生物样本存储能力达到1000万份

前天举行的2021上海“芯”医学高峰论坛上，上海张江生物银行二期正式启用。上海张江生物银行总投资近1亿元，是获得国家人类遗传资源行政许可的国内最先进第三方生物样本存储机构。项目二期启用后，张江生物银行将具备1000万份生物样本存储能力，实现生物样本库全自动、智能化、专业化的安全管理。

3至5年国内建数十家分行

上海张江生物银行于2016年8月获批，由张江管委会立项，生物芯片上海国家工程研究中心旗下上海芯超生物科技有限公司承建，是大型医院、高校与医学院的重要样本保存库、备份库，也是医药企业样本的储存中心。2017年10月，张江生物银行一期工程启动，2019年获得科技部人类遗传资源管理办公室的行政许可，成为支撑药物研发、临床诊疗技术研发、健康研究与产业化的重要平台。截至2020年底，生物银行样品信息达75338条，样品源信息7091条，出库信息9367条。

新落成的张江生物银行二期样本存储中心、细胞中心和运营中心总面积超2500平方米，设计存储能力超1500万份样本，在一期项目的基础上，储存与服务能力有巨大提升。张江生物银行采用国际一流的软硬件与管理标准，打造更加安全的智能化、信息化运营体系，有望成为全国最重要的生物样本资源储存中心。未来3至5年，国内将建成数十家上海张江生物银行分行。

精准医学向数字医学发展

生物银行是实现精准医疗的重要基础设施之一，上海生物芯片有限公司（生物芯片上海国家工程研究中心）负责人介绍，精准医疗是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，精确寻找疾病原因和治疗靶点，以实现疾病和特定患者个性化治疗为目的。数据显示，2019年全国精准医疗市场规模超600亿元，到2022年有望突破千亿元。“十四五”期间，我国精准医疗行业将在政策、技术、市场需求、资本等多方合力推动下快速发展。

近年来，人才涌入和金融加持掀起精准医疗商业化、产业化的热潮，但产品转化与产业化进程依然较缓慢。如何释放商业价值、将潜力转化为现实成果，是当前行业发展亟待探讨的话题。

在以“从样品到产品的转化研究与精准医疗”为主题的上海“芯”医学高峰论坛上，中国工程院院士、生物芯片上海国家工程研究中心专家委员会主任杨胜利表示，随着大数据分析、人工智能等新一代信息技术的兴起，精准医学可以向数字医学发展。“我们要通过组学平台，研究基因、环境、表型三类大数据，最终建立数字人模型。”杨胜利院士说，“目前，我们已基本完成解剖学数字人模型，未来还需建立生理学、组学、类脑等领域的数字人，为精准治疗提供更精确的数字化地图。”

新药研发速度将大幅提升

以谷歌AlphaFold（阿尔法折叠）为代表的蛋白质三维结构预测系统，也值得我国科技界关注。“没想到AlphaFold发展得这么快，估计很快就能进入商用阶段，用于新药研发。”杨胜利说。

据介绍，蛋白质由一系列氨基酸折叠而成。氨基酸线性排列成一条长链，把它放到水里，整条链会在微秒至毫秒内折叠成一个稳定的三维结构。氨基酸长链如何自发地折叠成三维结构，是一个长期困扰科学界的问题。对科学家来说，测定氨基酸序列相对容易，但解析蛋白质结构的难度很大，因为蛋白质结构取决于几千个氨基酸各个原子间的相互作用力。根据已知氨基酸序列，用计算机预测蛋白质结构的运算量，连超级计算机也很难承受。如今，人工智能系统AlphaFold已能根据氨基酸序列，准确预测蛋白质结构。

这意味着，新药研发速度有望大幅提升，因为小分子化学药的作用靶点大部分在蛋白质上，这类药物的研发离不开蛋白质结构解析。过去，生物学家用X光晶体衍射、冷冻电镜等设备测定蛋白质结构，耗时长、难度大。如果人工智能系统成为主角，解析结构的时间将会明显缩短。

杨胜利认为，从大数据采集到数据标准化，再到人工智能辅助研发新药，这是数字医学研究的一种模式，将对精准医学未来发展产生深远影响。