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基因大數據產業的重大突破與DNArails的發展方向─遺傳軌跡(DNArails)創辦人林玉祥學長專訪


〈交大幫幫忙〉─主持人林宏文學長

全球基因定序的發展飛快,十多年前要做一個人的基因定序需要三十億美元,如今已可降到一千美元左右。也因基因定序的商業化開展,讓相關基因大數據分析已成顯學。遺傳軌跡 (DNArails)公司投入創業三年多,今年六月並與美國波士頓哈佛醫學院附屬Dana-Farber癌症研究中心(DFCI)正式簽署合作協議,將以自主開發的視覺化介面為模板,協助開發專屬於DFCI的互動式基因分析平臺。

遺傳軌跡 (DNArails) 創辦人林玉祥畢業於交大電機系,並取得交大生物資訊研究所碩士,多年於中央研究院從事生物資訊領域基因定序分析相關研究工作,參與過疾病與癌症方面的研究。致力於生物資料探勘與機器學習,尋找人類基因與癌症的關係。如今共同創辦DNArails,希望用資訊技術推動生命健康事業的創新,建立基因資料分析平臺,協助臨床科學發展。

 

用通訊專長幫助科學家解析基因

主持人:過去一段時間在基因定序的方面,全世界的發展都相當快,像是安潔莉娜裘莉就是因為基因定序找到她的乳癌發生的機率是70%,相當高,所以她就預先進行了乳房切除的手術。我想基因定序也有所謂的摩爾定律,已經把基因定序的成本降得非常低了,對整個商業領域的開發速度就會加快了。

交大就有一位學長從電機系轉到生物資訊領域發展,在2014年創辦了公司,叫「遺傳軌跡DNA Rails」,整合生物醫學、人工智慧、系統分析大數據等,往基因定序、數據解析,以及臨床醫學檢測工具及軟體發展,這是交大在BIO ICT跨領域非常典型的案例。今天很高興能夠邀請到交大電機92級,交大生物資訊研究所100級,遺傳軌跡的創辦人林玉祥,是不是能跟我們分享一下,為什麼會有這樣子跨領域的求學和工作歷程?

林玉祥:因為早期在大學的時候做的都是比較偏向通訊相關的研究,有一次研究展覽我看到一位教授在做蛋白質結構相關的研究,覺得生物的東西可以用一個數據、電腦的東西去模擬很有趣,我就去跟那位教授做討論,了解這東西是怎麼做的。我們從電影裡可以看到一些跟基因相關的,比如說早期的侏儸紀公園DNA這種東西可以在螢幕上呈現,這是跟我以前在念的完全不一樣的東西。

畢業之後我先去中央研究院當助理,去探索以後想要做什麼事情,那是我第一間實驗室,主要是在做微生物相關的研究。大部分是挖掘資料庫,作一些data mining,作一些細菌跟環境生態的比對,我覺得這個領域真的是非常有趣,服完兵役回來也是到中央研究院繼續做服務。那時候做的很多都是靠我在大學時累積的,比如說怎樣寫程式幫助生物學家們解析數據,或者是說怎樣透過網路資料庫和現有的資料庫做比對,很多工作都是在做軟體和工具的開發。研究所畢業之後還是回到中央研究院,因為我覺得做研究應該會是我繼續走下去的路。

2013年左右我開始想是不是該出國念書?或是要離開中央研究院往下一個地方走?因為那時候政府有舉辦創業的比賽,我就召集了一些中央研究院的同事們參加這個競賽,進而成立團隊,然後到成立公司一直到現在。

 

主持人:所以第一,你有興趣,第二,中研院打開了你的視野。你剛剛講中研院一個是生物多樣性研究中心,後來還有兩個是什麼?

林玉祥:另外兩個是基因體中心,那時候是李遠哲院士成立沒多久,這棟建築剛蓋好,我在那邊主要是做偏向蛋白質相關的研究。最後的一個實驗室是在統計署,分析有關人類跟癌症的成因。

 

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獲創業競賽大獎 成立公司

主持人:2013年的創業比賽有得獎對不對?

林玉祥:我們那時候是提一個Proposal進入生醫領域的前二十,但是因為整個商業模式還未明,我們沒有打到最後的決賽。但是那時候市場已經開始在提倡基因領域,所以我們額外的去時代基金會的育成中心。

大概2014到16年,大家都覺得創業是一件很酷的事情,但是這邊要分享一點,對我來說其實創業一直都不在我的生涯規畫裡面。我覺得創業是像你想要解決一個問題,這個問題解決好之後,它會創造收入,也會幫忙到整個產業,這就是為什麼我可以投入熱情在這樣一個領域。

 

主持人:2013年比賽,2014年是正式創辦,在那過程中你為什麼會有這個勇氣去創業,是不是可以再跟我們分享一下?

林玉祥:我在研究所的時候,基因定序就一直是一個蠻吸引我的議題,那時我有去中國的華大基因研究公司參加一個workshop,他們用定序的方式在代工DNA,甚至是RNA相關的數據,服務他們自己的顧客甚至是醫療產業,一臺機器都非常昂貴,100萬美金左右,重點是中國在當時就投入這麼多的資源,買了一百多臺,機型是Illumina G2的早期,這讓我非常驚訝。所以我畢業之後回到中央研究院的LAB,就是一個co-facility專門在做基因定序的部門,我覺得這個東西是未來非常關鍵的,你必須去了解DNA怎麼產生數據,數據再去分析。

一路做下來,2013年的創業到底是怎麼醞釀的?整個研究過程中也有看到,美國很多公司也有在做這樣的服務,但是是用公司的方向去做,當時我們手中有很多研究資料,我們就想說為什麼不能去開發一個軟體?服務做生物醫學的人。跟同事聊到這一塊,大家時候都還蠻熱血的說,好我們來試試看,就報名參加了科技部的創新創業計畫,2014、15年我們也拿到了科技部的grand,那是第一次送團隊到矽谷,我們整整在美國待了一個多月。先飛到波士頓,然後去拜訪臺灣很多在MIT跟哈佛等等有名的科學家。大概為期三個多禮拜的Business Trip,去了很多有名的公司,像是Google有投資的公司,或者是做大數據很有名的DNA Nexus這些等等,然後也去Thermo、Illumina看。

矽谷的氛圍會讓人覺得處處都機會,如果你有的工具或是skill,就歡迎你留下來,甚至會投資你。後來我們輾轉回到臺灣,想再回去美國發現成本其實是蠻高的,團隊那時候的產品跟商業模式還沒有思考的很全面,所以我們當時有一些卻步,這是一件非常可惜的事。但是後來我們還是跟美國有一個很好的合作,今年6月跟哈佛底下的一個癌症研究中心簽了一個合作協議,它是美國前四大的癌症中心,他會用我們開發出的一個軟體,服務癌症跟遺傳性疾病的研究領域。

 

主持人:可以介紹一些你們的創業團隊,跟主要聚焦發展的方向嗎?

林玉祥:創業團隊都是以生物醫學、統計、資訊科學為背景,大家都是在這個領域琢磨一段時間,都是跨領域過來的人。你是computer Science的人,轉成bio的領域,你得要看的懂bio的data跟了解一些機制,才能夠去解析,然後才能去跟你的客戶溝通。這是要經過很長時間的訓練,並非三五個月可以達成的事情。團隊現在從4人到8人,包含生醫領域的人加入,現在是一個小而美的戰鬥團隊。

我們聚焦的方向主要是臨床基因檢測,聚焦在醫院端、醫療院所端,因為現在很多的機構有提供服務,但是他們沒有分析工具跟系統。我們的定位是數據檢析還有工具開發。因為數據檢析還需要有機器跟AI軟體去輔助。這塊我們是希望從軟體的角色出發,然後結合一些硬體搭配,像ICT產業其實也有一些可以做加速的搭配。如果說這個行業有上中下游,我們是比較屬於在在中下游的部分。

 

主持人:上中下游怎麼去區分?

林玉祥:上游就是一些定序設備商,比較大的就是Illumina或者是Official Live,做耗材的部分。中游分兩塊,一塊是做基因檢測產出數據,一塊是做數據分析的。那下游端就是醫療院所到個人研究,甚至是個人檢測等等,我們公司現在是在中下游這一塊的bridge。

 

未來每個人都能擁有自己的基因資料

主持人:我記得在2000年的時候,臺灣有一波從海外歸國的,我們稱為「海歸派」,當時我們都覺得基因定序是非常有前景的產業,但是中間好像又沉寂了一段時間。所以基因定序在全世界的進展大概是怎麼樣的一個歷程,有哪些重要的發展方向?

林玉祥:其實早在2003年就已經發表了人類基因的圖譜,全世界都投入了很多資源,一個人類的基因圖譜花了30億美元來做,解開了人類的31個ATCG的基因的排列,透過鹼基的排列組合所生成的基因數量大概是兩萬個到兩千五百萬個。人類其實是有百分之99的基因是相似的,只有百分之一的差異,讓我們的髮色或者五官有不一樣。

基因發展是全世界都在做的事情,基因定序完了之後有一段時間是設備上的競賽,還沒有sequencing之前大家都是用基因晶片,基因晶片就是把已知的疾病的一個基因位點放在晶片上,透過血液去雜交染色,去看那些基因是發螢光,就是代表有反應。很早期是冰島開始做,冰島還沒破產以前,其實他們把所有的居民都去做定序,他們甚至有bio bank。

然後接下來就是2010年,英國提倡的UK bank有一萬人;然後甚至在2008、09年美國有一個計畫是Thousand Geno,計劃是訂1000人,但是實際執行之後有2500左右,然後包含全世界的十個種族。2015年歐巴馬提倡精準醫療計畫,他就是希望白宮這邊能夠資助150萬美元,去做100萬人的基因,中國大陸這邊也有一些相關計畫。臺灣這邊的人體基因資料庫也預計要做三十萬人的基因定序,有十萬人是疾病相關的,二十萬人是健康的,然後就是要建立臺灣自己的bio bank。全世界都很重視這件事情,你有一個好的基因圖譜之後,很多東西都可搭配在基因健康上面,以及從最底層的基因去發現一些遺傳性疾病,甚至是一些先天後天的基因變化,會不會造成的癌症,或者是用在一些照護。

臺灣的計畫2014年開始的,它已經出了1000年的基因,可以去申請來做科學或是醫學研究上的使用,是由中央研究院生醫所沈志陽院士來執導。

 

主持人:最初在做的時候個要將近30億美金?就是將近一千億的資金不是嗎?

林玉祥:對,過了十幾年之後,做一個人的定序成本只要一千美金左右,如果包含分析大概要落在2500塊美金左右的成本,已經非常非常便宜了。像定序設備也是,Illumina今年在舊金山的年會上有一個機器預計在明年上市,期望可以將定序成本降至一百塊美金。所以等於是未來每個人都可以擁有自己的基因資料。

 

以臺灣為示範地 放眼世界

主持人:我想任何產業要發展都一定需要cost down,這個產業是不是要開始發動了?

林玉祥:定序設備以臺灣的ICT設備在這一塊領域其實是有發展的。因為現在基因定序設備上,半導體其實還是扮演一定的角色。二來是因為有這樣的半導體進去,加速了發展,才能造就後面這個大數據部分的產生。

 

主持人:我發現一件事情很有趣,你們的名字叫做DNA Rails,DNA就是基因嘛;Rails就是軌跡,本身取名就很有意義。

林玉祥:當初取這個名字因為DNA它是雙股螺旋,把雙股螺旋展開它其實就是一個軌道的樣式,因為遺傳本來就是一個源頭到你出生到老年,我們遺傳軌跡其實就是希望能夠幫助人類做健康醫療產業的發展。

 

主持人:我採訪過很多新創公司,第三、第四年其實已經到了一個比較聚焦的時間點,當然創辦人的壓力也會大一點,是不是跟我們分享一下,你現在已經有比較清楚我們公司的發展方向了嗎?

林玉祥:有的,因為過程中也會跟著市場變動去更改你的商業模式,我們在整個市場的變動裡面知道,基因定序已經非常蓬勃,也慢慢的能夠被消費大眾所認同,接下來就是定序完的資料怎麼樣去快速解讀。一個人定序完大概就是100GB資料量以上,你可能連隨身碟都沒有辦法存,必須要用硬碟。然後加上後續分析完的檔案,一個人加起來可能就是一個TB的資料量。所以在複雜的資訊裡面怎麼樣快速地讓檢測端拿到重要的資訊,這是我們要做的事情。

我們公司現在也著重在臨床檢測的工具上面,怎麼樣開發讓資料在產出之後快速地呈現,不需要複雜的學習過程,臨床的醫生或科學家就能夠了解自己的資訊的樣貌、統計方式,找出自己要的結果,並且提供一份報告出來,這個部分我們目前已經有向一些醫療院所的客戶推廣了,而且這些資料是會做成可攜式的。

 

主持人:遺傳軌跡的商業模式其實不只是在臺灣,也要往國際去發展。

林玉祥:我們有跟哈佛,也就是美國的一個癌症中心的合作。在美國和中國跟我們相似的公司都非常多,每個人關注的點都不一樣,我們現在切進去的點是能夠幫助他們研究中心的檢測。因為分析相當複雜,所以我們可以幫他們模組化一些分析項目。

往海外發展這一點來看,其實臺灣是一個很好的示範地,透過臺灣的這些驗證,我們再把商品帶到海外去發展,我覺得要背負的壓力就會比較低,成功的機率也會大一些,當然還是要和一些當地的channel的合作。

我覺得這個領域就是一個大數據的領域,它結合了資訊、生物、醫學,甚至電子產業,這樣的人才相對來講很難尋,我覺得最主要是跟一些機會有關係。我們的態度是,與其抱怨政府沒有資源,為什麼不自己去開創資源,雖然會辛苦一點,但至少是我們可以做到的事情。有想法的人如果有能力,就應該出來投入,用一加一大於二的方式去合作。我們其實還是蠻看好臺灣的人才,但就是希望臺灣政府能夠有好的配套措施、法規等等,這些面向都要夠開放。

 

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