作者:張凱迪/有勁生物科技

 

  隨著NGS在醫療檢測上的應用越來越廣泛,大量例行性的數據分析讓許多定序中心與醫療檢測等單位面臨資料分析承載力與儲存資源不足的窘境。本文以美國食品藥物管理局(FDA)為其資訊運算設備所設計的分析環境(High-Performance Integrated Virtual Environment; HIVE)為範例 1 ,來作為成立NGS大型計畫時需要考量哪些因素的參考。整體來說,一個靈活彈性化的計算環境必須能夠解決以下幾項問題。

 

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作者:吳上豪/有勁生物科技

 

Flow cell是含有管道的一片玻璃,能提供空間給定序樣品在其中擴增產生叢集(cluster),可說是Illumina定序的主要舞台;定序試劑在玻璃上的管道內流通,而定序便靠著偵測辨認各叢集所放出的螢光訊號來進行(請參考有勁部落格文章《次世代定序(Next Generation Sequencing, NGS)》)。Illumina於2014年推出patterned flow cell技術1並將之應用在HiSeq X ten、HiSeq 3000、HiSeq 4000等較新的機型,降低了定序的成本。Patterned flow cell的特性,以及與舊式flow cell (non-patterned flow cell)之間究竟有何差異?本篇文章這就帶您了解。

 

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作者:黃勤方/有勁生物科技

 

癌症免疫治療目的是透過疫苗去啟動癌症的免疫週期,希望藉由活化患者的T細胞去正確分辨腫瘤細胞與正常細胞,讓免疫系統只針對腫瘤細胞進行毒殺,能更有效專一地控制腫瘤的生長與惡化。腫瘤的發生與基因突變有關;引發與維持腫瘤生長存活的「大哥級」關鍵性突變─driver mutation(驅動突變),以及其他看似不太重要的「跟班級」突變─passenger mutation(附隨突變),不論是哪一種,都有可能改變蛋白質序列。從免疫的角度來看,也就是說,基因突變有可能讓腫瘤細胞表現出正常細胞所沒有的蛋白─新生抗原(neoantigen),而該蛋白上決定抗原特異性的胜肽區域即為新生抗原決定位(neoepitope)。1如何利用找出患者癌細胞的基因突變位點、以及具特異性的新生抗原決定位,來正確預測並選出合適的新生抗原標的,然後設計出個人化的癌症疫苗,是當今醫學界的新挑戰。

 

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作者:李覺白/有勁生物科技

 

人工智慧(Artificial Intelligence, AI)早在1950年代就被提出;隨著時間的演進,於1980年又衍伸出機器學習(machine learning)這塊領域,但礙於早期電腦及演算法上的效能與限制,能被應用解決的問題始終相當有限。近兩年因為AlphaGo在圍棋上不斷擊敗人類棋王,AI技術再次被人們討論並掀起熱潮。

 

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作者:洪郁豪/有勁生物科技

 

NGS次世代定序技術近年以其高正確率、高輸出量的優勢,刺激了總體基因體定序(Metagenomics Sequencing)技術以微生物相為對象的研究發展。國外的人體微生物相研究大型計畫─Human Microbiome Project,便是利用次世代定序技術,挑選16S rRNA中具鑑別度的部分區域進行定序,然後將大量的數據分析結果,與多種人類疾病做關聯,是為這類研究計畫的標竿之一。其他諸如糖尿病、炎症性腸病、自閉症等疾病研究,也都被陸續報導指出與人體微生物相息息相關。

 

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作者:劉祥欽/有勁生物科技

 

早期產前胎兒染色體診斷必需經由羊膜穿刺等侵入式檢查才能得到準確的結果;但儘管羊膜穿刺已是相當成熟的診斷方法,仍無可避免有千分之二到千分之五的感染及流產風險。近來研究已證實胎兒染色體DNA會游離到母體血液中;由於唐氏症 (Trisomy 21)、愛德華氏症 (Trisomy 18)及巴陶氏症 (Trisomy 13)等常見的染色體異常疾病皆是特定染色體由兩條變成三條所引起,如果能統計出這些特定染色體在所有游離DNA中的相對佔比,就有機會偵測到胎兒的染色體數量變異。根據此邏輯所發展出來的檢測方法,就是現今常見的NGS非侵入式產前篩檢 (NIPS)。NIPS雖然有安全性及準確率皆高的優點,但也不是絕對完美;例如耗時以及價格偏高,便是一般消費者能否接受此檢驗方法的決定性因素。

 

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作者:徐嘉妤/有勁生物科技

 

  乳癌是我國婦女癌症發生率最高的癌症。據衛生署統計,台灣女性當中每年罹患乳癌的約有1萬多名,死於乳癌的約有2千名;死亡率位居婦女癌症第四位(12.0/每十萬人)。預防勝於治療,如能早期發現罹患乳癌並接受適當治療,5年存活率可達90%以上。

 

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作者:陳崇斌/有勁生物科技

 

  次世代定序技術推出至今不過短短10年左右光景,便已經被廣泛應用在各個領域。此外,其文庫製備(library construction)上的方法有很豐富的多樣性,從最基本的RNA-Seq、DNA-seq到複雜度高的EpiRADseq等,涵蓋了幾乎所有分子生物學領域,包括genomics、transcriptomics、epigenetics,這是其它分子生物學技術望塵莫及的。光是NGS的方法估計就超過400種1,且種類還在持續增加中,只不過,目前還沒有一個系統化的命名法則。有勁生物科技成立至今已經邁入第八個年頭,幾乎每年都有客戶拿我們未曾聽聞過的NGS方法名稱提出諮詢,這對公司進行NGS服務項目產品分類時,也會帶來一定程度的窒礙。

 

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作者:林佑軒/有勁生物科技

 

每天生活在繁忙都市中的人們,有時會反過來嚮往鄉間,慢步調、自然無污染的居住環境總讓人覺得有益健康,連皮膚氣色似乎都會變好。那麼,皮膚狀況會因為生活在鄉間而比較好?事實上真的有研究指出皮膚疾病在都市的發生機率有高於鄉村的傾向1,並推測造成此差異的原因,除了都市的環境汙染,皮膚表面各式各樣的微生物相也脫不了干係2

為了探索這個問題,有韓國研究團隊分別調查了住在中國兩個大都會(北京與廣州)、以及三處偏遠城鎮(昆明、西安、呼和浩特)總共231位女性的臉頰皮膚菌相差異3。為排除受測者可能時常往返不同城市,造成菌相環境變因太複雜的情況,受測者必須居住在單一城市至少5年以上,且所住的城市距離其他取樣城市需相隔400公里以上,如圖一所示。

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作者:張美虹/有勁生物科技

 

EzBioCloud1是由韓國企業ChunLab開發、整合了多個生物資訊功能的雲端服務系統。此資料庫主要收錄細菌與古細菌的16S rRNA基因序列與全基因體組裝序列,目的是提供序列的搜尋比對以達成菌種的鑑定與分類,能廣泛應用在細菌/古細菌分類學、生態學,以及環境基因體學研究等領域。

 

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作者:陳正鑫/有勁生物科技

 

所謂民為國之根本,換個微觀角度,倘說基因為人之根本也一點不為過。基因可以決定一個人的長相、身材、智力、記憶、閱讀理解能力、本能、性格、情緒等,這些事實隨著科技進步以及科學上的突破一點一滴地呈現世人面前。但成也基因,敗也基因;基因在自然演化下有些微的突變發生率,很多突變又經常伴著遺傳性疾病而來,帶給病患及其家人極大的壓力。基因療法(Gene Therapy)這個被有些人視為逆天的治療法於是因應而生。

 

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