基因線上專刊 5月號/2019

封面故事

定序技術知天命：DNA定序五十週年回顧與展望

孔子曾經說過：「吾十有五而志於學，三十而立，四十而不惑，五十而知天命……。」所謂「知天命」一詞有眾多解讀，而其中一項是指人活了五十年，對天地的法則有更深刻的理解，也能知道自己的角色、限制、和使命所在。人既如此，科學技術亦然：回顧DNA定序技術，華裔分子生物學家吳瑞與其實驗室團隊在1970年於美國康乃爾大學發展出以互補序列引子搭配帶有放射標記之核苷酸的DNA定序技術，並成功驗證這項技術可用以於定序任何DNA序列。七年後，英國分子生物學家Fred Sanger就以這項技術為基礎，發展出更快速的定序方式，並因此獲得1980年諾貝爾化學獎的殊榮。

在2003年，人類全基因體定序的確認序列被發表，共費時13年，與定序相關的直接花費高達10億美元左右，而總計畫費用則為27億美元。在此之前也有許多其他物種的基因體陸續完成定序，這些都是用Sanger定序技術完成。不過Sanger定序的耗時耗錢已明顯限制定序技術的發展空間，因此新一代的定序技術 (NGS) 逐漸崛起。

在2020年，DNA定序技術將正式邁入50週年，但這是否意味產業已經成熟，後續發展將會受限？答案是否定的，目前第三代DNA定序技術也正如火如荼在開發，以「奈米孔定序（nanopore sequencing）」和「單分子即時定序（single molecule real time sequencing, SMRT）」的進展最快，另外，目前也有以質譜儀或是電子顯微鏡直接判讀DNA片段上的鹼基等方式正在實驗階段，未來發展令人期待。隨著DNA定序技術邁入知天命之年，相信其效率、準確性、和應用會愈來愈進步，甚至會超越現有的想像；其中的各種創新和投資機會，正靜待有心人去探索和發掘。國際趨勢

本期國際趨勢收錄了最新 MEDTEX 亞洲醫療科技創新論壇的亮點報導，來自全球頂尖CEO的精彩跨界對話，點出醫療健康未來五年大預測。以及數位醫療生態觀察專題，探討尖端科技為醫療帶來的革新轉變，如ICT結合醫院打造全球領先的智慧醫療系統、區塊鏈於醫療資安上的應用、CRISPR創新應用做基因的搜尋引擎等，精彩回顧完整收錄。

為綜觀全球最新癌症研究進展，基因線上特派記者亦參與 2019 AACR (American Association for Cancer Research)年會，並於特刊中收錄現場直擊報導，快速掌握今年癌症研究及治療最新進展。

此外，中國擴大佈局未來精準醫療市場，在基因定序產業上展現雄厚企圖。「第一屆海峽兩岸臨床精準醫療高峰論壇」重點報導，呈現兩岸院長、院士們對談精華，帶您一覽兩岸精準醫療趨勢。

其他精彩篇章帶您窺探有趣的生醫產業：包含探討真實世界證據如何降低臨床試驗成本、成為加速藥證審核的重要推手；且看AI如何為精準農業開道；以及運用基因體學、蛋白質體學找出創作世界文化遺產的史前藝術家，更多有趣、有深度的主題，請鎖定基因線上。

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編者的話

基因定序

基因定序產業，即將邁入50週年，走過半世紀的基因定序，從研究技術蛻變成為產業支柱，更成為精準醫療的重要推手。本次基因線上規劃基因定序專題，回顧基因定序的發明起源，一路走過50個年頭，從基礎研究工具，成為產業熱點。除了詳細整理目前熱門的NGS定序技術，以及百家爭鳴的產業戰國時代，更納入最新穎的定序進展及應用。此外，在定序技術不斷演進之際，促成定序周邊產業的興起，使得周邊解決方案蓬勃發展，比如ctDNA的捕獲與擴增、WGA、罕見細胞（rare cell）或單細胞（single cell）的基因體定序等，更增加了定序技術應用的豐富度。為延續及突破定序極限，第三代定序及第四代定序亦逐步發展中，是否會帶來令人驚豔的成果？讓我們拭目以待。

配合基因定序專題，本期基因線上特別專訪「基因定序之父—陳奕雄博士」，與他暢談其開發出自動化定序儀的過程，在人類掌握了基因密碼後，開啟更多可能性，比如癌症分子分型趨勢等，而人類又該如何面對精準醫療時代的挑戰呢？請見陳奕雄博士的深度對話。

在定序產業蓬勃發展之際，所需要的是來自資訊分析、大數據的技術支持，以及正確、適當的數據來源，才能將龐大的數據轉變成為有價值的金礦。本次基因線上特刊中，美國哈佛醫學院（Harvard Medical School）的 Dr. Alireza Haghighi 特地跨洋與我們分享新型態資料分享策略—群眾外包（Crowdsourcing），並將其應用到改善醫療診斷、疾病管理以及疾病治療上。

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雜誌目錄

國際趨勢 Global Trend

2 MEDTEX 亞洲醫療科技創新論壇

醫療健康未來五年大預測

Medical Health Trends to Watch in the Next 5 years

7 數位醫療生態觀察

尖端科技為醫療帶來的革新轉變

Observations of Medical Healthcare’s Ecosystem

How to Implement AI Technology to Improve Medical Efficiency

38 2019 第一屆海峽兩岸

臨床精準醫療高峰論壇重點報導

61 Top Stories from AACR 2019

基因定序 Gene Sequencing

13 定序技術知天命：DNA 定序五十週年回顧與展望

DNA Sequencing Technology Finds Its Destiny：A Perspective on 50 Years of

Sequencing Technology and Beyond

21 走過半世紀的基因定序

從研究技術蛻變成為產業支柱

Half a Century of Gene Sequencing From Research Technology to Pillars of Industry

29 Crowdsourcing, a Novel Data Sharing Strategy to Augment Patient Care

Interview with Dr.Alireza Haghighi at Harvard Medical School

人物觀點 Feature

35 基因定序之父-陳奕雄博士專訪

基因解碼後精準醫療時代的挑戰

Father of Gene Sequencing, an Interview with Dr.Ellson Chen

Challenges in the Precision Medicine Era after Deciphering the Human Genome

功能醫學 Functional Medicine

51 專訪功能醫學研究所

創辦者 Jeffrey Bland 博士

A Novel Concept of Medical Treatment：Interview with the Pioneer in Functional Medicine,

Dr.Jeffrey Bland

56 專訪 Metagenics 總裁兼執行長 Brent Eck

Gearing towards a Functional Medicine Driven Therapeutic Ecosystem An interview with

Brent Eck, CEO of Metagenics

產業動態 Industry News

41 Tecentriq/Arbaxane Combo Becomes the First FDA Approved Immunotherapy Regimen for

Breast Cancer Treatment

49 真實世界證據

降低臨床試驗成本加速藥證審核的重要推手

The Cost Effective Way to Accelerate Drug Review Process：Real World Evidence

67 CRISPR 專利共享時代搶救基因編輯大金礦

The Battle or CRISPR Patent Snatch the Genetic Editing Treasure

69 台灣種豬基因體定序奇緣

基因定序先鋒＋AI 助攻為精準農業開道

The Story of Taiwan Swine Genome Sequencing：DNA sequencing ＆ A.I. help to clear the

path of precision agriculture

產胎醫學 Fetal Medicine

43 產前篩檢大躍進婦科篩檢邁向精準醫療

The Leap of Prenatal Testing - Gynecology Screening Move towards Precision Medicine

第三代定序 Non-PCR Sequencing

46 跨越「次世代」的鴻溝 Oxford Nanopore

定序技術應用研討會

科技新知 Technology

11 基因編輯新篇章首位患者已進入 CRISPR 臨床試驗

66 CRISPR Scientists Seek a Moratorium on Heritable Genome Editing

73 創作世界文化遺產的史前藝術家

75 八種遺傳字母 DNA 誕生生命遺傳系統將改寫

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