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【高速运算应用-学研之星】国网中心HPC建构研究坚实地基 中研院抗癌技术获全球医学重视

中研院化学研究所所长陈玉如(前排左2)与团队伙伴

癌症长年威胁人类生命,其治疗与预防成为全球医学领域的重点,由中研院化学研究所陈玉如所长所带领的台湾癌症登月计划团队,专注于肺癌与乳癌的治疗和预防,希望透过次世代定序(Next Generation Sequencing;NGS)和蛋白质体质谱所产出的巨量数据,结合病人临床与资料科学的算法,探讨癌症发生的机转,藉此开发癌症药物标的与检测标记以及未来癌症预防的策略,由于深度蛋白基因体的数据量庞大,一般运算系统无力负荷,国网中心的TWCC高速运算平台填补此一缺口,让计画顺利推动。

陈玉如所长进一步介绍该团队的研究计画。她指出此计画针对国人好发癌症(如肺癌、乳癌),锁定早发性罹癌、早期复发及抗药性之临床未满足需求,4年分析共600名癌症病人的组织之基因体变异及其转译异常之蛋白体及讯息传递磷酸化变异,并集成临床资料,以建置台湾第一个「癌症多体学巨量大数据库」,进而从生物信息探勘系统勾勒出开发不同肿瘤亚型及新治疗标靶之蓝图。

由于病人检体个体差异性极大,且于检体离体后保存条件更是关键,大量分析病人检体的高质量蛋白基因体数据也是分析挑战,因此该团队建立临床检体高质量控管允收标准流程、国际标准化之高效能蛋白基因体技术平台、蛋白体定量自动化分析软件、结合临床收案资料及蛋白基因体大数据之管理系统等多项技术平台,克服其分析困难度,将来可广泛应用于其它临床医学研究中。

利用团队所建立的突破性技术已建立数百例病人大数据,并完成120名肺腺癌病人之集成性蛋白基因体分析,为第一个百位东亚肺癌病人之深度蛋白基因体暨磷酸化蛋白体的大数据,这些发现解析了非吸菸肺癌的成因及进展。陈玉如所长表示,此分析主要有四大项突破:首先是发现台湾族群的肺癌病人基因体,具性别与年龄独特体细胞突变。其次是发现台湾年轻肺癌女性病人具有特征突变好发率;并监定内源性与环境致癌物诱导基因突变印记和其潜在致癌因子与机转。第三是监定早期病人具有晚期病征之新亚型,且发现不同EGFR亚型病人在早期即具有差异性。第四,蛋白体分群亚型揭露早期肺腺癌肿瘤进展的候选标记与用药指标。

此成果已发表于顶尖期刊Cell,并获选为封面故事(论文全文连结),其成果及研究模式也吸引海内外癌症医学研究团队讨论合作,并受邀于国际重要的研讨会担任当大会主讲人,能提升台湾的国际能见度。此外,该团队也积极链接产业,目前有数项已签订或规划产学合作或技转。

对此计画的丰硕成果,团队主导大数据集成的陈璿宇副研究员指出TWCC台湾AI云扮演了关键助力。他指出计画建立深度的各种多体学数据,其数量非常庞大,一般研究团队难以承担其储存与运算资源负荷,TWCC平台与储存设备,让团队能实时运算这些巨量数据,在竞争激烈的蛋白基因领域,大力提升团队竞争力及台湾能见度。

陈玉如所长进一步表示,巨量数据的收集、计算与应用是目前全球科学研究与商业应用的趋势,因应数码数据的时代,国家需要大力支持国网中心建构运算平台与扩增储存设备,国内产官学研等单位才有机会在竞争激烈的国际舞台脱颖而出,甚而保持领先地位。因此除了起始建置经费外,她也期望国家能持续给予国网中心稳定的策略发展与营运经费,让国网中心可以持续成为台湾产学研究的稳固地基。


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