精準健康之發展現況與展望

楊泮池

臺灣大學、臺大醫院中央研究院

Affordability vs Quality of HealthcareHSBC Expat Explorer 2014

National Health Insurance since 1995,

99% coverage

2

臺灣總體環境的國際競爭力

4

總體經濟穩定(Macro-economic Stability)[2018 Global Competitiveness Report]

No. No.No.

投資環境風險(Environmental Risks ofInvestment)[2019 Environmental Risks of Investment]

No. /亞洲

No. /亞洲

全球經濟自由度(Index of Economic Freedom)

[2019 IEF]

健康照護系統(Health care systems)[2019 CEOWORLD magazine Health Care Index]

/亞洲No. No.

世界競爭力(World Competitiveness)

[2019 IMD]

/亞洲

/亞洲

醫療技術水準(Medical Technology)[National Geographic Channel Documentary:Taiwan’s medical miracle]

生技醫藥創新(Biopharmaceutical Innovation)[2018 Biopharmaceutical Competitiveness &Investment (BCI) Survey]

No.

全球創業指數(Global Entrepreneurship Index)[2018 Global Competitiveness Report]

行政院科技會報劉祖惠

3

Back on Top: Taiwan

旅外人士調查

4

臺灣生技醫藥的國際競爭力

臺灣競爭力領域 臨床試驗和研發能力 基礎科學研發與平臺設施 生技醫藥產官學間有效連結

臺灣的強項 執行能力 世界一流醫療人員及醫療品質 豐富的工程人才庫與研發能量 世界知名的製造業生態系統

張友德

5

8

8

14台灣醫院名列世界前200大醫院清單

*National Geographic Channel Documentary: Taiwan’s medical miracle

世界第31ST 美 國 2ND 德國

台灣特定疾病臨床試

驗合作聯盟(TCTC)

c-IRB聯合審查機制

(Collaborative IRB Review)

與國際同步

PIC/S GMP 規格

2021

16 9

34 38

17 17

47 4620

33

23 27

58 57

29

5129

35

29 36

55 52

127155

140129

111

185

177 190222

210214

243

0

50

100

150

200

250

300

350

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

台灣各類臨床試驗統計數字

Taiwan- single centerTaiwan- multiple centerMulti-national-multi-center

168

205

187 198174

238258

274

302

274

298

331

醫療技術

亞洲第 1

國際級臨床研究環境 建立國際級臨床研究環境，每年執行數百件臨床試驗，除支持台灣新藥開發外，

其中有7成係與跨國大廠的多國多中心臨床試驗，帶動在台投資，也與世界最先端研究合作同步。

6

臺灣-日本臨床試驗轉譯研究合作大事紀

5/28

9/21

舉辦第二屆臺日雙邊研習會 ARO-TCTC研習會議題：Cancer Translational Research and Cancer Registry Studies

第一屆臺日雙邊研習會 ARO-TCTC達成雙方輪流主辦兩國雙邊

生技醫藥合作研習會之共識

ARO協會成立

日本ARO成立2002

2015

2016

日本九州大學學者與ARO代表參訪中研院相關部門和TCTC

日本九州大學ARO代表拜會中研院和TCTC

Kyushu University/ARO Japan-Academia Sinica/TCTC雙邊研習會與代表擬定合作備忘錄內容

4/3

9/23

7/20

ARO代表拜會中研院、陽明及台大 TCTC Clinical informatics

8/31

8/19

Asian ARO Network Workshop

2/1

20175/13 第三屆臺日雙邊

研習會 ARO-TCTC

20185/11 第四屆臺日雙邊

研習會 ARO-TCTC

雙方規劃合作方向

2011

臺灣 NRPB 成立TCTC,13Consortium

2019 第五屆臺日雙邊研習會 ARO-TCTC

9/26TCTC-ARO

2015年12月 2016年12月 2017年12月 2018年12月

上市櫃家數 156家 170家 186家 188家

上市櫃營收 2127億 2413億 2508億 2788億

平均營收 13.64億 14.19億 13.48億 14.83億

上市櫃市值 1兆1538億 1兆0002億 9256億 8404億

平均市值 74億 59億 49.8億 44.7億

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

(億元;新台幣)

NRPBTCTC

Si2C

基亞浩鼎

10

From BTC 張鴻仁11

有一手好牌如何才能打得更好

精準健康(Precision Health)才是生技產業的藍海

善用臺灣的優勢，突破坐擁金山的困境

結合 ICT 產業與生醫科技

人才培育更好有彈性，加強産學減少學用落差

民間資源的積極投入，光靠政府的力量是不夠的

法規制度的調整必需在心態上化被動為主動

國際化與國際鏈結，提升臺灣競爭力

12

Joe Babaian, Healthcare Leadership 2017 13

精準醫學

Precision Health is the Future of Medicine精準健康是未來醫學的大趨勢

Using the tools of precision medicine, such as big data analytics and genomics, the goal of precision health is to predict, prevent and cure disease

American Hospital Association’s Leadership Summit 2019 14

Natural History of Disease and Precision Healthcare

疾病的自然史和精準健康照護

Time

Dis

eas

e b

urd

en

an

d C

ost

醫療

資源

耗費

Baseline Risk疾病風險

Earliest molecularDetection分子診斷

Earliest clinical

Detection最早臨床診斷

CurrentIntervention精準治療`

Irre

vers

ibili

ty

可逆

性

Baseline risk and susceptibility 風險評估

Monitor progressionRefine risk prediction

Define disease mechanisms

Monitor progressionRefine disease definition

Personalized therapy

Personalized Medicine Tools

Health Promotion健康促進 Prevention 疾病預防 Disease Management

疾病治療Precision Health Planning

Symptom 症狀

Modified from Snyderman R et al. NEJM Catalyst 2017

Precision Medicine精準醫學

15

上醫醫未病，中醫醫欲病，下醫醫已病(黃帝內經:Yellow Emperor Internal Classic, 2000+yrs ago)

史記記載，魏文王問扁鵲：「子昆弟三

人其孰最善為醫？」扁鵲曰：「長兄最

善，中兄次之，扁鵲最為下。」

魏文王曰：「可得聞邪？」

扁鵲曰: 「長兄於病視神，未有形而除之，

故名不出於家。中兄治病，其在毫毛，

故名不出於閭。若扁鵲者，鑱血脈，投

毒藥，副肌膚，閒而名出聞於諸侯。」

16

The supreme healer cures the illness that is still obscure,The good healer cures the illness that is about to break out,Fully manifested illness the least able tries to cure.

孫思邈(Sun Sijun, Tang Dynasty 581-682)

17

Population Demographics in Taiwan台灣的的人口分佈

Precision Medicine and Precision Health

Precision Medicine

精準醫學

Precision Health

精準健康

18

Global Precision Healthcare Market 2012-2025 (USD Billion)

精準健康照護之市場預測

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

PM Diagnostics PM Therapeutics Personalized Medical Care Personalized Nutrition & Wellness

641601

19精準醫療 健康福祉

Artificial Intelligence in Precision Medicine Market 2019 Top Compamnies: Intel AI, IBM, GE Healthcare, Thermo Fisher Scientific

Prachi Mahajan, QYReports 2019

“AI in Precision Medicine” refers to interactive and automated technology systems in the biotech industry, which can function autonomously with little or no human intervention.

20

AI revenue by technology and segment

Rajendra 2017 21

IoT Was Interesting, But Follow the Money to AI Chips特殊應用積體電路和系統單晶片

Kurt Shuler EETimes 2019 22

Recent Advances of NGS Technology

23

Ion GS S5(www.thermofisher.com)

Hiseq4000(www.illumina.com)

PacBio RSII(www.pacb.com)

Roche 454 GS FLX(www.roche.com)

More reads Increase throughput Decrease turnaround times Increase read length

(Sara Goodwin, et al. Nat Rev Genet 2016)

SOLiD 5500xl WThermoFisher

Illumina iSeq100

Oxford Nanopore MinION

Semiconductor industry revenue by country (in billions of dollars)

台灣的半導體產業

0 50 100 150 200 250

Others

China

Europe

Japan

Taiwan

South Korea

U.S.

Taiwan Contributions:

Semiconductor: 20-25%

Sequencing chips: 20%

Personal communication, Dr. Frank Huang Chairman of Taiwan Semiconductor Industry Association

As of 2017 Source: IEK

24

The Evolution of Personalized Medicine 精準醫學檢測的演進

Clinical Pathways Interferes with Personalized Medicine

Image courtesy of the National Cancer Institute25

Clinical Proteomics臨床蛋白體學

26from Philipp E. Geyer et al. 2016 26

Modified from Kamalakaran S et al. Med Oncol 2013

Translating NGS and Omics to Point-of-Care次世代定序及體學應用於門診及床邊檢測

Point-of-care

Less invasive sample

Results quickly available

Risk prediction

Precision management

User friendly, lower cost

27

Risk assessment

Health Management

DiagnosisPrecision

TreatmentMedical Devices

Therapies

Medical Image• Digital Plat Panel• Non-invasive Endoscopy

Medical Supplies• Medical Cart System• Smart Patient Care System • Automated Dispensing Cabinet

Health Data Record Device• Wearable• Health Kiosk• AGEs, ViSi Mobile

Clinical Diagnostics

Radiotherapy• Photon Therapy (ZAP)• Proton Therapy (VARIAN)

Cell Therapy• Cell Therapy• NK-Cell Therapy• STEM-Cell Therapy

Health Check & Risk Prediction• Personal genome• Disease risk prediction• medical examination• Functional Medicine• Imaging/Nuclear Medicine

Food/Water/Air Testing Laboratory

Personal Health Cloud• Health Record Bank• Customer Health MGMT

Precision Medicine• Genetics• Environment• Life Style Optimization

Academy-Industry Cooperation HPC

Stem-CellCancer Gene Clinical Research

Precision Health

New Era of Precision Healthcare精準健康的新世代

28

EarlyDiagnosis

Health promotion

29

全人各階段的風險評估 整合型健康入口

資料分析 介入式

客製化監控

植入式 穿載式 智慧家庭 生物標記 影像

家庭史 基因篩檢 社經因素

學習和適應性

型態識別 機器學習方法 預測模型 數位孿生子 可行動反應的測定 醫生訪視

訓練和支援 特殊檢驗 精準醫療 行為改變

Precision Health Care Overview 精準健康的範疇

精準健康考慮到個人的基因、環境和生活方式的差異，並根據患者的獨特背景和條件製定治療和預防策略。

Sanjiv S. G. etc., Toward achieving precision health, Science Translational Medicine 2018

Monitoring on the body and in the home (I)

客製化智慧型居家自我健康監控

Sanjiv S. G. etc., Toward achieving precision health, Science Translational Medicine 2018 30

Monitoring on the body and in the home (II)

客製化智慧型居家自我健康監控

Sanjiv S. G. etc., Toward achieving precision health, Science Translational Medicine 2018 31

Precision Medicine in Taiwan 臺灣精準醫學的發展

DatabaseReagent,

Chips…Software Service Antibody Platform

New

TherapeuticsCRO/CDMO

Taiwan BioBank(Database)

National Health Insurance Database

Taiwan Clinical Trial Consortium

Laboratory Development Tests

Strong Government Support

Companies

R&D

Resources

Diagnostics Medicine

Universities Universities Universities Universities UniversitiesUniversities Universities Universities

Courtesy from Professor Dar-Bin Shieh 32

臺灣ICT大廠跨入大健康產業概況

遠距照護系統IoT設備/解決方案穿戴式裝置健康數據監測分析

與管理系統

Precision Healthcare Industry

基因與細胞療法行動健康照護 醫療設備與器材 智慧醫院解決方案

X光/超音波微型CT掃描儀手術/復健/輔助機器人膠囊內視鏡血液透析器臨床病理分子診斷生理監測設備

智慧病房/手術室手術3D導航/VR訓練AI解決方案行動醫護系統電子病歷/資訊系統醫療電腦/顯示器

基因定序儀基因定序檢測晶片蛋白質與基因檢測CTC檢測系統細胞療法

產品

應用技術

Genetic Medicine / Cell Therapy

企業

生醫關鍵元件

AI晶片基因定序晶片RF & Wireless chip體徵訊號感測器影像顯示元件有機半導體元件

資料來源：生策中心Source: Research Center for Biotechnology and Medicine Policy 33

大健康產業

34

個人基因體的檢測服務

35

36

Tailored treatment and

health management for

all

Taiwan Precision Medicine

Initiative

Pilot Project:

Genetic profiling of

1 million patients

Taiwan Precision

Medicine SNP array

Comprehensive clinical record

Taiwan reference

genomesPui-Yan Kwok

Courtesy from Kwok PY 2019

Use of HLA-B*58:01 genotyping to prevent allopurinol-induced severe cutaneous adverse reactions in Taiwan: national prospective study

BMJ 2015;351:h4848 Sep 23, 2015

Carbamazepine Allopurinol

HLA-B*15:02 HLA-B*58:01

37

Prevention of Drug Reactions

Stevens-Johnson Syndrome

and Toxic Epidermal Necrolysis

Courtesy from Kwok PY 2019

PharmacogeneticsExtensive

Metabolizer

(EM)

Intermediate

Metabolizer

(IM)

Poor

Metabolizer

(PM)

Cancer.gov

Questdiagnostics.com 38Courtesy from Kwok PY 2019

Low Risk PatientsScreening tests late

High Risk Patients

Change life style for

prevention

Screening tests early

Treat before symptomatic

39

Tailored Disease

Management

Courtesy from Kwok PY 2019

健保署李伯璋40

AI can aid the diagnosis of lung cancer

41

First FDA Clearance for Broad Oncology Imaging Suite with

Deep Learning

42

Automated nodule segmentation

Automated longitudinal tracking of nodules across multiple studies

https://arterys.com/lung

“Medical Selfies”:The Proliferation of Mobile Devices in Healthcare

Modified from Dr. George Poste 2017 43

44

45

外骨骼機器人投資工研院衍生新創-福寶科技與加拿大B-TEMIA 合資合作開發與協助ODM與美國Bionik簽署共同開發合作協議醫療與工業用外骨骼機器人合作開發體外檢測儀器

協助博錸生技儀量產製作專門設計、開發、製造體外診斷醫療(IVD) 產品與

ISO 驗證合格的儀器

生命科學儀器協助合作夥伴將CTC檢測儀器從原

型機系統縮小並進入量產

智慧醫療投資馬雅資訊，與馬偕醫院合作血透管理系統與恩主公醫院共同推動智慧醫院，設計數位醫療方案三大系統

光學與設備影像投資醫療影像系統服務商安盟生技協助業者將醫學影像儀器設計的更微小化與夥伴合作腫瘤影像AI判讀系統

46

47

48

Omics, AI and Precision Health at Point-of-Care

49

Microbiome

Big data

Machine Learning

Cognitive Computing

Liquid biopsyNGS

MicrofluidicsLab-on-a-Chip

Mini-MassOthers

P4 Medicine

以臺灣利基布局產業新未來

資訊硬體製造強

No.1 / 全球

總體經濟穩定

No.1 / 全球

生活品質

No.1 / 全球

BTC

利基優勢新未來

包容創新

永續

跨域合作引領產業創新

法規布局帶動產業發展

活絡資金加速產業動能

國際鏈結提升臺灣能見度

23

4

5

健康照護系統優異

No.1 / 全球

醫療水準高

No.1 / 亞洲

創新大國

No.1 / 亞洲

BTC 吳政忠政委 50

結語

精準健康的世代已經來臨

善用臺灣的金山和優勢

結合 ICT 產業與生醫科技

彈性培育人才減少學用落差

提昇信心善用民間資源

化被動為主動調整法規制度

國際化與鏈結提升臺灣競爭力

51