大數(shù)據(jù)時(shí)代下生物信息技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景

陳煜隆 丁晨陽(yáng)

摘要：在信息時(shí)代下，大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)諸多行業(yè)帶來(lái)了沖擊和革新，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能夠提升基因組測(cè)序技術(shù)的研究速度，并降低相關(guān)技術(shù)使用成本，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)技術(shù)有著重要的應(yīng)用。本文主要分析了大數(shù)據(jù)時(shí)代下，生物信息技術(shù)在藥物研發(fā)、基因生物學(xué)以及臨床中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);生物信息技術(shù);生物醫(yī)藥

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，生物醫(yī)藥領(lǐng)域也開(kāi)始應(yīng)用數(shù)碼傳感器測(cè)試和傳遞研究中所需要的數(shù)據(jù)信息，加之計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算能力的增強(qiáng)以及網(wǎng)絡(luò)信息傳輸能力的增強(qiáng)，相關(guān)研究數(shù)據(jù)和成果獲得的速度明顯加快，而科研成本也隨之降低，加速了生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究。例如：過(guò)去進(jìn)行基因測(cè)序往往需要花費(fèi)上億美元的經(jīng)費(fèi)，而如今隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展，只需幾千美元即可完成基因測(cè)序，使生物醫(yī)藥領(lǐng)域在研究的過(guò)程中能夠采集更多的樣本進(jìn)行分析。除此之外，生物信息技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)以及臨床治療過(guò)程中也具有廣闊的應(yīng)用前景。

一、生物信息技術(shù)在藥物研發(fā)中的應(yīng)用前景

（一）生物信息技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的西藥研發(fā)過(guò)程中，往往是以單向靶點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行藥物研發(fā)的，而這研發(fā)方式如今受到了一定的阻礙，這主要基于人體以及其他生命的各個(gè)身體組織和器官之間是一個(gè)完整的系統(tǒng)，組織器官之間是存在聯(lián)系的，因此人體在患病時(shí)，出現(xiàn)問(wèn)題的可能不止是一個(gè)組織器官，而可能是多個(gè)組織器官，因此在面臨這一類疾病進(jìn)行藥物研發(fā)的過(guò)程中，傳統(tǒng)的單向靶點(diǎn)研究存在較大的局限性，在這樣的背景下，應(yīng)用生物信息技術(shù)能夠?qū)⑾嚓P(guān)疾病情況通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)建立相關(guān)模型，構(gòu)建疾病網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)以及藥物網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。

（二）生物信息技術(shù)在分子對(duì)接方面的應(yīng)用

在現(xiàn)代藥物研究的過(guò)程中，往往是基于藥物作用的靶向進(jìn)行研發(fā)的，而通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物藥物的靶向分子對(duì)接分析和預(yù)測(cè)，從而幫助相關(guān)藥物研發(fā)人員匹配適宜的分子結(jié)構(gòu)尋找潛在藥物，從而大幅縮短藥物研發(fā)所需要耗費(fèi)的時(shí)間。

二、生物信息技術(shù)在基因生物學(xué)中的應(yīng)用前景

（一）生物信息技術(shù)在致病基因通路中的應(yīng)用

在過(guò)往的臨床疾病研究以及基因研究表明，人體患上某一疾病與其家族遺傳有著密切的聯(lián)系，因此對(duì)致病基因通路進(jìn)行研究非常關(guān)鍵。目前已知影響人類患上重大疾病的基因有多個(gè)，這些患病基因作用的時(shí)間和作用的位置可能并不相同，而應(yīng)用生物信息技術(shù)能夠幫助科研人員找到致病基因作用的時(shí)間范圍以及致病基因如何在人體器官進(jìn)行作用，從而對(duì)存在相關(guān)致病基因的患者進(jìn)行針對(duì)性治療，幫助患者恢復(fù)健康。

（二）生物信息技術(shù)在相似基因序列研究中的應(yīng)用

在基因工程中一個(gè)重要的人物就是尋找人體基因之間的相似性和差異性，并通過(guò)對(duì)相似性和差異性的分析和對(duì)比找出生物個(gè)體和遺傳疾病之間存在的差異，幫助人類找出更多的致病基因片段，并對(duì)此加以研究，這對(duì)于預(yù)防和治療人類疾病具有重要意義。

三、生物信息技術(shù)在臨床中的應(yīng)用前景

（一）生物信息技術(shù)在致病基因關(guān)聯(lián)性分析中的應(yīng)用

在臨床治療過(guò)程中，醫(yī)生首先需要診斷患者的病情，而對(duì)患者病情的診斷一方面需要借助現(xiàn)代化科學(xué)儀器進(jìn)行檢測(cè)，另一方面家族遺傳史，即遺傳基因方面也是醫(yī)生診斷患者患病情況的一大依據(jù)，因此對(duì)患者進(jìn)行全面的信息分析有利于對(duì)患者病情進(jìn)行診斷。同時(shí)在患者病情診斷后，醫(yī)生需要對(duì)患者患病成因進(jìn)行分析，通過(guò)全方位詢問(wèn)患者的飲食習(xí)慣、生活習(xí)慣以及心理狀態(tài)等因素，并對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行記錄，通過(guò)指導(dǎo)患者遠(yuǎn)離致病因素來(lái)緩解患者的病情。同時(shí)對(duì)患者相關(guān)信息數(shù)據(jù)的搜集，進(jìn)而形成一個(gè)大數(shù)據(jù)庫(kù)，也有利于醫(yī)生以及相關(guān)研究者使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)患者數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入挖掘，找出更多有價(jià)值的信息，并應(yīng)用到臨床治療中。

（二）生物信息技術(shù)在提高診斷準(zhǔn)確率方面的應(yīng)用

人體的疾病往往存在多個(gè)發(fā)病階段，而某些疾病的發(fā)病階段之間的臨床表現(xiàn)和臨床癥狀可能存在高度的相似性，此時(shí)醫(yī)生可能會(huì)出現(xiàn)誤診情況，這無(wú)疑會(huì)耽誤患者病情，不利于其病情的治療和恢復(fù)，而通過(guò)應(yīng)用生物信息技術(shù)，則能夠從數(shù)據(jù)方面更加客觀地分析評(píng)價(jià)患者的相關(guān)檢測(cè)結(jié)果，為醫(yī)生的診斷提供參考，進(jìn)而幫助提高醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確率。

（三）生物信息技術(shù)在患者病情預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用

在應(yīng)用生物信息技術(shù)的過(guò)程中，醫(yī)院能夠?qū)⑼活愋偷牟±闆r整理成為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)相關(guān)病例數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出每一類型疾病發(fā)展的共性規(guī)律，而這能夠幫助醫(yī)生在臨床治療過(guò)程中對(duì)患者的病情進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，除此之外，還能夠依據(jù)患者的醫(yī)療圖像以及對(duì)基因序列等方面的檢測(cè)找出患者患病成因以及患者可能存在的藥物不良反應(yīng)。

四、總結(jié)

大數(shù)據(jù)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助生物醫(yī)藥對(duì)人體較為復(fù)雜的患病成因進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷，還有助于拓寬新藥研究思路并加快新藥研發(fā)周期，除此之外，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠?qū)^(guò)去無(wú)法深入挖掘的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深度分析，找出其中潛在有價(jià)值的信息，從而推動(dòng)臨床醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)藥研究以及生物基因研究獲得進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張大璐，李萍萍，潘子奇.生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)：發(fā)展現(xiàn)狀與政策建議[J].中國(guó)生物工程雜志，2019，39（12）：110-115.

[2]吳永英，徐德昌，王專，王榮春，張喜林，王立群.生物信息學(xué)及其在新藥發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用[J].生物信息學(xué)，2005（02）：89-92.

[3]王玉梅，王艷.國(guó)外生物信息學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)分析[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2002（06）：83-85.

（上海健康醫(yī)學(xué)院?上海?201318）