上週翻完了美國創新領域專家Alec Ross所寫的《未來產業》，開啟了我對未來生技、基因科技的想像，再加上已經讀兩個多月還沒讀完的《大演算》一書中，也一再提到演算法在癌症治癒上的應用。即便腦中一團亂，但看在生物科技絕對是未來趨勢的情況下，還是硬著頭皮把這些觀點做些整理。
過去半世紀以來，我們目睹生命科學出現了前所未有的進步，人們也因此活得更久、更健康。然而，這些進步與未來的基因科技相比，可說是不足為奇。你能相信嗎？在未來，癌症病患將能擺脫化療，準確地至癌細胞於死地，人們將不再飽受癌症之苦。
癌症的源起
所有的癌症都是因DNA受損而起。這些損害也許是天生基因注定，也許是隨時間自然受損，亦有可能是由菸害環境引起。一旦DNA突變，這些不健康的細胞若沒有自然死去，就會開始生長，癌症也因此誕生。
想治療癌症是很困難的，因為癌症並不算是一種疾病，而是許多病症的轉移。也因此，每ㄧ個癌症都不相同，並沒有單ㄧ藥物，可適用所有癌症。抗藥成功的的癌細胞，會經過物競天擇演化，再擴散到病人全身。因此，對某些病患而言是有效的藥物，很可能只對5%的患者有效。
基因定序
癌細胞可能是由各種意想不到的原因而生成，所以要殺死癌細胞，最可靠的方法就是進行其「基因組測序」，找出哪些藥物可以在不傷害好細胞的情況下對抗它，並阻止其複製，而不像傳統化療般會傷害到所有細胞。也就是說，從病人的基因組和病史，專門設計出一種新的抗癌藥物。
基因定序（gene sequencing）已成為一種典型的基因檢測，可以幫助判別好壞細胞之間的差異及基因組合，甚至可學習去預測哪些藥物將可有效對抗哪些癌症基因。然而，由於預測過程過於複雜，包括要全盤了解病人的病史、癌症基因組，病患基因組、藥物副作用等，幾乎沒有醫生可以完全掌握。因此，若能透過適切的機器演算法來進行運算，治療癌症將指日可待。不過，現今的演算法都還無法達到這樣的標準。
想藉由演算法去學習哪些藥物可以有效對抗哪些突變，需要患者的資料庫、癌症基因組、以及病患對藥物治療的成果，進而從中找到基因與藥物之間的一對一對應關係（A基因–>B藥物）。然而，光人體細胞的23對染色體中就承載2萬多個基因，因此唯有將「大演算」應用於大量的患者和藥物資料，並結合從生物醫學文獻中所挖掘的知識，才能稱得上是完整的癌症解決方案。
目前，科學家發明了「液態切片」（liquid biopsy），人們可以藉由驗血，偵測血液中是否存有腫瘤DNA，即使只有極小的數量都難逃法眼，希望能在癌症發展初期、甚至還沒出現任何症狀時就被發現。只要將檢體放入定序機，機器會默默攪動，直到DNA的每個片段變成數千億位元組的數據。
藥物核准速度的兩難
然而，就目前看來，即使定序找出了有害的遺傳突變，往往還是無藥可醫，因為醫學界尚未針對特定問題研究出特定療法，碰到罕見突變時更是如此。也就是說，我們當前的藥物開發流程還跟不上基因體科技的發展速度。
當一款具有潛力的新藥在實驗室被證實有效後，還得經過藥理、毒理測試確保安全性，再進入鼠、狗、猴等動物體內試驗。這還沒有完，接著還得經歷人體臨床一期、二期、三期試驗，看看人類適不適用。所有關卡通過後，新藥才能正式上市。而這前前後後，平均就耗費了五至十年。因此，值得我們思考的是，在基因科技快速發展下，我們是否該加速藥物開發流程，讓病患多一些生存機會（但可能有副作用）？亦或是遵從既有流程，以確保藥物品質？
市場應用
2015年初，歐巴馬總統提出了「The Precision Medicine Initiative（精準醫學計畫）」，宣布美國政府將投入2億1千5百萬美元，發展根據個人遺傳體質和腫瘤特性量身打造的「精準醫療」，計畫招募百萬志願者，從他們的遺傳資訊、檢體、生活方式來評估各種疾病發生的風險。
生物學家沃格斯坦（Bert Vogelstein）曾說：「人類DNA鹼基對定序一定會在二十年內變得稀鬆平常，現在費用接近1,000美元，在二十年內，費用一定會大幅降低，遠低於1,000美元。今天技術已經不成問題了，只是還沒有辦法擴大嘉惠數十億人，但二十年後一定辦得到。」未來，只要檢查的價格下降到一定程度，一般人的年度健檢項目都將包含這種偵測癌症的血液檢查。
基因篩選的後果
自從孟德爾（Gregor Mendel）在十九世紀中葉發現遺傳的基本定律以來，基因體研究一直進展快速。然而，隨著基因科技日益精良，也將會衍生出新型態的問題。例如，我們將能在胎兒出生前，掌握胎兒所有的遺傳特性，包括未來會長多高、容易生什麼病……等等。在這樣的情況下，基因科技將可能改變演化慣性，使「訂製嬰兒」成為極具爭議性的問題。另一方面，基因科技的發展，亦可能使得人們越來越不注重飲食、環境和生活型態，繞了一圈，同樣會傷害DNA，引發癌症。
中國生技發展現況
在人類基因體定序的15年長跑中，中國逐漸冒出頭來，取得領先地位。北京華大基因研究中心（Bejing Genomics Institute；簡稱BGI）目前已成為全球規模最大的基因體研究中心，擁有的定序機數量超出美國所有定序機的總和。過去十年來，美國研發經費占全球比例從37％下跌到30%，中國所占比例則從2%躍升到14.5％。過去中國未能在網路發展初期取得領先地位，現在許多中國最有權勢的領導人都認為，基因體科技將創造下一個兆元產業，而他們也決心取得領先地位。
台灣生技發展現況
2009年，政府推出「生技起飛鑽石行動方案」，以成立食品藥物管理署（TFDA）、成立生技創投基金、成立生技育成整合中心、成立國家生技園區等四大支柱為主軸。如今看來，四大主軸皆已完成，如2010年TFDA成立，國家生技園區也落腳南港202兵工廠等。
然而，在創投部分，雖然設立了生技創投公司TMF（Taiwan Medtech Fund），但在推動過程中，卻面臨政府層層限制，包括生技創投公司只能設在台灣，因而無法引進外國資金，再加上國發基金的投入也從原本的四成縮至兩成，資金不足下，TMF公司最終也無疾而終。《未來產業》的作者告訴我們：「要創造生命科學的重大突破，有三個重要條件：卓越的科學家、充裕的學術研究經費，以及能將學術研究商品化的創投市場。」顯然台灣雖有一流的醫學人才，但在創投資金領域還是無法到位。
此外，在基因科技方面，台灣在2003年由中研院院長李遠哲成立基因體中心，並指派翁啟惠為首任主任。然而，台灣在生技領域的法規推動並不順暢。生技產業要能發展，只有在非常注重法規、法治的國家才有辦法。政府應努力鬆綁，建立起台灣的biobank（生物資料庫），才能讓生技發展更快速，達到真正的精準醫療。
結論：早睡早起身體好
人類基因定序催生了個人化醫療趨勢，延長了人類壽命，也帶動相關生技產業佈局與投資熱潮，但卻也讓我們的生命變得更加複雜，得面對更多的倫理上的抉擇。無論你的看法如何，筆者最後只想提醒大家：「在研究完基因定序後，我發現癌症的生成實在太可怕了，大家一定要早睡早起、正常作息啊！看完這篇文章就快去睡吧，希望我們都能健健康康der。」
參考資料
科學人雜誌，2006，1000美金解開你的基因，http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=featurearticles&id=802，最後搜尋日期：2017年1月7日。
陳皓嬿，2016，《台灣生技產業是從哪裡開始的？ 李國鼎與1982年的那場研討會》。新北：聯合報系。
陳中庸、蔡世峰。基因體定序之現況與展望（Current Status and Perspective of Genome Sequencing），http://bc.imb.sinica.edu.tw/images/biotech/14_16.pdf，最後搜尋日期：2017年1月7日。
張正苓、胡玉城（譯），2016。Pedro Domingos著。《大演算：機器學習的終極演算法將如何改變我們的未來，創造新紀元的文明？》(The Master Algorithm: How the Quest for the Ultimate Learning Machine Will Remake Our World)。台北：三采文化。
齊若蘭（譯），2016。Alec Ross著。《未來產業》（The Industries of the Future）。台北：遠見天下文化。
謝柏宏，2016。《楊泮池：生技要從個人化醫療趨勢談起 在對的時間選對的藥 給對的病人》。新北：聯合報系。
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