中央研究院生物醫學科學研究所的鄔哲源博士,身兼台灣精準醫療計畫(Taiwan Precision Medicine Initiative, TPMI)的計畫主持人,近日在高雄醫學大學發表了一場以「台灣精準醫療計畫現況與展望」為題的專題演講。他向與會者詳細介紹了TPMI的最新進展,並闡述了其如何透過整合基因、疾病生物學、環境與生活方式等資訊,實現疾病預防、延長健康壽命並優化醫療照護的宏大願景。
精準醫療的核心:從預測到行動
鄔博士開場即強調,精準醫療的目標在於實現疾病預防、健康生活、最佳化治療及健康老化。他將精準健康的運作歸納為三大關鍵步驟:
• 評估(Assess):利用多基因風險評分(Polygenic Risk Score, PRS)等工具,預測個體的疾病風險,例如冠狀動脈疾病、第二型糖尿病與乳癌等。
• 建議(Advise):根據風險評估結果,提供個人化的健康管理建議。
• 行動(Act):透過具體措施,協助民眾採取健康的生活方式或接受精準治療。
鄔博士指出,這三步驟環環相扣,旨在將風險預測轉化為實際的健康促進行動,打造一個以人為本的精準健康生態系。
TPMI的獨特設計與目標
TPMI於2019年7月正式啟動,其獨特性在於以風險預測為核心,並將研究成果回饋給醫院,由醫院決定是否回饋給參與者。參與者同意提供完整的電子病歷(EMR)與殘餘血液樣本生成的基因圖譜,並可獲得針對自身疾病風險與健康管理的建議。這種參與式設計不僅提升民眾對精準醫療的認知,也增強了計畫的實用性。
鄔博士介紹,TPMI的四大目標包括:
• 建立百萬人基因資料庫:與全台33家合作醫院攜手,採用客製化的台灣精準醫療(TPM)SNP晶片,目標蒐集100萬人的基因數據。
• 提供可採取行動的風險報告:將「可採取行動的」變異結果與管理建議回饋給醫院,由醫院決定是否回饋給參與者,用以幫助參與者及早採取預防措施。
• 建構TPMI資料匯庫(Data Lake):建立一個中央研究資料庫,與醫院臨床資料庫並行,儲存基因圖譜與去識別化的健康資訊,為後續研究奠定基礎。
• 推動大規模基因體研究:與聯盟成員及合作夥伴共同進行全基因組關聯研究(GWAS),開發疾病風險預測模型。
TPMI資料匯庫:精準醫療的數據基石
TPMI的一大亮點是其「TPMI資料匯庫(Data Lake)」——一個整合基因型與表現型數據的龐大資料庫。截至2024年底,資料匯庫已累積:
• 508,912人的基因型數據;
• 500,081人的臨床數據(EMR);
• 486,956人的基因與表現型匹配數據。
這個資料匯庫涵蓋346種疾病,每種疾病參與者超過1萬人,並已成功為37種疾病開發出高精準度的PRS模型(AUC>0.6),包括第二型糖尿病、乳癌與前列腺癌等。這不僅是全球最大的漢人基因與EMR配對資料庫,也為台灣精準醫療提供了堅實的數據基礎。
TPM SNP晶片:本土化研究的利器
為精準分析台灣人的基因特徵,TPMI團隊設計了包含約75萬個標記的TPM SNP晶片,分為兩大類:
• 可採取行動的變異(124K):涵蓋藥物基因變異、HLA類型、血型、罕見疾病突變,以及癌症與心臟病等已知風險變異,幫助醫師預防藥物不良反應並制定個人化治療方案。
• 映射變異(579K):用於GWAS,覆蓋整個基因組,協助發現與疾病相關的新基因位點。
鄔博士特別提到,這款晶片的設計充分利用了台灣98%為漢人的同質性優勢,相較於直接套用歐美族群的基因數據,能更精準地反映台灣人的疾病風險。
挑戰與突破:本土化PRS的價值
鄔博士坦言,發展適用於台灣的PRS並非易事。過去台灣的GWAS規模較小,影響風險預測的精準度;同時,缺乏大型數據集進行PRS驗證,以及經費資源有限,都成為計畫推進的挑戰。
為此,TPMI採取了多項突破性策略:
• 利用人口同質性:建立台灣專屬的參考基因組與SNP陣列,提升PRS的適用性。
• 整合健保資源:借助台灣完善的醫療體系與優質醫師團隊,將資源精準分配至需求領域。
• 善用EMR系統:台灣全面的電子病歷提供了豐富的健康資訊與長期追蹤數據,為研究提供了關鍵支持。
鄔博士強調,相較於使用英國生物樣本庫(UK Biobank)等歐美族群的演算法,TPMI利用本地數據開發的PRS在預測效能上更勝一籌,充分展現本土化研究的價值。
研究成果與國際影響力
TPMI已取得顯著成果,並在國際舞台上嶄露頭角。鄔博士分享了幾項重要里程碑:
• 最大的漢人基因隊列:TPMI已成為東亞地區最大的基因與EMR配對研究隊列。
• 37種高精度PRS模型:涵蓋多種常見疾病,預測準確度(AUC)達0.6以上。
• 四篇高影響力論文:2024年,TPMI團隊向頂尖期刊提交了四篇論文,包括:
o Yang et al.:介紹TPMI作為大規模漢人隊列研究的成果;
o Huang et al.:探討致病變異對疾病風險的有限影響;
o Wei et al.:分析藥物基因變異的臨床應用;
o Chen et al.:展示TPMI開發的PRS優於UK Biobank的模型。
這些論文已在學術界引起廣泛關注,例如 Yang et al. 的摘要在medRxiv上被閱讀超過2369次,顯示TPMI在全球精準醫療領域的影響力。
未來展望:全民共享精準健康
展望未來,TPMI計畫將在政府支持下,持續擴大參與者規模至100萬人,並進行以下重點工作:
• 模型驗證與優化:透過回溯性與前瞻性研究,驗證並優化37種疾病的PRS模型,同時開發更多疾病的預測模型。
• 臨床應用推廣:與醫療機構合作,進行基於風險預測的健康管理臨床試驗,並推廣基因檢測與PRS的應用。
• 全民健康教育:透過教育活動與健康教練培訓,提升民眾對精準健康的認知與參與度。
鄔博士表示,TPMI不僅是一個研究計畫,更是一個全民健康行動藍圖。未來,台灣有望實現疾病預防、高風險族群早期篩檢、基於藥物基因體學的個人化治療,以及以基因資訊為基礎的生活方式指導。
結語:台灣精準醫療的全球定位
鄔博士總結,TPMI以7億新台幣的經費(約為美國「All of Us」計畫的1/60),成功打造出媲美國際頂尖生物樣本庫的本土研究隊列。這不僅證明了台灣在有限資源下的創新能力,也凸顯了其在漢人基因研究中的領先地位。他期許,隨著精準健康管理的普及,台灣將在提升國民健康水平的同時,降低醫療成本,成為全球精準醫療的典範。
這場演講內容豐富、前瞻性十足,讓與會者深刻感受到精準醫療對未來健康管理的深遠影響,也為台灣在國際醫療領域的角色定位增添了信心。