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基龍米克斯發展農業基因體資料庫

蔡武穆│理財周刊1010期│2020-01-03 

精準醫療市場未見起色,基因定序龍頭廠基龍米克斯採取彎道超車策略,二○一八年七月開始跟行政院農業委員會畜產試驗所合作,以「全基因組+AI人工智慧」協助種豬育種及配種,目前已完成種豬篩選及配種的數據模型,未來將多元應用在其他畜產及水產,建立全台第一個農業基因體資料庫,預估將創造龐大的商機。

基龍米克斯以彎道超車策略,最主要是因為台灣精準醫療發展緩慢,董事長游卓遠表示,醫院是一個封閉的體系,台灣市場又太小,生技公司只跟一、兩家醫院合作,無法提供全台醫院通用的服務,也沒有殺手級的應用,除了標靶適藥性及藥害檢測納入健保之外,其他檢測項目均被排除健保之外。

民間基因檢測亂象叢生,媒體曾經報導「一位大腸癌化療的A先生,想知道自己癌症會不會復發,花了十五萬元做基因檢測,檢查出來的報告竟是沒有癌症基因」。業者推出的運動基因、膚質基因、肥胖基因,淪為「科學算命」。二○一九年十月,衛福部公告將基因檢測納入管理,未來檢測只能在醫師醫囑下進行,民間業者會更難生存。

轉進農業基因 建立數據模型

「精準醫療短期內看不到實質的回報」,游卓遠說,健康基因檢測需要時間驗證,報告出來也沒有後續的配套措施,大家看不到期望的未來,不願意投資。但是豬隻不一樣,一隻豬生下來七個月就會被屠宰,可以知道預測的準不準,便可發展後續的業務。

另一個原因是健保及醫學倫理的限制,「血液採集及檢驗報告不能拿出醫院,拿豬的血就相對容易,可以一次抽一百、一千頭豬的血」,建立豬的基因數據,配合檢定站及飼養場,包含生長速度及飼養效率都相對容易取得,有各樣的數據整合才有辦法做加值的應用。

事實上,中研院正在進行百萬人體基因資料庫,必須三到五年後才會完成,完成後是否順利商轉,還是未知數,「彎道超車之意,就是我們不停下來,先在農業上建立處理數據的能量,建立關聯性的能力」,待中研院晶片資料庫完成之後,人體基因市場就會蓬勃發展。

但是游卓遠也說明,雖然是彎道超車,公司並沒有離開醫療的戰場,目前還是跟很多醫院合作,提供數據產出的服務,協助醫院發展自己的應用。

畜產中產值最大 從種豬基因數據著手

基龍米克斯轉進農業基因,先從種豬的數據模型開始,「所有畜產,豬的產值最大」,根據統計,台灣一年豬的在養量是五百五十萬頭,屠宰量是八百萬頭,若以一次交配生十隻小豬來計算,則需八十萬次的配種,產值將近七百億,「種豬性能增加一%,就增加七億的產值,每一次交配就是一次的商機」。

游卓遠認為,豬產業比較容易精算,如果一頭豬少吃十公斤的飼料、少生病,或提早十天出貨,就能估算出節省多少成本,配種的目的,在於尋找適合的種母豬及種公豬,繁衍出更優質的下一代,提升豬產業的價值。

畜試所育種組組長吳明哲表示,台灣種豬檢定站合格種豬拍賣總價一年已超過二千五百萬元,其基因檢測價值對養豬產業貢獻是以一百倍來計,故有二十五億之多。台灣區種豬產業協會體型比賽豬拍賣總價一年約為一千五百萬元,其種豬基因檢測對養豬產業貢獻以六十倍(因有四○%是母豬)計算高達九億元。兩類種豬供應面總計有三十四億元(如附圖)。

目前種豬有國外進口、拍賣場購得、畜場自行育種三個來源,過去憑經驗法則判定種豬的性能。種母豬比較好鑑定,大抵是體長、屁股骨架、乳頭多寡等,以及前兩次生出的胎數來判定是否為好的種母豬。種公豬就比較難,現有的做法是送到新化的中央檢定站養三個月,記錄三個月的飼料換肉率、背脂厚度、幾天到達一百公斤,這些都有標準的量化指標。

透過基因位點找出優良種豬

基龍米克斯跟畜產試驗所、中央檢定站及國內大型種豬場合作,同步採集二千五百隻種豬血液進行基因與性能的關聯性比對,建立種豬基因體資料庫,「原本要三個月,現在只要七天就可知道種豬的性能」,未來可根據畜場需求,做客製化育種及配種選拔,並且透過基因管理,改善豬種原有的性能。

透過基因位點找出生育力強、肉質好、飼料換肉率佳的種豬,更深的層面,可以解決多維項度的問題,例如,不同的飼料對豬隻影響的關聯性,「產銷履歷不能只考慮經驗法則,只有屠宰及上架記錄根本不夠,從一開始的基因檢測、飼養、屠宰、配送,到上架記錄,才是完整的產銷履歷」。

基龍米克斯從豬的三十億鹼基中找到四千多萬個位點,再從四千多個位點中找出跟飼料有關、繁殖胎數有關,或跟肉質有關的基因,利用「全基因組關聯性機器學習法+AI人工智慧」,對照種豬性能,建立模型資料庫。

「全關聯性基因組」加權計算 延伸多元物種應用

游卓遠說,性狀並非由單一基因決定,而是多數基因影響,「全關聯性基因組」就是找出哪些是主效基因、哪些是微效基因,這些基因加權起來後,才能建立數據模型,「知道哪些位點跟這性狀有關,就可以去做後面的預測」,累積資料越多關聯性就越強,準確率越高。

由於資料數據龐大,基龍米克斯委託國研院高速網路與計算中心執行資料運算、儲存、管理,國研院是第三方公正的單位,容易取信於業者,資料儲存不會外洩,並達到資安的功能。

種豬的數據模型建立後,除了種公豬/種母豬的性能檢定外,最大的商業價值在每年八十萬次的配種,更重要的是,同樣的平台,可以延伸多種不同的應用,像是台灣鯛、石斑魚、毛豆等水產及農作物,建立全台第一個農業基因體資料庫。

目前基龍米克斯已跟成功大學簽定石斑魚分子育種的產學合作,結合既有的研究論文及資料庫,加入AI分析,協助研究成果快速商業化。另外也與台灣海洋大學合作針對台灣鯛進行研究,台灣鯛(吳郭魚)的產季是三月到九月,十月到十二月產量稀少,造成價格飆高,利用基因關聯性,可以找出耐寒的品種,季節性調節量產,平穩物價,比起政府以保價收購來得有效。另外,也可以找出耐鹽的品種,以海水代替地下水養殖,避免地下水超抽,這些都必須透過基因鑑定及資料庫,才能快速找出對應市場需求的品種。

以基因及AI人工智慧推動農業4.0

「我們已經在種豬產業演練過一次,如何管理數據、分析數據,其他的產業也可以如法炮製」,游卓遠表示,當然水產有水產的挑戰,但以現今的技術,譬如智慧養殖、魚臉辨識,或是晶片追蹤研究,將魚的根本性與基因分析結合,才能選出更好的下一代。

「公司要做產業化的最後一哩路」,游卓遠說,目前都是零散的研究資源,教授跟養殖場合作,影響只有單一範圍,水試所、畜試所雖然是產業發展的推動者,但是缺乏最先進的設備,無法跟上生物技術的時代,基龍米克斯未來將藉由公私協力扮演整合的角色,以基因及AI人工智慧推動農業4.0。

人體基因檢測逐步納入管理,未來開發應用將會以醫院為主,市場越來越緊縮,基龍米克斯會配合醫院的腳步,專心做好定序、資料產出,先將重心轉往農業基因體開發。

游卓遠強調,「人體基因資料庫不是自己醞釀,公司只能做數據產出,但是農業基因不一樣,資料庫是自己擁有的」,不單單只是機台、檢測,未來基龍米克斯的價值會在資料庫上,「基龍米克斯已不是大家想像的基因檢測公司,而是農業基因體的應用公司」。


<轉載自理財周刊:http://www.moneyweekly.com.tw/Journal/article.aspx?UIDX=23300733040&pagenum=1>