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基因组学研究,需要黑科技Blockchain的四大理由

只需编写几行代码,普通人便可轻松改造细胞功能——这一科幻小说般的设想如今成为现实。近日《科学》杂志上报道了美国麻省理工学院的生物工程师们发明了一种编程语言,可迅速设计出复杂的DNA(脱氧核糖核酸)“生物电路”,从而赋予活细胞新的功能。这如同在电脑中写代码一样,代码转换成的DNA序列被置入细胞内,生物电路就开始在细胞内运行。

据了解,目前这一编程语言已被用作优化大肠杆菌功能,其应用前景还包括设计在检测出肿瘤时会产生抗癌药物的细菌细胞;或创造出一种酵母细胞,可在有毒副产品过度堆积的情况下自动停止发酵过程等。

John Mattison教授是在医学研究和数字技术有交集的为数不多的专家。 除了担任Kaiser Permanente公司的医疗信息总监、GA4GH集团的董事合伙人以及Rock Health的健康顾问,主要关注卫生保健和生命科学的前沿应用技术。

在John Mattison关注的新兴技术中,有一个叫做“Blockchain”,在Mattison看来,这将是在大数据分析之外的最颠覆性技术。自7年前出现后,Blockchain已迅速成为为无处不在,但并没有完全达到变得赫赫有名。

什么是Blockchain?

区块链(BlockChain)是比特币(BitCoin)技术中的核心部分,其功能简单而言类似于一种账本,记录所有的交易数据。简而言之,区块链(Blockchain)就是通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。借助Blockchain技术,行业将不再需要中央监管,在未来有可能创造一个完全透明,公平,有秩序,而且没有任何中心的世界。区块链(BlockChain)健康是指在健康相关的应用程序上使用区块链技术,用来存储、分析数据,作为健康管理和健康预测。

理由1:共享区块链健康数据

目前全球健康数据几乎都是存储在难以访问的私有数据库,而标准化的区块链个人健康数据使得不同机构数据可以统一存储和共享,并提供了安全机制,给全球科研人员方便的访问数据。

随着智能硬件的普及,未来像Fitbit,bong,小米手环等个人健康设备产生的数据能通过区块链统一存储,那将迎来超大规模的个人健康数据库。这些数据设置好隐私开放级别,供全球研究者数据分析,通过数据挖掘、机器学习分析出数据相关性,这样个人病史、生活习惯、基因组这些分散数据就能整合成健康大数据流,对健康管理和预防医学带来莫大的提升。

理由2:区块链健康公证

目前买健康保险时,保险公司会询问投保人年龄和病史,给出相应的保单。这种方式即低效又流于形式,对双方都不利。未来区块链健康普及,保险公司能高效的获取投保人的精准健康数据,可以准确评估商业机会和风险;而投保人也能根据自己情况,只要按需付出高性价比的保费,获得双赢的结果。

理由3:全球健康数据库

区块链健康使得未来可以建立全球超大规模的各类数据库:基因、病毒、肿瘤、种子等等,最终形成一个人类历史的统一数据库。这样当全球范围重大疾病爆发时,各国研究者可以快速跨国无缝协作,卓有成效的解决问题。

理由4:保持医学数据的诚实性和准确性

BlockChain固有的出处的好处是允许医疗保健和生命科学产业不可磨灭的记录药用和基因组数据,有效地打击假冒药品和保护知识产权。区块链作为个人健康存储的电子病历,个人健康数据可以用区块链存储和管理,相比传统的健康数据管理,区块链健康有几个优势:

1)非实名,数据匿名编码到数字地址,防止数据泄漏带来隐私问题;

2)数据只能通过私钥访问,从技术角度保证了隐私不被泄漏;

3)设备的内部工作机制像黑盒子一样。

传统健康数据各机构各自为政,异构系统导致数据难以共享协作,给数据分析带来了难度,区块链健康统一数据格式,让跨机构、跨国共享和协作成为可能,这也是全球大型项目协作的基础。

想想CT扫描,或者任何现代医疗设施,离开了里面的代码它们就什么都不是。写代码的人很有可能没有医疗背景,他只是被医疗设备商家认可并雇来写程序的。如今,代表着现代医疗基础的设备通常由懂编程但没有医疗背景的人编写,由懂医疗但不懂编程的人操作。所以,很大一部分的医疗其实是由没有医疗背景的人实现的。

随着多种个人基因组学,量化自身(quantifed self),移动诊断技术越来越普及,区块链(BlockChain)技术从人的身体中获得数据,并将这些数据存储在我们的手机里,而对数据的分析将由软件来实现。

案例:Genecoin,试图将DNA测序用户的数据存储在Blockchain中

总部设在美国东北海岸的Genecoin公司正在试图将DNA测序用户的数据存储在Blockchain中。Genecoin处于早期的创业阶段,已经公开了他们的收费价格,并在公司网站上表示“我们仍然在衡量市场”。Genecoin将通过快递方式发送收集唾液的试剂盒,并会指导用户如何收集唾液。一旦唾液收集完成,用户再将试剂盒寄到指定实验室,进行下一步的样品处理和测序。Genecoin会将测序数据保存在Blockchain中。虽然现在有许多公司提供基因测序服务,但是Blockchain的存储能力大大增加了Genecoin公司的竞争力。

尽管如此,如何存储海量的DNA数据,也是Genecoin面临的挑战。考虑到一个人的基因组占用约3GB数据,在Blockchain存储这些数据显然需要很大的成本。然而,Genecoin指出,人与人的基因组之间的很多数据是重复的,因此存储不同人之间的差异信息将大大减少存储空间。除了考虑Blockchain的存储效率,Genecoin正在积极探索加密存储机制。毕竟,人们希望自己的DNA数据永远保留的同时,不希望别人可以看到这些数据。

此外,Blockchain储存的个人DNA也许可以代替传统的出生证明。公证一直是比特币Blockchain的特性,所以一个人的DNA可以证明他的身份。对于那些想在未来克隆自己的人也是有吸引力的。如果这听起来有点太牵强了,那么请注意,虚拟货币也曾经是一个牵强的想法。

不管Genecoin和DNA测序市场将何去何从,这里我们需要知道的是:Blockchain除了存储比特币以外,还可以存储你的DNA!

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