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Computational Molecular �Design & Metabolomics

Y. Jane Tseng

Graduate institute of Biomedical Electronics and Bioinformatics,

Department of Computer Science and Information Engineering,

School of Pharmacy,

National Taiwan University

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研究

RESEARCH TO SAVE LIVES

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Lab Focus

找尋生物指標

圖譜、系統生物網路計算
精準醫學

電腦藥物設計

電腦藥物篩選

計算模型取代生物實驗標準

AI應用於藥物開發

治療

診斷

分子結構計算

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研究主題一：診斷�代謝體學

代謝體

未來十年會改善人類生活的14學科之ㄧ (Nature’s 2020 vision)
14學科 — 搜尋、個人化醫療、藥物開發、微生物學、精神健康…
14學科中之個人化醫療、藥物開發、微生物學、精神健康認為自己的領域要突破需要代謝體的協助

What can happen

What appears to be happening

What makes it happen

What has happened and is happening

表現型

基因型

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研究主題一：代謝體學�圖譜計算、系統生物網路計算

發展可分析混和物的質譜與核磁共振光譜演算法
2011國際代謝體年會最佳論文獎
最多理論計算發表到分析化學最好的期刊「Analytical Chemistry」

系統生物網路計算 3Omics –Highly Accessed Article [BMC Systems Biology (2013)]

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研究主題一：代謝體學�鑑定臨床上診斷、治療的生物指標

周邊動脈疾病

三成死亡率
全球最大的周邊動脈疾病血液樣本
全球唯一團隊

FDA同級的台大代謝體核心實驗室
世界上第一個可預知一年後周邊動脈疾病死亡率的生物指標
開啟台灣學界代謝體本領域研究

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Lab Focus

找尋生物指標

圖譜、系統生物網路計算
精準醫學

電腦藥物設計

電腦藥物篩選

計算模型取代生物實驗標準

AI應用於藥物開發

治療

診斷

分子結構計算

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> 5, 000

電腦輔助藥物設計

傳統藥物開發

US $ 1.7 Billion Per Drug

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研究主題二：電腦藥物設計�減少毒性

> 5, 000

“ … 10% improvement … would lead to a US$100 million saving per drug.” - FDA White Paper, 2004

● ● ●

J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2004, 44 (5), pp 1526–1539 36 citations Google Scholar

美國國家衛生研究院唯一臨床前電腦預測藥物篩選之計畫

(2006-2009，總共10個領域得到支持)

已成為國際業界標準:

美國知名製藥公司採用的電腦藥物篩選模型(2007-)

計算模型取代生物實驗

口腔腸道藥物吸收、皮膚致敏毒性、皮膚吸收、皮膚滲透的計算模型
歐盟在2012年啟用禁止生物測試化學物質經由皮膚吸收毒性法規

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研究主題二：電腦藥物設計�提高結構活性、獲得藥物專利

世界第一個自動分子片段學習演算法
自動學習已有結構特性、提出可聲請新專利的結構
美國、歐盟技術專利
幫助台灣國家型製藥計畫拿下四項全球藥品結構專利[癌症、疼痛、精神分裂症] – 目前台灣國家製藥的專利最多紀錄

J. Chem. Inf. Model., 2011, 51 (7), pp 1703–1715

藥物要能獲利是要有藥品結構專利
一年全球獲准上市的藥物不超出17種

在一個治療類別裡第一個上市的藥物 (first in the class)可以拿下一半的全球市場15至20年

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研究主題二：電腦藥物設計�新型精神分裂症負向症狀藥物

Good PK

Good PD

No Tox

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研究主題二：電腦藥物設計�新型精神分裂症負向症狀藥物

Phase I +Phase II

病人需長期用藥, 天天用藥
First in the class: 預估有一半的全球市場15至20年

No Drugs

No Competitors

Negative syndrome市場預估近美金15億 (2022)
全球精神分裂症市場預估從2012年的美金63億成長到 80億(2022)

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A.I for drug discovery

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國際服務�「Teach Discover Treat （TDT)」initiatives

集合全球學界開發忽略性疾病藥物 (neglected disease) since 2010
病人眾多，但集中在藥廠不關心的非歐美地區，無現有有效的藥
「台大，Novartis，Merck， UC」 Founder (4) , Scientific Board Member
2012 美國化學協會創新研究獎 ACS IPG innovation award
2013 美國化學協會創新服務獎 ACS Chemluminary award

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跨國跨院服務

跨院系服務

藥物研究中心
基因體醫學研究中心代謝體核心

設立台大醫學院代謝體核心實驗室
國科會代謝體核心實驗室

跨國服務

跨國頂尖癌症研究中心 (i-Rice) [2012年迄今]