泰莱生物：用多组学技术探知生命复杂变化

多组学技术是平台性的技术，适用分析的病症和潜在的应用场景都很多，而不仅限于传统的临床应用。

多组学技术是什么？

泰莱生物医学研究与拓展副总裁钟晟博士做了一个简单的描述，“多组学是一个涵盖了多个生物信息维度的全新概念，包含了DNA、RNA、代谢小分子、蛋白质、人体微生物组等巨量的生物信息，通过生物信息学、计算科学的方法找到这些信息间关联的技术，就是多组学技术。”

从“传统医学”到“多组学+AI”

在钟晟博士看来，从古代人类比较朴素的医学到包含多组学技术在内的现代生物医学，其实就是医学“由表及里”、“从宏观到微观”的发展过程。

中医的“望闻问切”，其实就是通过患者的症状、表现、脉搏等“外在”信息了解其患病的情况；后来，解剖学的出现标志着人类的医疗技术开始进入到人体内，达到器官、组织的水平。之后，虎克发明了显微镜，人类随之又进一步在细胞水平开始探索；再后来，伦琴射线的发现不仅支撑了放射学的产生和发展，同样也催生了射线晶体学，这标志着人类开始掌握分析高度复杂的生物分子的工具，同时这也是分子生物学的萌芽；直到上世纪中叶，DNA分子双螺旋结构的发现，分子生物学开始进入了快速发展期。而过去的10-20年间，随着高通量测序、质谱和计算科学等多方面技术的高速发展，基于高通量复杂生物分子图谱分析的多组学技术得以发展和成熟，开始逐渐进入到临床应用阶段。

“泰莱生物是专注多组学生物技术研发与应用的公司，我们的首席科学顾问及联合创始人、斯坦福大学的遗传系主任Snyder教授就是世界上最早开始研究人类多组学技术的领先学家之一。”钟晟博士说道，“基于多组学和计算技术，我们可以找到人类患病的因果机制，进而研发出具有针对性的检测和治疗技术。”

虽然多组学技术给人类的健康带来了巨大的福音和希望，但另一方面，其面对的难题也是十分棘手的。其中的一个重要难题就是，如何面对堪称“浩瀚”的信息量。如果将生物信息和计算机信息做类比的话，计算机是二进制，DNA则是四进制，而蛋白质更是达到了二十进制。这也就意味着，多组学技术在整合多维度信息的同时，所获得的信息量也是极其庞大的。钟晟博士做了一个比喻，“仅一个细胞的DNA信息量，就足以和2000部高清电影的信息量相媲美，对传统计算机的存储和计算量来说，任务可谓相当艰巨。”

图 | 泰莱生物医学研究与拓展副总裁钟晟博士

国家生物医学材料工程技术研究中心与泰莱生物有长期深度的联合研究开发合作，中心的张华博士还强调，“因为人体内是一个动态的环境，不同时间、状态下的信息都是不同的，例如摄取糖分、便秘等，甚至你咳嗽几下，都会对生物信息产生一定的影响。所以，想要找到所需的针对性信息，其实是一个巨大的挑战。”

泰莱生物通过融合使用人工智能和生物材料技术这两种前沿的“硬科技”，很好地解决了这一问题：生物材料技术大幅提升获取有效生物信息的能力，人工智能技术大幅提升信息处理分析的能力，对多组学信息进行冗余筛选及快速分析，从而实现对复杂病症的筛查、辅助诊断等功能。

图 | 国家生物医学材料工程技术研究中心副研究员张华博士

精准诊断，快速出结果

以肿瘤筛查为例，泰莱生物联合国家生物医学材料工程技术研究中心，研发了独有的生物材料和样本制备技术。在对血液样本进行质谱检测时，这项技术可以改变质谱仪的激光作用于分析样本上的强度与分布，从而能够有选择性、且极大幅地提升了信号灵敏度和检出限。这也意味着，传统方法检测不出来的物质及信息将会被挖掘出来。检测出包含肿瘤信息的生物数据后，再使用独有的生物信息分析技术和人工智能技术，针对数百个参考生物标志物的组合，快速分析得出检测结果。

对于健康人群的肿瘤早期筛查，张华博士还进一步阐述了多组学技术的优势，“传统的核磁共振、肠胃镜、CT等医院常用诊断手段或‘金标准’检测手段，存在耗时、繁琐、侵入性强、费用高等问题，在当前的医疗环境下，几年内无法实现对大规模人群的肿瘤早筛普筛。传统的血液肿瘤标志物检测虽然便利，但又存在准确率低、漏检率高、假阳假阴高等问题，也不能用于肿瘤早筛。

泰莱生物为检测者提供的泛癌种风险评估产品，采用非侵入式检测方式，覆盖中国最高发的前十数种癌症。在保证检测特异度大于98%的情况下，对产品覆盖的肿瘤类型达到92%以上的检测灵敏度。另外，实验室对样本检测处理通量很高、可实现自动化处理等特点，都是针对以往技术手段和行业难点的定向突破。”

更值得一提的是，泰莱生物的多组学技术除了可以应用于健康人群的肿瘤早期筛查、糖尿病、心血管疾病等疾病的筛查和诊断之外，还能够在复杂疾病用药指导、重症复发监测等重要的临床应用场景中发挥重要作用，且具备无创、动态、可及性强、实时性高等特点。也获得了合作的众多临床医生和数家一线药企的一致肯定。

“目前，我们已与复旦大学附属中山医院等全国多家一线的三甲医院展开深度合作，医院方面为我们提供了大量的样本，更多临床医学专家会参与到项目中来，最大程度保证多组学技术的临床应用效果。”钟晟博士介绍道。“举个例子，比如近几年广受关注的肿瘤创新药PD-1抑制剂，尽管疗效卓著，但还是存在低响应率和超进展等问题。泰莱生物运用多组学技术，通过研究分析该类药物在大样本用药病患中的多样性， 预测药物治疗的效果，比如患者用药的疗效会如何、是否会有不良反应，以及愈后的监测，何时可以停药等等。”

健康筛查、临床应用、科研与产业化的多层次联动

针对公司整体的发展方面，钟晟博士也做了进一步的解析：

一、与医院的多层次深度合作。泰莱生物已经在复杂疾病辅助诊断、用药指导和复发监测三大临床场景下，分别和上海的中山医院、华山医院、长海医院，北京的中国医学科学院肿瘤医院，以及四川的华西医院等十数家国内领导级三甲医院一起，合作建立了近20条研发管线，从科研到临床应用技术开发，充分融合临床医学专家和泰莱科学、产业团队的力量，实现多层次的优势有机合作。

二、大规模人群筛查。针对大规模人群筛查市场，泰莱生物主要和大型保险公司、体检机构、专业医学检验所以及新型连锁诊所等专业机构合作，力图帮助其受试用户尽早发现病症、尽早治疗。同时，通过这些市场端的工作，获得更大量的，远超任何单一机构的真实世界数据，建立更高标准的人类分子数据库。

随着生物医学技术、计算机技术的发展，“多组学+人工智能”这一全新组合已逐渐走到了临床应用的阶段。“在可见的未来，基于多组学技术的产品将会在疾病早筛、用药指导、治疗建议等众多场景中扮演举足轻重的角色。”钟晟博士总结道，“多组学的时代虽然刚开始，但其必定会是人类生物医学史上一个里程碑式的重要阶段，它将引领我们走进生命现象最神秘的核心地带。”

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