生物信息技術在生物醫(yī)藥領域的應用及發(fā)展

郝盈辰

【摘 要】隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，信息技術已經(jīng)在各個行業(yè)和領域應用并普及，與此同時，隨著信息時代下知識爆炸、信息量增大，使得生物醫(yī)學科研究所能面對的數(shù)據(jù)量也直線增加，因此，極需尋求一個高效系統(tǒng)的技術與方法來對這些信息進行處理。本文在對生物信息技術發(fā)展研究的基礎上，進一步分析探討了生物信息技術在生物醫(yī)藥領域的應用以及發(fā)展。

【關鍵詞】生物醫(yī)學；信息技術；應用發(fā)展

1 生物信息技術的發(fā)展概況

1.1 生物技術以及信息技術相關概況

生物技術是建立在生命科學的基礎之上，通過對生物的特征以及相關功能進行分析、利用并重新構(gòu)建之后的一種新型技術。該技術與生物工程、加工生產(chǎn)等技術都有緊密結(jié)合，同時也可用以與提供服務相結(jié)合，是一種綜合性、創(chuàng)新性強的技術。而信息技術主要是對信息的取得、傳播以及相關信息的處理就行研究，是計算機、通信、微電子三門學科的集大成者，主要是利用計算機進行信息處理，通過通信以及信息管理來實現(xiàn)信息的收集、存儲、利用以及相關產(chǎn)品及信息的開發(fā)及創(chuàng)新。二者的關系是相輔相成、互相促進的。在現(xiàn)代生物技術的發(fā)展與應用中，高精尖的計算機技術發(fā)揮了巨大的助力作用。

1.2 生物信息技術目前的發(fā)展狀況

伴隨著人類基因組項目計劃的實施啟動，生物信息學也應用而生。在很長一段時間以來，生物信息學都只是被簡單的認為是構(gòu)筑在對DNA和蛋白質(zhì)序列進行對比研究的基礎上發(fā)展起來的一門基礎學科，主要是對其序列以及系統(tǒng)的功能就行對比分析。但是，隨著信息技術的升級與發(fā)展，目前人們更加將研究的對象放在系統(tǒng)生物信息學方法的研究上。生物信息學已經(jīng)發(fā)展成為整個生命科學發(fā)展創(chuàng)新的的重要支柱。在當前信息爆炸的時代，人們需要對海量數(shù)據(jù)進行挖掘和運用，因而重視生物信息學的發(fā)展極為重要。

目前，生物信息技術已經(jīng)在基因組領域取得了長足的發(fā)展，巨大的成就。而對其的應用也不再僅局限于對DNA 序列的研究上， 生物信息技術已經(jīng)逐漸被應用到生物醫(yī)學的各個領域， 比如醫(yī)學信號的探測、處理，醫(yī)學成像技術、計算機輔助藥物研發(fā)創(chuàng)新等各個方面，同時，在對復雜精密生物醫(yī)藥數(shù)據(jù)進行處理分析時，生物信息技術也漸漸發(fā)揮著無可替代的作用。

2 生物信息技術在生物醫(yī)藥領域的應用

2.1 應用于臨床醫(yī)學信號的處理

對生物醫(yī)學臨床信號檢測指的是，對含有生命體征、狀態(tài) 和成份等信息的信號進行檢測和量化的技術。對生物醫(yī)學信號的處理主要是對生物體的結(jié)構(gòu)以及功能進行分析，同時還可以發(fā)揮診斷以及治療疾病的輔助作用。生物醫(yī)學信號的檢測是生物醫(yī)學工程研究中的一個先導技術，對于某項研究來說，研究者的主觀意愿對研究結(jié)果占有很大的影響成分，由于其出發(fā)點、研究目的以及研究方法不盡相同，因此其對生物醫(yī)學信號的檢測呈現(xiàn)結(jié)果也有很大的不同，保證了生物醫(yī)學研究的多樣化和個性化。

在具體檢測過程中，通過技術處理將檢測的電信號放大，然后通過去噪分析設備取得后，由于其沒有經(jīng)過任何加工轉(zhuǎn)換，還只是以一種隨機的模擬信號的形式而存在的，不利于觀察研究，因此，在取得信號后，要先通過模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再通過計算機系統(tǒng)對數(shù)字信號進行全面系統(tǒng)的研究分析。

2.2 應用于基因生物學

人類基因組項目計劃的成功研發(fā)與施行，使得人類基因研究有了很大的進展，同時也使得生物醫(yī)學領域的發(fā)展向前邁進了一大步。目前，面對一系列累積的數(shù)據(jù)，需要尋求一個高效、快速的解決方法。而建立在大數(shù)據(jù)分析基礎上的生物信息技術應用而生，為DNA序列分析以及基因生物醫(yī)學的發(fā)展提供了強有力的理論基礎。

目前高發(fā)的難以醫(yī)治的重大疾病多為復雜性疾病，導致患病的人體基因往往不是可以簡單分析到的單個基因，而是多個復雜基因的組合，各個基因分布在人體不同空間、不同位置，甚至時間也不同，這位基因分析并對癥解決提供了一個巨大的難題。而建立在大數(shù)據(jù)分析基礎上的生物信息技術解決了這一難題，通過技術分析可以發(fā)現(xiàn)不同階段、不同位置的遺傳控制因素，從而對癥下藥，針對性的進行相關治療，以達到最佳的醫(yī)治效果。與此同時，還有研究發(fā)現(xiàn)基因與人體某部分血管組織有著密不可分的聯(lián)系。

2.3 應用于藥物研發(fā)

除了基因生物、疾病治療以及臨床醫(yī)學之外，生物信息技術還廣泛應用于對藥物的研發(fā)以及創(chuàng)新方面。

從研發(fā)成本來看，通過借助計算機輔助藥物設計技術，企業(yè)可降低藥物及新材料開發(fā)的費用和周期，從而贏得競爭優(yōu)勢。通過生物信息技術對生物數(shù)據(jù)庫的虛擬篩選程序，對數(shù)據(jù)進行自動篩選，分類可以快速的發(fā)現(xiàn)新藥物，使研發(fā)時間縮短，降低研發(fā)新藥物的成本。

對生物信息技術的有效應用，可以極大提高內(nèi)置產(chǎn)品及產(chǎn)品成分的質(zhì)量。通過配套的數(shù)據(jù)分析程序，來提高產(chǎn)品的識別率，節(jié)省實驗研發(fā)的時間。同時生物信息技術可以對藥物的目標靶點及其他相關靶點進行篩選識別，從而對藥物涉及的基因編碼流行識別分析，找出在人體身上發(fā)生的異變，從而有效發(fā)現(xiàn)服用藥物的副作用，在源頭上減少因藥物副作用而對患者造成的不良影響，并將企業(yè)損失降到最低。

此外，生物信息技術還廣泛的應用于藥物臨床研究。在藥物開發(fā)過程中，需要進行大量的臨床試驗來判定該藥物的有效性以及針對病癥、適應人群，這也是開發(fā)階段，在投入使用前成本支出最高的地方，無論其程序設定多嚴謹，也不能精確確定藥物的使用人群，而生物信息技術通過對基因組進行歸類，來劃分病人群體，提高研發(fā)效率。

3 機遇與挑戰(zhàn)

高精尖生物技術的發(fā)展研究使得生物醫(yī)藥面對的數(shù)據(jù)呈直線增長，并且難度逐漸加大，需要處理的數(shù)據(jù)也愈發(fā)復雜。因此，生物信息技術已經(jīng)成為生命科學研究和生物醫(yī)藥研究中不可或缺的重要組成部分。目前，許多的重大科研項目中都有涉及到生物信息技術方面的研究，生物信息技術在這些領域以及項目中的應用也愈發(fā)廣泛，這為利用生物信息技術進行醫(yī)藥開發(fā)、生物醫(yī)學等的后續(xù)研究發(fā)展都帶來了極大的機遇。

但是，由于生物信息技術的重點服務對象其實是生物醫(yī)藥、科研單位等。導致其服務對象較為單一，不夠多元化，這在一定程度上而許多大型的生物制藥公司資金雄厚，認為自己有足夠的能力能做到專業(yè)生物信息技術公司提供的服務，而一些小型的公司則由于科研水平低下，也忽視了對生物信息技術的追求，因此對專業(yè)的生物信息技術公司以及生物信息技術的專業(yè)化發(fā)展帶來了一定的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)論

生物信息技術的發(fā)展與創(chuàng)新為整個生物醫(yī)藥領域帶來了翻天覆地的變革并注入了新的活力。其相關的技術研究不僅對對應的基礎學科有巨大的導向作用，更對醫(yī)藥、衛(wèi)生等其他相關產(chǎn)業(yè)有著重要的作用。

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