肿瘤精准医学大数据技术
发布时间:2017-04-17

单位:中科院计算技术研究所

1、技术简介

中科院计算技术研究所在体系结构、大数据、云计算、人工智能等方向国际领先。规划和实施过多个国家级的重大科研项目,具有跨学科的知识储备,执行过在“973”、自然科学基金重大仪器等生命科学和信息学交叉的科研任务。精准医学是生物技术和信息技术在临床实践的交汇、融合、应用,是医学科技发展的前沿方向。当前阶段的精准医学是以组学研究为核心。基因组学数据量巨大,挖据基因数据和表型数据关系算法复杂,我们设计了面向生命科学大数据处理的计算机系统(处理DNA,RNA,Meta,图像),利用千万亿次的计算能力、PB级的数据存储容量和可靠高效的算法流程为用户提供一站式的解决方案,让行业用户以友好的方式分析组学数据,从而推动行业的发展。

2、应用成果

在面向生命科学大数据处理的计算机系统上提供如下服务:


表1 应用服务列表


服务名称 意义
癌变筛查 基于临床肿瘤患者全程管理理念,对异常增生组织进行癌变筛查,从分子层面上了解异常增生组织是否癌变,做到提前预防,排查肿瘤,防止肿瘤进一步发生,恶性转化等;对于阳性结果的患者,可以了解肿瘤分子进化过程,更有利于后期癌症治疗。
肿瘤精准用药方案 全外显子测序更加全面、深刻、准确的反映患者肿瘤体细胞变异的特征,帮助找到肿瘤进展发生的主要致病突变,为患者临床精准用药治疗、分子分型及疗效复发监控提供最佳参考,对提高肿瘤患者总生存期,改善肿瘤患者在治疗过程生活质量提供巨大价值。
乳腺癌化疗辅助方案 判断哪些患者可以采取该紫杉醇治疗方案,哪些患者不能采取该治疗方案。
化疗药物筛查方案 为患者找到更合适的化疗药,可以明显提高患者总生存期,同时最大程度减少化疗药物副作用对患者的伤害,提高患者生活质量。减轻化疗作用副作用,对肿瘤患者有特别大意义。
免疫药物适用性判断方案 根据肿瘤体细胞变异(变异负担、微卫星DNA不稳定,MMR等),并结合肿瘤内浸润性淋巴细胞的含量,判断当前病人是否适用于针对免疫检查点Pd-1分子抑制的免疫药物治疗。
Car-T方案的化疗辅助方案 判断患者体内肿瘤的恶性程度,指导医生采取适当治疗方案:乳腺癌预后、肺癌预后。
单基因遗传病筛查方案 单基因遗传病基因检测可辅助临床为疑似患者的诊断和治疗提供依据;为有遗传病史的家庭提供生育指导,做到优生优育;对无临床症状表现者,通过基因检测,可以了解自身致病基因携带情况,做到及早干预。通过这项基因检测,对提高人口素质具有重要的现实意义。
肿瘤遗传风险评估方案 评估是否存在肿瘤遗传风险;做到早预防,早干预,早发现,早治疗;协助医生为受检者定制最适合的肿瘤预防方案。

表2 会覆盖FDA/CFAD 批准或临床二期以上的药物

Afatinib
阿法替尼
Dabrafenib
达拉菲尼
Necitumumab
耐昔妥珠单抗
Romidepsin
罗米地辛
Aflibercept
阿柏西普
Daratumumab Nintedanib
尼达尼布
Ruxolitinib
鲁索替尼
Aldesleukin
重组人白介素-2
Dasatinib
达沙替尼
Nilotinib
尼罗替尼
Siltuximab
司妥昔单抗
Alectinib
阿雷替尼
Denosumab
狄诺塞麦
Nimotuzumab
尼妥珠单抗
Sonidegib
索尼得吉
Alemtuzumab
阿伦单抗、阿莱珠单抗
Dinutuximab
地努图希单抗
Nivolumab
纳武单抗
Sorafenib
索拉菲尼
Atezolizumab Elotuzumab
埃罗妥珠单抗
Obinutuzumab
奥滨尤妥珠单抗
Sunitinib
舒尼替尼
Axitinib
阿西替尼
Emtansine Ofatumumab
奥法木单抗
Synribo
高三尖杉酯碱
Belinostat
贝利司他
Erlotinib
厄洛替尼
Olaparib
奥拉帕尼
Temsirolimus
替西罗莫司
Blinatumomab Gefitinib
吉非替尼
Palbociclib
帕博西尼
Trametinib
曲美替尼
Bortezomib
硼替佐米
Ibritumomab
替伊莫单抗
Panitumumab
帕尼单抗
Trastuzumab
曲妥珠单抗
Bosutinib
博舒替尼
Ibrutinib
依鲁替尼
Panobinostat
帕比司他
Vandetanib
凡德他尼
Brentuximab
本妥昔单抗
Icotinib
埃克替尼
Pazopanib
帕唑帕尼
Vemurafenib
威罗非尼
Cabozantinib
卡博替尼
Idelalisib Pembrolizumab
帕姆单抗
Venetoclax Carfilzomib
卡非佐米
Imatinib
伊马替尼
Pertuzumab
帕妥珠单抗
Vismodegib
维莫德吉
Ceritinib
色瑞替尼
Ipilimumab
伊匹单抗
Ponatinib
普纳替尼
Vorinostat
伏立诺他
Cetuximab
西妥昔单抗
Ixazomib Ramucirumab
雷莫芦单抗
Apatinib
阿帕替尼
Cobimetinib
卡比替尼
Lapatinib
拉帕替尼
Regorafenib
瑞戈非尼
Abiraterone

阿比特龙

Crizotinib
克唑替尼
Lenvatinib
乐伐替尼
Rituximab
利妥昔单抗
Sirolimus

西罗莫司

Rapamycin

雷帕霉素

埃克替尼

表3 覆盖的化疗药物

奥沙利铂(oxaliplatin) 吉西他滨(gemcitabine) 多柔比星(oxorubicin) 甲氨蝶

呤(methotrexate)

表柔比星

(cepirubicin)

卡培他滨(capecitabine) 环磷酰胺(cyclophosphamide) 他莫昔芬

(tamoxifen)

卡铂

(carboplatin)

烷化剂

(Alkylating Agents)

顺铂

(cisplatin)

伊立替康(irinotecan) 奥沙利铂

(oxaliplatin)

依托泊苷(etoposide) 铂类化合化合物

(Platinum compounds)

紫杉醇

(paclitaxel)

多柔比星

(oxorubicin)

嘧啶类似物 多烯紫杉醇(docetaxel) 喃氟啶

(tegafur)

蒽环类药物

(Anthracyclines)

氟尿嘧啶、亚叶酸、奥沙利铂

(fluorouracil、leucovorin、oxaliplatin)

长春新碱

(Vincristine)