教育要闻|港大研VIA生物信息技术 分析细胞演化助精准对症

(星岛日报报道)人体结构复杂，纵使医学昌明，仍有不少谜团待解，致部分疾病未能对症下药。香港大学生物医学工程团队，开发名为VIA的生物信息分析技术，有助更快、更精准地分析细胞信息和演化轨，让科学家和医疗人员深入了解疾病形成过程，改进治疗方案。目前已有内地和海外团队通过VIA，研究新冠病毒和疫苗的免疫反应，省却重复抽血检查等程序。
人体由各种细胞形成，从胚胎时期一直演化而形成各种形态，细胞蕴含大量生物信息，包括细胞的蛋白质成分、基因图谱和形态特徵等，有助科学家了解人体随年龄增长下变化，与疾病形成的关键。港大工程学院电机电子工程系教授谢坚文称，为单细胞进行一次基因排序分析，可能得到最多100GB的数据，而进行形态特徵分析，取得的数据量更超过1,000GB，处理庞大数据量一直是研究细胞的一大难题，目前细胞分析技术通常只能针对一项细胞特徵进行，难以全面推断细胞发展轨。
提速演算预测病情

谢坚文率领的团队，研发的VIA生物信息分析技术，有助缩短分析细胞数据所需时间，并提高精准度。系统会先将取得的细胞样本分类，并在细胞数据化后进行分析，其后通过「随机漫步步法」推算和识别细胞的演变轨。

谢坚文形容，演化过程如同行山路径，「系统会将各群组转换成一个个检查站，然后寻找『起点』、各种『走到山脚的行山路径』和『终点』」，系统能全面推断细胞的不同演化过程及所需时间，他指演化路径较为复杂，仍能较现有方法更准确识别，准确了解身体正常发育过程与疾病演变过程。

研究团队曾以七种癌细胞，合共一百一十万个细胞进行试验，将细胞影像通过VIA系统自动分类，需时仅约十分钟，而其他演算方法最快亦需逾两句钟才能完成，演算速度大幅提升，将有助科学家和医疗人员处理大量单细胞数据，加上VIA侦测细胞群组的灵敏度高，有助探测数量较少的细胞群组。

研究团队成员之一、生物医学学院副教授何永基期望，新技术能协助推演癌细胞演变过程，侦测部分较罕有而又对病情有显著影响的癌细胞，预测病情发展，从而改进治疗方案。团队亦曾以新技术，分析一百三十万个小鼠胚胎单细胞，并全面展示胚胎的器官形成过程。
省却重复抽血程序

VIA系统已开放给全球科学家使用，目前已有内地和美国科研团队通过系统，研究新冠病毒及新冠疫苗对人体的免疫反应，包括推断感染后免疫系统的反应、会否引发重症和疫苗在人体产生的抗体数量等，有助省却重复抽血检查等程序。有研究利用VIA系统，分析不同程度的新冠患者支气管内的新冠病毒对病情的影响和病情发展，结果与早期研究合。港大研究团队亦与本港和海外的研究人员合作，将技术应用于抗癌治疗和药物研发等生物医学范畴。