2020年已步入尾声，突如其来的新冠疫情成为本年度最大的话题和事件。在全球疫情危机之下，宝藤没有停止在精准医学领域进行科研探索的脚步，反而以科技创新和数字化变革催生新的发展动能。

回顾2019年，宝藤的临床科研主要聚焦于重大恶性肿瘤的诊疗领域，而今盘点2020年，宝藤的临床科研在多个研究领域齐头并进、全面开花，主要涵盖了新冠肺炎的临床研究、癌症的精准诊疗研究、人工智能在精准医学上的探索与应用、心脑血管疾病风险预测和评估以及妇幼健康等领域。

一场精准医学背景下的学术盛宴即将开始，你准备好了吗？

新冠肺炎的临床规范化治疗研究

1、托珠单抗在COVID-19患者中的疗效和安全性研究

2、心理行为干预对COVID-19患者抑郁和焦虑影响的研究

癌症的精准诊疗临床研究

1、RNA测序揭示胆囊结石与胆囊癌的进化关系

2、食管鳞癌放化疗敏感性相关的血浆代谢小分子标志物

3、结直肠癌术后监测的循环肿瘤细胞最佳检测时间

4、临床外显子组测序发现癌症遗传易感综合征家系新致病突变

人工智能在精准医学上的探索与应用研究

1、基于机器学习的中国人群COPD发病风险预测模型

2、基于机器学习的中国人群AMD发病风险预测模型

3、胰腺导管腺癌患者早期复发预测模型的建立以及新辅助疗法的选择

4、通过全基因组数据库的机器学习识别预测肝癌患者复发的基因特征

心脑血管疾病风险标志物的研究

1、小而密低密度脂蛋白胆固醇与脑卒中风险、严重程度和预后的关系

2、急性缺血性卒中患者颈动脉内膜中层厚度与小而密低密度脂蛋白胆固醇的相关性

3、低密度脂蛋白亚分型可作为中国人群急性缺血性脑卒中的风险预测因素

孕妇血清维生素D水平的影响因素研究

1、中国孕妇维生素D结合蛋白基因突变与维生素D缺乏的相关性

2、中国华东和华中地区孕妇维生素D相关基因突变和影响因素分析

新冠肺炎的临床规范化治疗研究

1、托珠单抗在COVID-19患者中的疗效和安全性研究

合作单位：上海长海医院、火神山医院

研究简介：

本研究回顾性分析了火神山医院的181例COVID-19患者临床特征和治疗效果，其中92例患者接受了托珠单抗治疗，89例未接受托珠单抗治疗。研究结果表明，托珠单抗治疗1-3天后，大部分COVID-19患者的临床症状得到缓解。在托珠单抗治疗3天后，大多数患者的体温下降并逐渐接近正常范围。所有患者在接受托珠单抗治疗前均出现胸部CT影像异常，但在接受托珠单抗治疗1周后，大部分患者的CT影像表明病情好转。逻辑回归分析表明最高体温、最大心率和乳酸脱氢酶水平的升高与托珠单抗治疗前危重症患者预后不良相关。此外，最大心率、白细胞计数、血小板平均体积，血尿素氮、血清钠和CRP的升高与托珠单抗治疗1至3天后危重症患者预后不良相关。基于规范化的用药指南，托珠单抗可以有效改善COVID-19患者的临床症状并减缓病情恶化。此外，机体免疫力、疾病的严重程度和综合治疗方法也与患者的预后显著相关。

参考文献：Zheng KL, Xu Y, Guo YF, et al. Efficacy and safety of tocilizumab in COVID-19 patients. Aging (Albany NY). 2020; 12(19):18878-18888.

2、心理行为干预对COVID-19患者抑郁和焦虑影响的研究

合作单位：上海长海医院、火神山医院

研究简介：

全球新冠肺炎疫情引起公众性恐慌和心理健康压力。在努力控制疫情的同时，心理健康正成为一个不容忽视的临床问题。本研究对确诊为COVID-19的144例患者的抑郁和焦虑水平（HADS量表）以及社会支持水平（PSSS量表）进行评估。结果显示，性别、年龄、血氧饱和度和社会支持度与COVID-19患者的焦虑水平显著相关；年龄、家庭成员是否感染新冠病毒以及社会支持度是患者发生抑郁的危险因素。值得注意的是，研究者在本项研究中设计了包括心理支持和呼吸训练在内的心理-行为干预(PBI)方案，探讨其对新冠肺炎患者的影响。研究者将上述144名受试者中同时具有焦虑和抑郁症状(得分≥8分的HADS-A和HADS-D) 的26名患者随机分为干预组和对照组（13人/组）。标准化治疗10 天后，干预组的HADS评分明显降低，PSSS评分明显提高。而对照组在治疗前后，HADS和PSSS评分并无显著差异。通过以上研究提示，适时的心理关注和干预对于COVID-19患者临床护理十分重要。

参考文献：Kong X, Kong F, Zheng K, et al. Effect of Psychological-Behavioral Intervention on the Depression and Anxiety of COVID-19 Patients. Front Psychiatry. 2020; 11:586355.

癌症的精准诊疗临床研究

1、RNA测序揭示胆囊结石与胆囊癌的进化关系

合作单位：上海东方肝胆外科医院

技术平台：RNA-seq

研究对象：胆囊结石患者、胆囊癌患者

研究简介：

胆囊癌发病率低，但恶性程度极高，其中胆囊结石是胆囊癌的第一大危险因素。本研究入组了30例胆囊结石患者，取术后胆囊粘膜组织进行RNA-seq分析。同时入组10例病理确诊的胆囊癌患者(GBC)，取癌和癌旁组织进行RNA-seq分析。分析结果表明胆囊结石患者与胆囊癌患者的相似性由低到高分别是5-10年、10年和1-3年患者。研究者推断胆囊组织与胆囊癌的转录组特征越相似，患癌风险越高。研究发现与胆囊结石患者癌变风险最相关的40个基因主要与免疫信号通路相关。体外实验表明，GPR87敲减后的胆囊癌细胞系，与对照细胞系相比，其扩增、克隆形成能力、侵袭和转移能力均受到抑制，证明GPR87在胆囊癌变过程中发挥关键作用。研究者认为，症状出现早、发病急是高癌变风险的一个早期预警。而随访时间>10年的患者，胆囊长期遭受慢性粘膜创伤和炎症刺激，而炎症刺激被认为是胆囊癌变的关键驱动因素。对于有临床症状、达到手术指征的胆结石患者，建议行胆囊切除术。对于无症状的胆结石患者建议临床观察随访，当胆结石携带时间超过10年时，患癌风险增加，建议尽快手术切除。

参考文献：Wang J, Xu C, Cheng Q, et al. RNA Sequencing Revealed Signals of Evolution From Gallbladder Stone to Gallbladder Carcinoma. Front Oncol. 2020; 10:823.

2、食管鳞癌放化疗敏感性相关的血浆代谢小分子标志物

合作单位：河南省安阳市肿瘤医院

技术平台：气相色谱-飞行时间质谱(GC-TOF/MS)

研究对象：食管癌患者

研究简介：

我国是世界上食管癌最高发地区之一，以食管鳞状细胞癌为主要组织学亚型。寻找可靠的食管癌放化疗敏感性标志物，对进一步优化食管癌治疗策略，改善患者预后具有重要临床价值。本研究对46例II-III期食管癌患者的血浆样本进行非靶向代谢组学分析，比较新辅助放化疗完全响应患者和非完全响应患者血浆代谢组学上的特征差异。结果表明，在完全响应组和非完全响应组的血浆中发现了五种差异表达的代谢物。通过构建高斯朴素贝叶斯模型并进行ROC曲线分析，曲线下面积(AUC)值为0.76，显示这五种代谢产物对食管癌患者的放化疗反应有较好的预测能力。KEGG代谢通路途径分析显示，柠檬酸循环(TCA循环)、乙醛酸和二羧酸代谢途径与食管鳞癌的放化疗敏感性显著相关，提示血浆代谢物水平改变可能反映上述代谢途径的重编程。

参考文献：Zhang Y, Wang J, Dai N, et al. Alteration of plasma metabolites associated with chemoradiosensitivity in esophageal squamous cell carcinoma via untargeted metabolomics approach. BMC Cancer. 2020; 20(1):835.

3、结直肠癌术后监测的循环肿瘤细胞最佳检测时间

合作单位：河南省安阳市肿瘤医院

技术平台：SE-iFISH CTC技术

研究对象：健康对照、结直肠癌患者

研究简介：

循环肿瘤细胞(CTCs)已广泛应用于癌症的筛查和监测，本研究旨在探索大肠癌(CRC)患者术后CTC检测的最佳时间，以获得更准确的结果便于后续治疗。本研究入组134名受试者，包括10名健康个体和20名术前CRC患者中，健康受试者中未发现CTCs，85% (17/20)术前患者中检测到CTCs，还包括104例术后结直肠癌患者。CTC总检出率为81.73%（85/104），肿瘤T1、T2、T3、T4期患者外周血平均CTC数分别为4.00、3.33、5.90和5.64/7.50ml。在术后5、6、7、10天，四个肿瘤分期的CTC数变化趋势不一，7天时的最稳定。术后5、6、7天，CTC数量呈逐渐上升趋势，7天后这种上升趋势更为明显。本研究的结果表明，大肠癌中CTC的检测应在术后至少7天内进行，而不是术后7天内。

参考文献：Huang T, Xu C, Xiao J, et al. Determination of the optimal detection time of circulating tumor cells for the postoperative monitoring of colorectal cancer. Oncol Lett. 2020; 19(4):2996-3002.

4、临床外显子组测序发现癌症遗传易感综合征家系新致病突变

合作单位：上海长征医院、平顶山市第一人民医院

技术平台：高通量测序、一代测序

研究对象：肿瘤遗传家系

研究简介：

癌症是一个复杂的多基因疾病，其发病既受环境因素影响又受遗传因素影响。在临床遗传咨询中有大量的有家族史的肿瘤患者在接受遗传筛查后，无法找到数据库注释的已知致病突变，而是得到大量的临床意义不明确的突变。本研究报道了某肿瘤家系，其先证者为31岁的淋巴瘤男性，其家族史显示在包含四代人的家系中，共有4人（来自三代人）患恶性肿瘤，且所患的肿瘤各不相同（包括胃癌、结肠癌、肺癌和淋巴瘤），这是典型的癌症遗传易感综合征家系。本研究对存活的三位肿瘤患者进行了疾病相关的临床外显子组测序。经过生信分析，并未发现已知的遗传致病突变。这提示我们，该家系的致病突变可能存在未报道过的变异位点。经过滤筛选，研究组最终获得3个候选致病突变位点，其中POLB(c.C1002A，p.S334R，rs200881222)在三位患者中均呈现杂合突变，且在人群中的等位基因突变频率很低。POLB编码DNA聚合酶与碱基切除修复相关，是DNA损伤修复(DDR)通路中的重要元素，表明其与患癌风险有关。后续采用一代测序，在家系中的7位健康人中，对POLB c.C1002A进行测序分析，结果显示其中6位是野生型，而IV-5携带POLB c.C1002A杂合突变。IV-5是一位5岁的男孩，其直系亲属（父亲、祖父、曾祖父）都是恶性肿瘤患者，结果提示该男孩成长过程中或成年后有较高的患癌风险，临床建议进行定期的体检和疾病筛查。

参考文献：Zhu Z, Wang J, Jiang L, et al. Clinical exome sequencing identified POLB c.C1002A as a possible genetic cause in a family with hereditary cancer-predisposing syndrome. Cancer Genet. 2020; 245:49-52.

人工智能在精准医学上的探索与应用研究

1、基于机器学习的中国人群COPD发病风险预测模型

合作单位：大同煤矿集团总医院、太钢总医院(山西医科大学第六医院)、临汾市人民医院、河北省人民医院、长治医学院附属和济医院、晋城市人民医院

技术平台：MassARRAY

研究对象：健康对照、COPD患者

研究简介：

慢性阻塞性肺疾病(COPD)具有高患病率、致残率和死亡率，在全球范围内造成了严重的经济负担。COPD在早期阶段通常不易被识别、诊断或治疗，而肺功能指数对COPD的早期适用性又受到限制。因此，建立基于医学大数据的COPD早期风险预测模型，对于COPD的早期干预和治疗具有重要的临床意义。本研究共招募441例COPD患者和192例健康对照，分析确定了与中国人群COPD风险强相关的9个SNPs，并进一步构建了包括SNPs和临床特征在内的COPD风险预测模型，其中KNN、LR和XGboost模型显示了良好的整体预测能力。本项目为机器学习方法运用到临床COPD患者的早期诊断和治疗提供了科学依据。

参考文献：Ma X, Wu Y, Zhang L, et al. Comparison and development of machine learning tools for the prediction of chronic obstructive pulmonary disease in the Chinese population. J Transl Med. 2020; 18(1):146.

2、基于机器学习的中国人群AMD发病风险预测模型

合作单位：长治医学院附属和济医院、太钢总医院(山西医科大学第六医院)、汉中3201医院、泉州市第一医院

技术平台：MassARRAY

研究对象：健康对照、AMD患者

研究简介：

年龄相关性黄斑变性(AMD)是老年人视力损害的主要原因，也是最重要的致盲原因。然而临床上目前尚无有效的治疗方法，因此有必要建立风险模型来预测AMD的发展。本研究招募了82例AMD患者和120例健康对照，运用MassArray平台检测了与AMD 发展相关的66个SNPs基因型，并且运用PLINK软件筛选出了3个SNPs与AMD 发病风险相关。通过临床信息筛选，最终选择了2个临床特征（年龄和是否患有糖尿病）纳入后续研究。再运用Python开发的4种机器学习模型分别为逻辑回归（logistic regression, LR）、AdaBoost、随机森林（random forest，RF)和极端梯度提升(eXtreme Gradient boosting, XGboost)，结合筛选的3个SNPs和2个临床特征预测患AMD发病风险。结果显示：四种模型预测AMD 发病风险的AU-ROC值都高于0.72，揭示了机器学习工具可能有助于AMD患者的早期诊断和发病风险预测。

参考文献：Hao SF, Bai JY, Liu HM, et al. Comparison of machine learning tools for the prediction of AMD based on genetic, age, and diabetes-related variables in the Chinese population. Regen Ther. 2020; 15:180-186.

3、胰腺导管腺癌患者早期复发预测模型的建立以及新辅助疗法的选择

合作单位：上海长海医院、海军第九七一医院

研究对象：胰腺导管腺癌切除术患者

研究简介：

新辅助化疗有利于胰腺导管腺癌的可切除性和边缘性疾病。然而，临床中不恰当地使用新辅助疗法可能会错失最优治疗机会。本研究目的是利用术前临床信息建立早期肿瘤复发预测模型，并基于此选择新辅助化疗的高危患者。

本研究回顾性分析行胰腺导管癌切除术患者的术前临床信息，采用最小p值法将患者分为早期复发组、中期复发组和晚期/非复发组。研究发现324名患者中有235名(72.5％)复发，中位无复发生存期为210天。早期复发、中期复发和晚期/非复发组在术前糖类抗原19-9和癌胚抗原水平、横断面显像的“可切除性”、需要血管切除的切除、T分期、肿瘤大小和辅助化疗方面存在差异。早期复发的最佳临界值是术后162天。COX单因素和多因素分析显示，术前主要症状、淋巴结肿大和横断面影像可切除性、术前糖类抗原19-9水平>210ku/L、中性粒细胞/淋巴细胞比率>4.2是早期复发的独立预测因子。我们构建的Nomogram模型和决策树模型可以用来筛选那些早期复发的高危患者，以指导术前其术前是否采用新辅助治疗的决策。

参考文献：Guo SW, Shen J, Gao JH, et al. A preoperative risk model for early recurrence after radical resection may facilitate initial treatment decisions concerning the use of neoadjuvant therapy for patients with pancreatic ductal adenocarcinoma. Surgery. 2020; 168(6):1003-1014.

4、通过全基因组数据库的机器学习识别预测肝癌患者复发的基因特征

合作单位：南京大学医学院附属鼓楼医院

研究对象：肝细胞癌患者

研究简介：

在本研究中，我们旨在利用数据库(TCGA，AMC和Inserm)和机器学习方法来构建和验证HCC患者复发的预测模型，并获得可以预测HCC早期复发的基因特征。研究者采用特征选择、生存分析和R软件中的卡方检验等统计方法，对与无病生存率（DFS）、种族和血管侵犯相关的突变基因进行分析和筛选。此外，对从我中心招募的10例HCC患者进行了全外显子组测序，并将测序结果与数据库进行比较。利用数据库和机器学习方法，构建并优化了复发预测模型，并在试验组中验证了筛选出的突变基因。模型预测准确率为74.19%。并用这10例患者对这些突变基因和预测模型进行了验证，成功率达80%。我们发现了与肝癌相关的复发相关基因谱，并建立了复发预测模型，对临床实践中预测肿瘤复发有一定的指导作用。

参考文献：Shen J, Qi L, Zou Z, et al. Identification of a novel gene signature for the prediction of recurrence in HCC patients by machine learning of genome-wide databases. Sci Rep. 2020; 10(1):4435.

心脑血管疾病风险标志物的研究

1、小而密低密度脂蛋白胆固醇与脑卒中风险、严重程度和预后的关系

合作单位：襄阳市第一人民医院、秦皇岛市第一医院、上海交通大学医学院附属瑞金医院

技术平台：低密度脂蛋白亚分型检测

研究对象：急性缺血性卒中(AIS)患者、non-AIS受试者

研究简介：

急性缺血性卒中(AIS)是全球人口死亡和长期残疾的主要原因之一，约占所有脑卒中的80％。根据全球疾病负担(GBD)研究估计，中国是卒中终生风险最高和疾病负担最重的国家。本研究入组355例AIS住院患者和171例non-AIS的对照人群。以NIHSS和mRS作为评估脑卒中患者疾病严重程度的标准，再根据TOAST分型将本研究中AIS分为5种：大动脉粥样硬化(LAA)、腔隙性卒中或小动脉闭塞(SAO)、心源性脑栓塞(CE)、其他已知原因AIS(ODC)和不明原因AIS。本研究发现sdLDL-C水平与AIS，特别是非心源性脑卒中发生风险呈正相关。此外，sdLDL-C水平与AIS严重程度及不良预后显著相关。基于sdLDL-C等多变量分析，建立了逻辑回归模型评估AIS风险及预后，帮助临床医生更好地预防高危人群并监测其预后。

参考文献：Zhou P, Liu J, Wang L, et al. Association of Small Dense Low-Density Lipoprotein Cholesterol with Stroke Risk, Severity and Prognosis. J Atheroscler Thromb. 2020; 27(12):1310-1324.

2、急性缺血性卒中患者颈动脉内膜中层厚度与小而密低密度脂蛋白胆固醇的相关性

合作单位：襄阳市第一人民医院、上海交通大学医学院附属瑞金医院

技术平台：低密度脂蛋白亚分型检测

研究对象：急性缺血性卒中(AIS)患者、non-AIS受试者

研究简介：

本研究入组368例AIS患者及165名non-AIS受试者作为对照。入院后由自动分析仪检测血脂参数，并用Lipoprint LDL系统检测脂蛋白亚分型。内中膜厚度(IMT)则是由高分辨率超声检测完成评估的。研究发现，小而密低密度脂蛋白胆固醇(sdLDL-C)、斑块、葡萄糖、IMT厚度和高血压与AIS呈正相关。结果表明，sdLDL-C和TC是IMT的风险因素，并且sdLDL-C是一个独立的风险因素。同时，构建了一个预测模型来辅助AIS的临床识别。总之，控制sdLDL-C的水平在维持正常IMT、减少斑块形成以及动脉粥样硬化和卒中的早期预防上起到了重要的作用。

参考文献：Zhou P, Shen Y, Wang L, et al. Association between carotid intima media thickness and small dense low-density lipoprotein cholesterol in acute ischaemic stroke. Lipids Health Dis. 2020; 19 (1):177.

3、低密度脂蛋白亚分型可作为中国人群急性缺血性脑卒中的风险预测因素

合作单位：河北省人民医院、平顶山市第一人民医院、承德医学院附属医院

技术平台：低密度脂蛋白亚分型检测

研究对象：急性缺血性卒中(AIS)患者、non-AIS受试者

研究简介：

本研究入组566例初诊的AIS住院患者，同时纳入197例年龄匹配的non-AIS受试者作为对照组。运用Python开发的机器学习模型，基于多因素临床变量建立四种预测模型，用以识别高危患者。研究结果表明，基于LDL-C、HDL-C、LDL-1、LDL-2、LDL-3、LDL-4和LDL-5等多因素临床变量建立四种评估AIS风险的机器学习模型，其中XGBoost在预测AIS患病风险中显示出了最优的性能(Mean AUC = 0.82±0.04)。即使在LDL-C水平正常的人群中，LDL-3和LDL-4与AIS患病风险呈正相关，而LDL-1和LDL-2与该疾病风险呈负相关。这一发现表明，在评估和管理AIS时，除血清LDL-C外，还应考虑LDL亚分型水平。最重要的是，本研究建立一个包含12个变量的新的预测模型，可帮助临床医生识别高危患者，及早预防发病和采取有效治疗。

参考文献：Duan R, Xue W, Wang K, et al. Estimation of the LDL subclasses in ischemic stroke as a risk factor in a Chinese population. BMC Neurol. 2020; 20(1):414.

孕妇血清维生素D水平的影响因素研究

1、中国孕妇维生素D结合蛋白基因突变与维生素D缺乏的相关性

合作单位：襄阳市第一人民医院

技术平台：串联质谱、MassARRAY

研究对象：815例孕妇、407例婴儿

研究简介：

维生素D缺乏当下已成为全球公共卫生问题，尤其是对于孕妇而言，维生素D缺乏或不足可能与包括先兆子痫、妊娠期糖尿病和早产等在内的妊娠并发症和不良妊娠结局有关。本研究纳入815例孕妇和407例婴儿，对血清中25(OH)D水平进行了检测，并对维生素D信号通路相关基因的SNPs分型进行分析，同时基于SNPs结果并结合临床信息构建XGBboost模型来监测孕妇25(OH)D状态。研究发现GC基因中有5个SNP位点(rs17467825、rs4588、rs2282679、rs2298850和rs1155563)与孕妇血清25(OH)D浓度显著相关。此外，SNPs对孕妇25(OH)D水平的影响会因维生素D的摄入和日照而改善。与此同时，该研究基于上述5个SNPs以及年龄、日晒、维生素D摄入量、孕周、运动量信息构建了预测25(OH)D缺乏风险的XGBoost模型（训练集(n=733) 和测试集(n=82)，ROC曲线下面积分别为0.828和0.807）。在此基础上，根据模型输出的分数，本研究将风险划分为四个等级，并向孕妇提供维生素D补充剂量或日晒时间推荐意见，希望能帮助孕妇达到正常的25(OH)D水平，从而起到个性化的监控和智能化调整孕妇维生素D水平的作用。

参考文献：Dong J, Zhou Q, Wang J, et al. Association between variants in vitamin D-binding protein gene and vitamin D deficiency among pregnant women in china. J Clin Lab Anal. 2020; 34(9):e23376.

2、中国华东和华中地区孕妇维生素D相关基因突变和影响因素分析

合作单位：滕州市中心人民医院，邓州市中心医院

技术平台：串联质谱、MassARRAY

研究对象：326名孕妇

研究简介：

本研究招募326名孕妇，在妊娠前三个月、妊娠中期和妊娠晚期采集血液样本进行血清25(OH)D水平和维生素D信号通路相关基因的单核苷酸多态性(SNPs)检测。结果表明，孕妇血清25(OH)D的平均水平仅为14.57±7.21ng/ml。超过95.40%的孕妇存在25(OH)D不足，81.59%的孕妇存在25(OH)D缺乏。怀孕早期较低的BMI指数、较少的活动量和无维生素D补充摄入与较低的25(OH)D水平显著相关。分析维生素D信号通路相关基因(VDR、GC、CYP2R1、CYP24A1、CYP27B1、CYP3A43、DHCR7、RXR4)中的40个SNPs位点后发现，GC中的rs1155563和CYP24A1中的rs6013897与孕妇25(OH)D水平显著相关。而SNPs对25(OH)D水平的影响可通过补充维生素D改善，每天补充超过400IU维生素D的孕妇25(OH)D水平明显高于不补充维生素D的孕妇。补充维生素D可抵消基因型(rs1155563和rs6013897)对孕妇25(OH)D水平的显著影响。GC和CYP24A1的遗传变异与中国华东和华中地区孕妇的25(OH)D水平显著相关。研究建议补充维生素膳食，增加运动量，增加日照时长对于改善这些地区孕妇的维生素D营养状况具有帮助。

参考文献：Qiu X, Chen X, Zuo S, et al. Assessing vitamin D related genetic variants, status, and influence factors in pregnant women in Eastern and Central China. Food Sci Nutr. 2020; 8(8):4078-4085. 

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