中國(guó)藥物研發(fā)的新機(jī)遇：基于醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性藥物重定位

王可鑒 石樂(lè)明 賀林 張永祥 楊侖

目前的藥物研究與開(kāi)發(fā)主要遵循“化合物—靶蛋白—表型變化—疾病治療”這一中心原則，即設(shè)計(jì)具有特定結(jié)構(gòu)的化合物，使其特異性地結(jié)合體內(nèi)的某些蛋白的活性位點(diǎn)，從而有效改變服藥者的生理狀態(tài)，最終發(fā)揮藥物對(duì)適應(yīng)癥的預(yù)期療效。通常情況下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生物學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的研究，相關(guān)領(lǐng)域的專家能夠積累針對(duì)某一特定疾病的大量知識(shí)，可基于此尋找到在病理通路中發(fā)揮核心作用的一系列藥靶蛋白。圍繞靶蛋白可以設(shè)計(jì)和篩選相匹配的藥物分子，而后通過(guò)大規(guī)模的臨床試驗(yàn)，在統(tǒng)計(jì)學(xué)水平上確定藥物在安全性和有效性方面的各項(xiàng)指標(biāo)，最后向藥品監(jiān)管部門申報(bào)，在得到許可后上市銷售。足見(jiàn)一個(gè)全新藥物從理論研究到工業(yè)開(kāi)發(fā)，再到臨床應(yīng)用，需要走過(guò)一條異常漫長(zhǎng)艱辛的道路，而且其中的每個(gè)步驟都存在著前功盡棄的失敗風(fēng)險(xiǎn)。（i）新藥開(kāi)發(fā)所涉及的研究方法、技術(shù)條件和項(xiàng)目管理都十分復(fù)雜，不僅需要龐大的研究隊(duì)伍，而且還要依賴于項(xiàng)目中各部分積極有效的協(xié)作，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤或意外都有可能對(duì)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目造成重大的負(fù)面影響，這也就使新藥開(kāi)發(fā)具有極大的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性；（ⅱ）正因?yàn)樾滤庨_(kāi)發(fā)項(xiàng)目往往周期長(zhǎng)，條件嚴(yán)格，也就意味著十分高昂的成本投入，但大多數(shù)候選化合物都因?yàn)楦鞣N原因無(wú)法最終成功上市，之前的研發(fā)投入也就無(wú)從彌補(bǔ)，若將失敗風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算在內(nèi)，每個(gè)成功藥物的實(shí)際平均投入將更加巨大。以上這些不利因素在近年已經(jīng)成為了制約新藥開(kāi)發(fā)的瓶頸，并逐漸改變著世界各國(guó)的制藥工業(yè)和公共醫(yī)療衛(wèi)生，尤其對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)人口眾多而人均資源有限的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，其影響顯得尤為突出和深遠(yuǎn)。

藥物重定位，也稱為舊藥新用，是指利用相關(guān)的技術(shù)方法對(duì)已有的藥物進(jìn)行重新篩選、組合或改造從而發(fā)現(xiàn)其未知新用途的過(guò)程，長(zhǎng)久以來(lái)都是一個(gè)不可或缺的藥物開(kāi)發(fā)方式。相比于從零開(kāi)始的新藥研發(fā)，藥物重定位基于已有藥物的重新開(kāi)發(fā)能夠節(jié)省大量前期研發(fā)投入（如藥靶發(fā)現(xiàn)、化合物篩選、安全性測(cè)試等），因而既可能令一個(gè)失敗的藥物“起死回生”也可能進(jìn)一步擴(kuò)大一個(gè)成功藥物的適應(yīng)癥范圍和銷售市場(chǎng)。同時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)的新藥發(fā)現(xiàn)，藥物重定位能夠把藥物研發(fā)的周期從10～17年縮短到2～12年，因此越來(lái)越受到政府部門、制藥企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等各方面的關(guān)注。例如，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health，NIH）近期發(fā)起大規(guī)模的藥物重定位項(xiàng)目（http://www.ncats.nih.gov/research/reengineering/rescue-repurpose/rescue-repurpose.html），鼓勵(lì)各機(jī)構(gòu)開(kāi)放所擁有的候選化合物的部分知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并加強(qiáng)多機(jī)構(gòu)的交叉合作，發(fā)現(xiàn)舊化合物的潛在新療效。包括葛蘭素史克、輝瑞、阿斯利康和羅氏等在內(nèi)的各大制藥公司紛紛為NIH項(xiàng)目貢獻(xiàn)化合物。據(jù)咨詢公司BioVista統(tǒng)計(jì)，世界前20大制藥企業(yè)的利潤(rùn)已有至少30%來(lái)自于藥物重定位。

盡管隨著我國(guó)對(duì)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的投入增多，國(guó)內(nèi)研發(fā)的硬件條件得到了很大的提高，但相對(duì)于新藥研發(fā)的巨額投入而言，仍然不得不認(rèn)真思考如何利用有限的資源實(shí)現(xiàn)成果產(chǎn)出最大化和研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)最小化這一關(guān)鍵問(wèn)題。藥物重定位作為一種國(guó)際上被廣泛采用的研發(fā)戰(zhàn)略，具有更高的投入產(chǎn)出效率，值得我國(guó)產(chǎn)學(xué)研各界的關(guān)注和投入。本文首先對(duì)藥物重定位的概念和發(fā)展歷史進(jìn)行了回顧，然后結(jié)合最新的研究實(shí)例總結(jié)了該領(lǐng)域的在世界范圍內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀，最后結(jié)合具體國(guó)情探討了基于醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性藥物重定位在我國(guó)的未來(lái)前景。

1 基于藥物生物信息學(xué)的系統(tǒng)性藥物重定位

傳統(tǒng)的舊藥新用主要通過(guò)觀察來(lái)偶爾發(fā)現(xiàn)藥物引起的未知表型變化。這種傳統(tǒng)方法往往具有很大的非理性成分，所以相關(guān)的研究方法并不能被大范圍推廣并從根本上改善藥物開(kāi)發(fā)的效率?，F(xiàn)代藥物研發(fā)需要系統(tǒng)性的和可重復(fù)的藥物重定位創(chuàng)新方法，而藥物生物信息學(xué)很可能是解決問(wèn)題的鑰匙之一。藥物生物信息學(xué)是指對(duì)藥物和疾病相關(guān)的高通量組學(xué)（如基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組等）以及醫(yī)藥大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，進(jìn)而為藥物研發(fā)提供有質(zhì)量的假說(shuō)和線索。在藥物重定位方面，可通過(guò)組學(xué)數(shù)據(jù)挖掘或電子病歷用藥記錄及病人表型的挖掘，提出全新的“藥物—疾病”對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而為后續(xù)實(shí)驗(yàn)指明有希望的驗(yàn)證方向。本文將著重介紹一系列基于藥物生物信息學(xué)和醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的藥物重定位新進(jìn)展。

與傳統(tǒng)的藥物開(kāi)發(fā)相比，基于藥物生物信息學(xué)的系統(tǒng)性藥物重定位雖然有很多方法和技術(shù)上的創(chuàng)新，但在研發(fā)的內(nèi)在邏輯上卻有很多相同之處。兩者都是通過(guò)聯(lián)通靶點(diǎn)和疾病或表型和疾病，從而打通從藥物到疾病的聯(lián)系。區(qū)別在于打通這一聯(lián)系的過(guò)程中，后者可實(shí)現(xiàn)通過(guò)系統(tǒng)性和客觀性的高通量篩選，并且受人為主觀偏好影響相對(duì)更小，因此能提高效率并降低成本。本文將對(duì)當(dāng)前國(guó)際制藥工業(yè)界采用的一些重要的藥物重定位創(chuàng)新方法論進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.1 基于基因組表達(dá)聯(lián)系圖的系統(tǒng)性藥物重定位

轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)能夠提供一系列在特定實(shí)驗(yàn)條件下過(guò)表達(dá)或欠表達(dá)基因，比如疾病相對(duì)于健康的對(duì)照或藥物處理相對(duì)于空白的對(duì)照等。通過(guò)分析這些基因，能夠評(píng)估因疾病而紊亂的通路或網(wǎng)絡(luò)?！奥?lián)系圖”（connectivity map，CMap）是目前最完備的基于轉(zhuǎn)錄組的研發(fā)體系之一，其中包含了不同藥物處理人類腫瘤細(xì)胞系所得到的基因組表達(dá)變化信息。其應(yīng)用方式主要是通過(guò)gene set enrichment analysis（GSEA）算法比對(duì)不同表達(dá)譜之間的相似程度，從而產(chǎn)生兩類假設(shè)：（i）當(dāng)目標(biāo)藥物與特定藥物具有相似的表達(dá)譜，則兩個(gè)藥物可能具有相似的適應(yīng)癥；（ⅱ）當(dāng)目標(biāo)藥物與特定疾病模型具有相反的表達(dá)譜，則該疾病可能是目標(biāo)藥物的潛在適應(yīng)癥。

在一系列研究中，基于CMap產(chǎn)生的假設(shè)都得到了進(jìn)一步的有效驗(yàn)證，并為藥物重定位提供了許多有價(jià)值的線索。例如，有研究分析人類受試者和小鼠（Mus musculus）模型的肌肉樣本模擬肌肉萎縮的基因組表達(dá)模式，從而發(fā)現(xiàn)熊果酸具有與肌肉萎縮相反的表達(dá)譜。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證明，飲食中加入熊果酸的小鼠發(fā)生了體內(nèi)的代謝變化，并獲得約7%的肌肉重量增長(zhǎng)。尤其值得一提的是，有科研工作者基于CMap體系成功解釋了復(fù)方中藥“四物湯”的作用機(jī)理。（i）使用四物湯處理人類腫瘤細(xì)胞系，并獲得相應(yīng)的基因組表達(dá)譜；（ⅱ）將“四物湯”與CMap庫(kù)中的藥物表達(dá)譜進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)了若干與四物湯相似的西藥成分，例如雌激素等。這意味著CMap可以有效解釋中藥可能的藥理作用，從而促進(jìn)對(duì)中藥新適應(yīng)癥的挖掘。

隨著數(shù)據(jù)量的不斷積累，CMap第2版現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)收錄了1309種藥物表達(dá)譜的成熟體系。理論上講，與疾病和藥物相關(guān)的任何基因表達(dá)數(shù)據(jù)都可以在CMap數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行高效率的查詢比對(duì)，從而發(fā)現(xiàn)與之相“聯(lián)系”的藥物。而且CMap中使用的算法也可以被借鑒和改進(jìn)，并廣泛應(yīng)用于其他基因表達(dá)數(shù)據(jù)。隨著國(guó)際上針對(duì)基因表達(dá)譜微陣列質(zhì)量控制的基礎(chǔ)性研究工作的開(kāi)展，以及我國(guó)近年大量藥物和疾病相關(guān)基因組表達(dá)譜數(shù)據(jù)的積累，基于基因表達(dá)譜的大數(shù)據(jù)挖掘?qū)樗幬镏囟ㄎ?、特別是中藥的新適應(yīng)癥的挖掘提供更多的機(jī)會(huì)。

1.2 基于遺傳學(xué)的藥物重定位

遺傳學(xué)關(guān)聯(lián)分析多年來(lái)主要應(yīng)用于發(fā)掘致病基因。但從理論上講，如果一個(gè)藥靶蛋白與某個(gè)疾病存在遺傳學(xué)上的關(guān)聯(lián)，則該蛋白對(duì)應(yīng)的藥物很可能影響此疾病的藥理學(xué)進(jìn)程。加之最新的技術(shù)進(jìn)步，如新一代測(cè)序的產(chǎn)生，能顯著降低基因組外顯子測(cè)序的成本，從而進(jìn)一步加速了疾病相關(guān)基因作為潛在藥靶的發(fā)現(xiàn)效率。一個(gè)在藥物重定位領(lǐng)域比較成功的范例是利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome wide association study，GWAS）的數(shù)據(jù)進(jìn)行藥物重定位的研究。他們發(fā)現(xiàn)，在公開(kāi)的疾病相關(guān)GWAS基因中，有155條（15.6%）的基因是在研藥物或上市藥物的靶點(diǎn)。其中，63條基因所對(duì)應(yīng)的GWAS性狀與藥物的適應(yīng)癥匹配，表明了由GWAS技術(shù)所發(fā)掘的致病基因有較高的概率被作為藥靶來(lái)直接開(kāi)發(fā)藥物。同時(shí)，作用于這155個(gè)基因所對(duì)應(yīng)蛋白的藥物如果尚未用于治療GWAS相關(guān)疾病的話，則有望用于治療這些疾病。例如，治療骨質(zhì)疏松癥的地舒單抗并未被批準(zhǔn)用于治療克羅恩氏病。其靶點(diǎn)TNFSF11在GWAS研究中被發(fā)現(xiàn)與克羅恩氏病發(fā)生顯著關(guān)聯(lián)。因此，作者推測(cè)該藥物可能對(duì)克羅恩氏病具有治療作用。

這一重要研究表明，疾病與藥物之間并不一定存在明顯的界限。通過(guò)適當(dāng)和有效率的數(shù)據(jù)分析，以疾病為目標(biāo)的研究也能夠直接為藥物研發(fā)提供重要線索。從這個(gè)意義上講，目前已發(fā)表的所有GWAS研究，特別是我國(guó)人群中所作的GWAS研究可以視為一個(gè)發(fā)現(xiàn)新藥靶的寶庫(kù)，值得通過(guò)藥物生物信息學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行再度挖掘。

1.3 基于化合物—蛋白互作組尋找藥物新靶點(diǎn)

在傳統(tǒng)的基于靶點(diǎn)的藥物研發(fā)流程中，第一步就是高通量的化合物篩選。即已知某特定的蛋白可作為治療某疾病的靶，于是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法從海量的化合物庫(kù)中發(fā)現(xiàn)與靶蛋白產(chǎn)生相互作用的先導(dǎo)化合物。在藥物重定位中，化合物庫(kù)可以是美國(guó)食品藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）審批的藥物分子，也可以是制藥公司臨床研發(fā)鏈中的分子。隨著計(jì)算化學(xué)技術(shù)的發(fā)展和藥靶蛋白知識(shí)的積累，對(duì)化合物和蛋白結(jié)合過(guò)程的模擬計(jì)算能夠在一定程度或特定問(wèn)題上取代高通量篩選，并用于挖掘未知的“藥物—藥靶”關(guān)系。

值得注意的是，小分子藥物往往和一系列非藥靶的人類蛋白（offtarget，脫靶）發(fā)生相互作用。對(duì)于這些脫靶的挖掘不僅有助于了解不良反應(yīng)的發(fā)生機(jī)理，更可以創(chuàng)造藥物重定位的機(jī)會(huì)。我國(guó)科研工作者為此開(kāi)發(fā)出了“化合物—蛋白互作組”（chemical protein interactome，CPI）。不同于以往僅針對(duì)化合物與某個(gè)蛋白之間的模擬，CPI的覆蓋范圍盡可能窮盡全部的上市藥物和全部的人類可藥性蛋白，進(jìn)而得到包含一系列靶藥結(jié)合強(qiáng)度的矩陣。通過(guò)對(duì)作用強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行矩陣變換，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定“化合物—蛋白”配對(duì)的結(jié)合強(qiáng)度與該背景分布進(jìn)行系統(tǒng)性矯正，從而有效規(guī)避模擬中常見(jiàn)的偏差，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)中的噪聲并突出有價(jià)值的信號(hào)。

該方法已經(jīng)成功用于闡明導(dǎo)致藥物副反應(yīng)的脫靶效應(yīng)，其預(yù)測(cè)的藥物脫靶以及藥物和蛋白的非預(yù)期性結(jié)合已經(jīng)被另一個(gè)獨(dú)立研究組通過(guò)X射線晶體衍射所證實(shí)。而藥物的非預(yù)期藥理學(xué)效應(yīng)（藥物重定位的潛在提示）本身也是屬于藥物副作用的范疇。因此，在CPI的基礎(chǔ)上，用于藥物重定位的在線服務(wù)器DRAR-CPI（http://cpi.bio-x.cn/drar/）被開(kāi)發(fā)出來(lái)。用戶在線提交一個(gè)感興趣的化合物分子，后臺(tái)程序便會(huì)自動(dòng)在一個(gè)云計(jì)算平臺(tái)上模擬計(jì)算其與人類蛋白組的結(jié)合強(qiáng)度，從而行成一個(gè)“結(jié)合譜”。具有顯著相似結(jié)合譜的藥物之間很可能具有相似的作用機(jī)理和適應(yīng)癥，因此上述方法可直接用于尋找用戶分子和所有庫(kù)中的FDA所批藥物間的相似性，進(jìn)而輔助藥物重定位的研究。

1.4 基于藥物副作用的藥物重定位

臨床中所觀測(cè)到的藥物副作用可以作為藥物重定位挖掘的另一個(gè)重要來(lái)源（side effect-based repositioning）。在以往的臨床研究中，副作用信息通常被理解為藥物安全的“風(fēng)險(xiǎn)”；但隨著藥物生物信息學(xué)的發(fā)展，已經(jīng)能從副作用信息中發(fā)現(xiàn)潛在的舊藥新用線索，將風(fēng)險(xiǎn)成功轉(zhuǎn)化成“機(jī)會(huì)”。一個(gè)經(jīng)典的案例是西地那非（商品名：萬(wàn)艾可）原本在臨床試驗(yàn)中用于治療心絞痛，然而通過(guò)仔細(xì)審視臨床中的副反應(yīng)發(fā)現(xiàn)其具有治愈勃起障礙的潛在功效。再比如，醋酸艾塞那肽原本用于治療2型糖尿病，在臨床試驗(yàn)中卻被發(fā)現(xiàn)具有減輕體重的副作用。

然而，上述發(fā)現(xiàn)均為“妙手偶得”，具有很大的偶然性。而近期，一項(xiàng)系統(tǒng)的藥物重定位研究則全面收集了與藥物相關(guān)的副反應(yīng)，并評(píng)估了用這些副反應(yīng)來(lái)推測(cè)藥物新用途的精度。該研究的基本假定是，藥物的治療效果和副反應(yīng)都是藥理學(xué)效應(yīng)，這兩者往往緊密相連，因此副反應(yīng)這種表型可作為一種“藥物反應(yīng)的生物標(biāo)志物”來(lái)表征藥物潛在的治療用途。例如，治療器官移植排異的藥物在臨床上往往總能導(dǎo)致較高比率的巨細(xì)胞病毒感染。其背后的關(guān)聯(lián)機(jī)理是排異藥物往往是免疫抑制劑，而免疫抑制的同時(shí)會(huì)增加病毒感染率。例如，甲氨蝶呤尚未被批準(zhǔn)用于治療器官移植排異，但它會(huì)增加病人的巨細(xì)胞病毒的感染幾率，因此，該藥物有可能用于治療器官移植排異。事實(shí)上，確已有研究在嘗試使用該藥作為移植排異的治療，并且療效顯著。綜上所述，系統(tǒng)性地研究藥物上市后的不良反應(yīng)作用譜可以為藥物重定位找到臨床層面的直接證據(jù)，這種臨床證據(jù)因遠(yuǎn)強(qiáng)于細(xì)胞水平和動(dòng)物模型水平的藥理學(xué)證據(jù)，而被葛蘭素史克采用來(lái)進(jìn)行其藥物重定位的開(kāi)發(fā)。

我國(guó)是具有全世界最龐大的醫(yī)藥市場(chǎng)之一，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的大多數(shù)藥物在我國(guó)都有規(guī)?？捎^的服藥人群。而且隨著醫(yī)療體系的不斷升級(jí)和完善，越來(lái)越多的藥物導(dǎo)致的副作用信息將被收集和記錄在醫(yī)藥大數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些信息不僅有助于監(jiān)控用藥安全，還將有望成為促進(jìn)我國(guó)新藥研發(fā)的重要資源。

2 系統(tǒng)性藥物重定位的其他創(chuàng)新策略

除了上述策略之外，生物醫(yī)學(xué)研究的不同階段還會(huì)產(chǎn)生其他與藥物重定位相關(guān)的數(shù)據(jù)，其中都存在著可以促進(jìn)藥物重定位的潛在創(chuàng)新機(jī)遇。比如，有許多研發(fā)工作旨在確定潛在的藥靶，而藥靶發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生大量信號(hào)通路和蛋白—蛋白相互作用的數(shù)據(jù)，其中許多數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后可以整合成基因網(wǎng)絡(luò)。然后，通過(guò)衡量不同疾病在基因網(wǎng)絡(luò)上的相似度，可以在一定程度上預(yù)測(cè)不同疾病被同一藥物治愈的可能性。再比如，體內(nèi)動(dòng)物模型（包括基因敲除模型等）作為一種世界范圍內(nèi)被廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)化成熟技術(shù)，完全有機(jī)會(huì)成為潛在的藥物重定位信息資源。目前僅在小鼠表型數(shù)據(jù)庫(kù)中就已經(jīng)收錄了至少1400余種疾病模型信息，而直接將基因敲除模型數(shù)據(jù)應(yīng)用于藥物重定位的研究仍非常少見(jiàn)，其中的創(chuàng)新機(jī)遇不言而喻。此外，隨著醫(yī)學(xué)信息學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種與疾病和藥物相關(guān)的電子化數(shù)據(jù)正在飛速生成。目前已有研究通過(guò)對(duì)電子醫(yī)療記錄（如電子病歷）和服藥者社交媒體等醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的信息挖掘，成功地發(fā)現(xiàn)了藥物重定位的機(jī)會(huì)。總而言之，數(shù)據(jù)和藥物重定位之間存在著廣泛和直接的聯(lián)系，為各種藥物生物信息學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法提供了廣闊的用武之地。

3 總結(jié)與展望

事實(shí)證明，即便集中最優(yōu)質(zhì)的資源和大量的資本，基于傳統(tǒng)流程的新藥開(kāi)發(fā)仍是一項(xiàng)高投入、長(zhǎng)周期且高風(fēng)險(xiǎn)的研發(fā)工作。即使國(guó)際領(lǐng)軍制藥企業(yè)投入巨資并聘請(qǐng)最優(yōu)秀的人才，1999—2008年美國(guó)食品藥物管理局也只批準(zhǔn)了50個(gè)小分子一類新藥，且其中僅有17個(gè)是通過(guò)基于藥靶的藥物篩選開(kāi)發(fā)的。因此可以預(yù)見(jiàn)，系統(tǒng)性藥物重定位及其相關(guān)的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)方法在未來(lái)的藥物研發(fā)中將不僅是一項(xiàng)替代策略，而且會(huì)隨著藥物生物信息學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的不斷介入而逐漸成為一種主流戰(zhàn)略。

這一趨勢(shì)的變化，對(duì)我國(guó)的藥物研究和制藥產(chǎn)業(yè)都將具有深遠(yuǎn)的影響。（i）我國(guó)是一個(gè)人口眾多而人均科研和醫(yī)療資源都非常有限的發(fā)展中國(guó)家，如何提高的藥物的研發(fā)效率并降低失敗率顯得尤為重要。隨著國(guó)內(nèi)外生物技術(shù)和醫(yī)藥科學(xué)的長(zhǎng)足發(fā)展，產(chǎn)學(xué)研各界已經(jīng)積累了并且還在產(chǎn)生著大量的與疾病和藥物相關(guān)高通量組學(xué)數(shù)據(jù)和以電子病歷數(shù)據(jù)為代表的醫(yī)藥大數(shù)據(jù)。如果能加大在藥物生物信息學(xué)領(lǐng)域的投入，建立能夠處理醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的云計(jì)算平臺(tái)，并開(kāi)發(fā)一系列對(duì)高通量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解讀的方法，就能夠通過(guò)低成本和系統(tǒng)性的方式（而非基于偶然的實(shí)驗(yàn)或臨床發(fā)現(xiàn)）發(fā)掘出數(shù)據(jù)的最大價(jià)值，并最終降低藥物開(kāi)發(fā)的成本和風(fēng)險(xiǎn)；（ⅱ）眾所周知，每一種原創(chuàng)的新藥都會(huì)享受約10～20年的專利保護(hù)期，盡管在此期限內(nèi)新藥在未經(jīng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)方授權(quán)的情況下難以被再度開(kāi)發(fā)。但隨著這些藥物相關(guān)醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的積累，一旦超出專利保護(hù)期后，任何機(jī)構(gòu)均可以對(duì)其進(jìn)行再開(kāi)發(fā)。通過(guò)系統(tǒng)性藥物重定位和醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的挖掘手段，可以對(duì)非專利或?qū)＠磳⒌狡诘乃幬镞@一全人類共同的寶庫(kù)進(jìn)行深度挖掘，從而有助于降低開(kāi)發(fā)成本進(jìn)而降低藥價(jià)，促進(jìn)我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展；（ⅲ）我國(guó)還擁有一種獨(dú)特的藥物研究資源，即豐富且寶貴的中醫(yī)藥開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累。如果能夠進(jìn)一步完善中藥組學(xué)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和挖掘技術(shù)，則有望利用其中蘊(yùn)藏的巨大機(jī)會(huì)，使歷史悠久的中醫(yī)藥更加煥發(fā)生機(jī)，帶來(lái)更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

（摘自《科學(xué)通報(bào)》2014年第18期）