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基因科技與健康

- 分享 -. 基因科技與健康. 黃憲達 教授 / 系主任 國立交通大學 生物科技系. 一些常聽到的名詞. 基因 基因檢測 基因與疾病 藥物與副作用 抗老化 網路 雲端運算 個人化醫療. DNA 家族遺傳 細菌 腸道細菌 益生 菌 免疫系統 發炎 癌症 代謝症候群. 人類 的 遺傳物質 是 DNA. 親緣鑑定用的就是 DNA 裝載著人體裡的遺傳 信息 DNA 的物理結構為 DNA 雙螺旋. 一個細胞含有 31 億 個 鹼基. DNA = D eoxy ribo n ucleic a cid = 去氧 核醣 核酸.

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基因科技與健康

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  1. -分享- 基因科技與健康 黃憲達 教授/系主任 國立交通大學 生物科技系

  2. 一些常聽到的名詞 • 基因 • 基因檢測 • 基因與疾病 • 藥物與副作用 • 抗老化 • 網路 • 雲端運算 • 個人化醫療 • DNA • 家族遺傳 • 細菌 • 腸道細菌 • 益生菌 • 免疫系統 • 發炎 • 癌症 • 代謝症候群

  3. 人類的遺傳物質是DNA • 親緣鑑定用的就是DNA • 裝載著人體裡的遺傳信息 • DNA 的物理結構為 DNA雙螺旋 一個細胞含有31億個鹼基 DNA= Deoxyribonucleic acid = 去氧核醣核酸 四種核苷酸-A,T,C,G

  4. 什麼是基因? 每個細胞核中有著相同數量成對的染色體 人體的組織由1014的細胞組成 成對的染色體分別來自父親與母親 每條染色體由一條DNA分子組成，而基因則是DNA中具有功能的某個片段

  5. 單核苷酸多態性 Single Nucleotide Polymorphism (SNP) • 人體 DNA點位三十億 • 百萬點位在人與人之間不同,猶如遺傳字謎 • 遺傳字謎讓每個人獨特 • 胖瘦高矮均與先天遺傳體質有關

  6. 基因與疾病 • 人與人之間DNA序列的相似度高達99.6% • 基因DNA序列上，關鍵位點上的差異造成不同的性狀，甚至是對疾病的易感性及藥物的代謝反應 A的基因 ATTGCAATCCGTGGATCGAG ACCATACGATTGCAG… B的基因 ATTGCAA GCCGTGGATCTAG A CCATACGATTGCAG… C的基因 ATTGCAA GCCGTGGATCGAG CCCATACGATTGCAG… SNPs單核苷酸多型性

  7. 全基因組關聯研究(Genome-wide Association Studies) • 以生物晶片偵測出特異SNP • 進行再現性研究 正常人 患者 正常人的DNA 患者的DNA 縮小SNP範圍 患者與正常人 試驗研究 正常SNPs 疾病特異SNPs 再現型研究一 比較兩者差異，得到與疾病相關的單核苷酸多型性位點(SNPsites)。 再現型研究二 功能分析

  8. 心肌梗塞基因檢測之基因型標記(舉例)

  9. 超過50項基因檢測項目已研發成功

  10. 基因與老化 • 影響細胞老化的最主要因素在於「基因」而不是這些外來的物質。每顆細胞可以在人體內可以存活多久，這些時程表早就已經設定在基因密碼裡面，想改也改不了。 • 人體細胞染色體尾端有一小段基因叫端粒(telomere)，會限制細胞分裂的次數，隨著端粒消耗變少，細胞分裂增生的速度也會變慢，直到完全停止。

  11. 啟動長壽基因 • 老化其實只是身體正常維修機制漸漸衰弱，最後身體磨損的結果 • 生物能夠因應環境變化，利用能量來保護和修復自己，因此生物系統的衰老並非不可動搖 節錄自《科學人》─【啟動長壽基因】

  12. 啟動長壽基因 • 限制熱量與延長壽命 • 在限制飲食下，不僅可以活得較久，而且也遠比一般動物健康，同時可以避免罹患癌症、糖尿病、甚至神經退化疾病等大多數老年疾病 • 當酵母菌細胞內加入一個額外的SIR2基因，細胞壽命則增長30% • 觀察到讓壽命延長的生物性壓力會增加Sir2活性的現象 節錄自《科學人》─【啟動長壽基因】

  13. 新聞: Cisd2基因 藏有長壽密碼 台灣研究發現，少了Cisd2基因的老鼠會出現早衰現象 資料來源：自由電子報

  14. 疾病預防從了解您的DNA開始… 抗老化從疾病預防開始… 了解DNA從基因檢測開始… • 基因檢測領導者– • 國立交通大學 生物資訊研究所

  15. 科學與基因檢測 交通大學 技術授權 基因檢測發展 2003年人類基因體定序完成 解碼基因資訊

  16. 基因遺傳 顯性基因 隱性基因 父 (攜帶者) 母 (攜帶者) 父(受影響) 母(未受影響) 子女4 (受影響) 子女1 (受影響) 子女2 (未受影響) 子女3 (未受影響) 子女1 (未受影響) 子女2 (攜帶者) 子女3 (攜帶者) 子女4 (受影響)

  17. 基因檢測與健康 症狀 血糖值時而標準、時而偏高 小心，您可能正身在糖尿病高危險群中。 基因檢測可讓您更了解自己。 預防勝於治療 基因檢測 改變飲食方式，注意血糖波動並改善生活方式 經過檢測發現糖尿病的風險高

  18. 基因檢測與家族健康

  19. 舉例來說 - 大腸癌的SNP

  20. 相對風險值 相乘 經過比對SNPmarker後，將疾病風險率相乘，得知檢測者罹患大腸癌的風險性比一般人高出3.07倍

  21. 基因組盛行率 您的基因組盛行率 台灣地區大腸癌盛行率 總人口盛行率 X 相對風險值 = 基因組盛行率

  22. 如果我是高風險基因型？ • 後天行為也會影響疾病發生 • 定期檢查、飲食控制、適當運動 • 若有輕微症狀，立即尋求醫療協助 • 善用醫療保險，早一步做好生涯規劃

  23. 如果我是低風險基因型？ • 罹病風險性較小，但不可輕忽 • 後天行為也可能導致疾病發生 • 飲食控制、適當運動不能少

  24. 以心肌梗塞為例 • 收集心肌梗塞患者DNA與健康者DNA • 實驗總樣本人數大於100人 • 以生物晶片偵測出心肌梗塞之特異SNP • 進行再現性研究 • 得到心肌梗塞之特異SNP • 偵測特異SNP以預測風險 以生物晶片技術偵測個人DNA (SNP)點位 => 實現個人化預防醫學

  25. 運用基因檢測，讓生活更健康 基因檢測結果，特定疾病風險偏高 改善生活習慣，定期健康檢查 預測疾病風險，營造健康生活

  26. 如何計算基因檢測的準確度? 針對胰臟癌的案件(風險值為0.76)，經由統析分析評估後，要看綠色的線 , 以及上方的數值 • 真正不會得病的人,有90% 被檢測為低風險 • 真正會得病的人,有52.7% 被檢測為高風險 每個疾病的數值略為不同，與所收集的SNP markers 及數量有關

  27. 基因檢測與健康 • 飲食均衡、腸道健康、規律運動，還要保持好心情、多笑，才是達到「不老」境界的不二法門。 • 個人化醫療時代已來臨 • 個人化預防醫學時代已來臨 • 個人化預防醫學已上雲端

  28. 腸道細菌與健康 腸道中的細菌是我們養的寵物 有對健康有益的寵物， 亦有對健康有害的寵物

  29. 腸道細菌與人體健康之關係 • 幾乎所有的成人疾病，包括糖尿病、高血壓、心血管疾病、老年失智，甚至肥胖、憂鬱症…等，都與腸道健康密切相關 生活習慣、環境壓力 飲食 運動 規律 舒壓 飲食 運動 規律 舒壓 腸道菌相、腸道環境 腸道毒素 發炎 免疫 代謝症候群 成人慢性疾病、癌症

  30. 腸道菌相與人體健康之關係 • 破壞腸道菌相的主因 • 現代社會為求便利、美味，飲食中常見許多化學添加物 • 當我們吃進過多的加工食品 • 上生活型態改變、工作壓力升高 • 腸道好菌一旦減少，壞菌變伺機而起，不僅影響腸道健康，更會危及全人健康

  31. 會思考，有情緒的第二大腦 • 醫學研究發現腸道與大腦，腸道與精神疾病有著不可思議的關聯 • 憂鬱、焦躁、精神分裂症、自閉症、強迫症 • 腸道不但是消化器官，也是大腦以外，最為複雜的神經系統，有多達一億以上的神經細胞分布在腸道

  32. 腸道是消化器官亦是免疫器官 • 無數由口腔清入的病菌、毒物，以及腸道原本就存在的壞菌軍團，都想伺機侵入人體 • 有七成以上的免疫細胞，如巨噬細胞、T細胞、NK細胞、B細胞…等，集中在腸道，有七成以上的免疫球蛋白A，由腸道製造，而且用來保護腸道

  33. 腸道菌相失衡 - 腸衰老 資料來源

  34. 腸道保水能力與易衰老體質胃腸好,不易老 腸道菌相失衡 • 腹瀉便秘 • 體內保水能力不佳 • 嚴重衰老 http://www.taishiunn.com/energyspa/6/6.htm

  35. 腸道菌相與年齡之關係比菲德氏菌下降 Mitsuoka (2006) http://biogenics.jp/therapye01.html

  36. 從腸道健康到抗老化 腸命 = 壽命

  37. 腸道年齡自我評估表

  38. 與腸道細菌相關疾病 • 老化 • 代謝症候群 • 潰瘍性結腸炎 • 青春痘 • 過敏 • 免疫機能低下 • 飲食攝取習慣 • 憂鬱症 • 自閉症 • 肥胖 • 糖尿病 • 大腸癌 • 腸躁症 • 心臟病 • 便祕 • 克羅恩病

  39. 代謝症候群與腸道細菌有關

  40. 肥胖與腸道細菌有關 • 肥胖症是一種慢性病，據世界衛生組織估計，是人類目前面臨最容易被忽視，但發病率卻在急劇上升的一種疾病 • 國際期刊Nature研究指出腸胃道中的厚壁菌門 (Firmicutes)及擬桿菌門(Bacteroidetes)與肥胖症有關

  41. 大腸癌與腸道細菌有關 • 李登輝先生大腸癌的病灶發生在右側結腸，此處的糞便不成形且患者多半不會有症狀，但通常會有貧血現象 • 若五十歲以上民眾有不明原因貧血，應該要檢查消化道、胃、小腸等器官。

  42. 大腸癌與腸道細菌有關

  43. 過敏體質與腸道細菌有關 Future? Now

  44. 自閉症與腸道細菌有關 • 絕大多數自閉症兒童，都有明顯腸道發炎現象，他們的腸道壞菌與正常兒童不太相同 • 神經學專家-麥克布萊德 (Campbell McBride)讓自己久治不癒的自閉症小孩服用益生菌，腸道調理好了，自閉症竟然也不藥而癒

  45. 憂鬱症與腸道細菌有關 • 提到憂鬱症，一定會想到血清素(serotonin)，它常被稱為大腦中的幸福分子 • 血清素主要是由腹腦所分泌，它作用在腸道，促進腸道蠕動，也作用在大腦，調節情緒、睡眠、食慾，與學習記憶也有關係 • 腹腦與大腦關係密切，同樣的，腸道與心裡互相影響

  46. 為什麼要檢測腸道菌相? 為什麼總是比較容易拉肚子 ?? 為什麼其他人比較健康? 是腸胃道中的細菌組成分布不同嗎?? 為什麼比較容易發胖?

  47. 腸道健康，腸保健康 了解自己的腸道菌相，洞悉健康傾向 改進生活習慣與飲食狀況 腸道菌相改善，邁向健康生活

  48. 已研發腸道菌相檢測技術 High-throughput DNA sequencing Sample collection 16s rRNA sequences What are they doing? Who is out there?

  49. 腸道菌相 (24 人) 腸內壞菌過多 飲食注重植物纖維(Plant Fibers)攝取 飲食注重油脂(Fat)攝取 (吃比較油)

  50. 腸道菌相圖譜之妙用 • 取得與疾病相關之腸道菌相 => 預防 • 細菌感染偵測 => 診斷 • 益生菌是否形成聚落 => 個人化益生菌之選擇 • 飲食習慣模式測定 => 擬定營養方針

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