劉⿍元博⼠於⾼雄醫學⼤學之專題演講報導
2024年12⽉19⽇,中國醫藥⼤學附設醫院醫學研究部精準醫療計畫的劉⿍元博⼠,應邀⾄⾼雄醫學⼤學應⽤基因體研究中⼼進⾏了⼀場題為「多樣性與⻑期健康紀錄:台灣疾病的遺傳結構與多基因⾵險」的專題演講。此次演講深⼊探討了精準健康的核⼼概念、基因體變異的多樣性、全基因組關聯研究 (GWAS) 的應⽤、多基因⾵險評分 (PRS) 的計算與疾病預測,以及藥物基因體學的發展與應⽤,吸引了眾多師⽣及研究⼈員的關注。
精準醫學與台灣遺傳結構的探索
劉⿍元博⼠以「精準醫學計畫」開場,引⽤美國前總統歐巴⾺於2015年提出的精準醫學計畫,強調了針對個體獨特性進⾏治療(tailoring)的重要性。他進⼀步闡述了精準健康的理念,指出其以基因資料為基⽯,結合醫療⼤數據,並利⽤⼈⼯智慧 (AI) 智慧醫療,以達到最佳的精準預測與預防。他強調:「如果我們能像配對⾎型⼀樣輕鬆地對應癌症治療與基因,醫學將會進⼀步精準化。」
基因體變異與多樣性的揭⽰
在基因體變異⽅⾯,劉博⼠詳細介紹了⼈類基因體的多樣性,強調其在疾病⾵險評估與精準醫療中的關鍵作⽤。重點包括:
●⼈類基因體包含約 3.2x10⁹ 個核苷酸,包括 約 23,500 個蛋⽩質編碼基因。
●外顯⼦組包含 3x10⁷ 個核苷酸(佔基因體的 1%)。
●4 x 10⁶ 個 DNA 序列變異,包括 3.5x10⁶ 個單核苷酸變異 (SNV) 以及 10,000 - 100,000 個拷⾙數變異和其他結構變異。
劉博⼠進⼀步強調,在台灣族群中,由於多樣的遺傳背景與⽣活環境,對於疾病的易感性與表現型差異顯著。因此,深⼊研究台灣族群的基因結構,不僅有助於理解疾病的遺傳機制,更可推動多基因⾵險評估(Polygenic Risk Score, PRS)的精準化發展。
全基因組關聯研究 (GWAS) 的應⽤與突破
劉博⼠詳細說明了全基因組關聯研究 (GWAS) 的重要性,並展⽰了 GWAS 參與者的祖先與全球⼈⼝的⽐較。他強調:
●SNP 晶⽚技術在 GWAS 中的重要性,其中 Axiom 晶⽚被⽤於基因分型。為了確保實驗結果的準確性,⾄少需要 960 個樣本 才能產⽣正確的基因分型結果。此外,DQC 需⼤於 95,QC Call Rate 需⼤於 97.5,以確保檢體品質。DQC 不佳表⽰檢體品質不佳,QC Call Rate 不佳則可能表⽰檢體受到汙染。
●基因填補 (Imputation) 技術:利⽤ SNP 陣列的 75 萬個點,透過基因填補技術,可以擴增⾄ 1,500 萬個點。他還⽐較了多種 imputation演算法,並指出 Beagle 5.2 是⽬前最有效的⼯具之⼀。
多基因⾵險評分 (PRS) 與疾病預測的應⽤
在多基因⾵險評分 (PRS) 的部分,劉博⼠展⽰了 PRS 模型在台灣族群中對於不同疾病的預測效果,包括:
●⾃體免疫疾病:
○全⾝性紅斑狼瘡 (SLE):多個 PRS 可以提⾼ SLE 的預測準確性。
○乾燥症:通過 GWAS 和 PRS 分析,成功識別影響台灣漢族族群易感性的關鍵基因。
●癌症:
○ 肝細胞癌 (HCC):在台灣 HCC 患者的 GWAS 中,發現了 13 個新穎基因位點,並結合 PRS 模型提升了疾病預測的準確性。
○⼤腸直腸癌 (CRC):通過 GWAS,對台灣⼤腸直腸癌的遺傳易感性進⾏了表徵。
●聽⼒損失:MT-RNR1 基因突變與聽⼒損失⾵險增加相關。
劉博⼠強調,PRS 可以通過累積多個基因位點的⾵險值,有效地預測個體罹患複雜疾病的可能性,並應⽤於 疾病⾵險評估、早期診斷和個⼈化預防策略 中。
藥物基因體學與個⼈化醫療的未來
劉博⼠還介紹了中國附醫的藥物代謝基因輔助提⽰系統,該系統整合了 美國⾷品藥物管理局 (FDA) 的藥物基因體學 (PGx) 資訊。在醫師開藥時,系統會提⽰基因型與建議訊息,以幫助醫⽣為患者開出合適的藥物。研究顯⽰,99.9% 的個體⾄少帶有⼀個可操作的 PGx 表型,其中 29% 的⼈曾被處⽅過可能表現出⾮典型反應的藥物。他總結了晶⽚的應⽤,包括:
●疾病⾵險評估(慢性病、藥物代謝、癌症)
●親緣性鑑定(⽗⺟兄弟)
●族群分佈(台灣⼈)
結語:精準醫學的願景與挑戰
劉博⼠強調,精準醫學的發展需要 完整且多樣化的族群基因資料庫,才能更精確地計算多基因⾵險並應⽤於臨床。他期盼,透過 臺灣精準醫學計畫(Taiwan Precision Medicine Initiative, TPMI)的推動,能夠建⽴起適⽤於本地族群的多基因⾵險模型,並提升 疾病預測與個⼈化醫療的精確度。
後記:推動精準醫學的下⼀步
此次演講深⼊淺出地講解了精準醫學與多基因⾵險評估的核⼼概念,並展⽰了台灣族群遺傳研究的最新成果。與會師⽣與研究⼈員對於多基因⾵險評估與疾病預測應⽤展現了濃厚的興趣,並在 Q&A 環節中與劉博⼠進⾏了熱烈的交流。 隨著台灣精準醫學計畫的持續推進,期待未來能有更多跨學科合作的研究成果,並真正落實 「對的藥給對的⼈」 的精準醫療願景。