR/Cas9基因组编辑技术的发展以及工作原理, 总结了近几年对该技术进行优化与改进的研究进展, 包括基因组编辑效率的提升、基因组编辑范围的扩展、单碱基精准编辑以及多基因同时编辑、基因组编辑安全性的提升以及基因片段替换与基因靶向转录调控, 以期为深入开展这一领域的研究提供参考。     

BIG-Annotator:基因组测序数据高效功能注释及其在遗传诊断中的应用

近年来二代测序技术发展迅速,在精准医疗和遗传诊断上得到日益广泛的应用。对二代测序数据进行分析的一个核心环节是对遗传变异位点的识别和注释。基于此,本课题组开发了一个能高效对全基因组单核苷酸多态位点进行功能注释的软件——BIG-Annotator。该软件以JAVA语言编写,且提供多线程运行模式,运行更为高效,比现有的同类软件或流程提速10多倍,适用于人群队列研究、大样本全基因组关联分析等数据量庞大、时效性要求高的分析需求。同时,该软件还集成了目前常用的二代测序遗传变异注释数据库,以及临床数据解读与报告的标准指南(2015ACMG-AMP《解读报告标准指南》),并且增加了针对肿瘤组织遗传变异注释的信息。最后,通过两个研究实例具体说明该软件在遗传诊断中的应用。     

建立在系统生物学基础上的精准医学

面对生命复杂性的巨大挑战,研究者提出了整合基因组、蛋白质组和代谢组等多组学数据,以及整合从分子到生理病理表型数据的系统生物学研究策略,利用该策略建立以个体为中心的多层级人类疾病知识整合数据库,并在此基础上形成可用于疾病精确分类的生物医学知识网络,进而发展出未来能够为每个个体提供最好医疗护理的精准医学。     

基因组编辑技术及未来发展

基因组编辑技术是合成生物学的一项核心使能技术.CRISPR基因组编辑技术在生命科学领域掀起了一场全新的技术革命,助推了合成生物学快速发展.然而,目前CRISPR基因组编辑技术的性能尚有欠缺,智能设计、表达和投递系统等相关技术也不能满足医疗和农业领域的应用需求.未来基因组编辑技术的发展方向,一方面亟待开发更精准、高效、全...     

生物标记物与精准医疗研究进展

自2015年精准医疗理念提出后,生物标记物与精准医疗愈加被人们重视。并被广泛应用于病毒、癌症等重大疾病的筛查与治疗研究中。新兴循环生物标记物的应用与开发,在HBV、HPV的检测和肿瘤的靶向药物治疗、细胞治疗、免疫抑制剂、癌症疫苗开发方向上都取得了重大成果。与传统的医疗方法相比,生物标记物为辅助精准医疗的检测治疗模式,无论是在研发还是治疗上都有着显著的优势。因此,综述了生物标记物与精准医疗的应用,并就最近的研究报告重点综述了生物标记物与精准医疗的最新研究进展。     

精准医疗和伴随诊断

正本期专题由中国生物工程学会理事长高福院士、精准医疗与伴随诊断专业委员会(筹)共同主任杨宏钧博士担任特约主编,组织和邀请一批业内知名专家从"精准医疗和伴随诊断"不同领域和侧面进行解读和分析,旨在反映中国在实施精准医疗过程中取得的最新进展和实践情况。     

2019年启航献礼

精准医疗是应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前火热的大数据技术、智能化技术等,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类和诊断,制定具有个性化的疾病预防和诊疗方案,包括对风险的精确预测、疾病精确诊断、疾病精确分类、药物精确应用、疗效精确评估、疗后精确预测等。精准医疗是医学自身发展的客观必然,是人民群众对健康新需求的使然。精准医疗的核心价值是造福于患者,造福于人类,尤其是在当今中国,人民生活水平普遍得到改善和提高,人民对健康的追求达到了一个新的高度。     

NSCLC分类及生存分析预测的全基因组特征基因识别

基于NSCLC(非小细胞肺癌)子类分类在临床和生物医学研究方面的意义,利用全基因组基因表达水平(GE)和甲基化(ME)水平的微阵列数据对NSCLC子类分类进行全基因组特征基因识别分析。针对全基因组微阵列数据的高噪声、超高维小样本特性,利用弹性正交贝叶斯算法对全基因组基因进行递归筛选,识别分类精度最优的特征基因集。以TCGA的490的基因表达数据和378个甲基化数据为例,分别识别出52个GE特征基因和25个ME特征基因,相应的分类准确率分别为99%和98%。结合特征基因和临床数据建立的多变量Cox模型明确说明了特征基因在病人生存分析方面的重要作用:仅利用相应的基因表达数据和甲基化数据即可对病人样本的"高/低风险"进行正确分类,显著性水平均低于0.05。特征基因参与的代谢通路与p53、TGF-beta、Wnt等重要的癌症分类和发展的代谢通路的密切关系进一步证实了特征基因对NSCLC分类的重要性。     

三维基因组学与精准生物学

三维基因组学是以研究真核生物核内基因组空间构象,及其对不同基因转录调控的生物学效应为主要研究内容的一个新的学科方向;也是后基因组学时代研究的一个热门领域。它的研究重点是空间构象与基因转录调控间的关系。通过三维基因组学技术,科学家将能对基因组的折叠和空间构象、转录调控机制、复杂生物学性状、信号传导通路和基因组的运行机制等一系列重要问题进行更深入的探讨和研究,为系统解读生命百科全书和精准生物学的实施奠定坚实基础。本文综述了目前三维基因组学研究领域中的主要技术、研究现状、科研进展、存在问题、未来及与精准生物学的关系等内容。以期能较系统地展示三维基因组学取得的一系列成果,解读从三维空间构象信息到不同基因功能研究的路径,精准决定在转录调控网络中不同基因表达的时空特异性的可能模式。     

中国人血红蛋白病突变数据集和临床辅助决策管理系统

个体基因组信息得益于大数据的积累,其应用不再局限于科学研究,正在经历逐步走向日常医疗实践的过程中。对疾病关联基因组信息的系统整理、归档及合理应用配置是未来精准医学的重要基础。血红蛋白病在我国南方发病率高,其分子病理学基础有明显的种族特异性。为助力我国南方血红蛋白病的临床诊断和遗传筛查的应用,本项目团队建立了中国人群血红蛋白病变异谱及表型谱LOVD基因变异数据管理系统,并通过设计全面整合和高效分析的在线辅助精确诊断及风险评估系统,展示了基于云端标准化的特定血红蛋白病变异注释库和诊断知识库辅助医生快速做出综合、全面的诊断和遗传咨询的操作。通过数据整合和人工智能技术的结合提高疾病临床决策效率的方法和经验,可为其他疾病的临床和预防应用起示范作用。