Quantitative Methods for Precision Medicine: Pharmacogenomics in Action
暫譯: 精準醫療的定量方法：藥物基因組學的實踐

現代醫學正經歷一場範式轉變，從一刀切的策略轉向更精確的病人客製化療法和用藥計畫。雖然精準醫學的成功依賴於藥物基因組學的知識水平，但要深入剖析藥物反應的遺傳機制，則需要強大的計算工具。《精準醫學的定量方法：藥物基因組學的實踐》介紹了先進的統計方法，通過整合藥物動力學和藥物效應學的原則來映射藥物基因控制。這本書超越了傳統的還原主義統計遺傳學方法，統計公式化綜合了多個學科的元素，以推斷、可視化和追蹤藥物基因如何作為一個錯綜複雜但協調良好的系統相互作用，以調節病人特定的藥物反應。

特點：
- 功能性和系統映射模型，用於描述多種用藥過程的遺傳架構
- 用於分析藥物基因組學關聯研究中有用的缺失數據的統計方法
- 從關聯數據推斷遺傳互動網絡的功能圖論
- 利用表現型互作的概念來捕捉其雙向、簽名和加權特性
- 建模基因誘導的細胞間交互及其對藥物反應的影響
- 組合療法中藥物間相互作用的圖模型
- 改進藥物基因組學研究的關鍵方法論問題，作為精準醫學的基石

本書適合生物學、醫學、生物資訊學及藥物設計與傳遞領域的研究生和研究人員，對生物過程和系統的統計及計算建模感興趣。它也可以作為應用數學家、計算機科學家和統計學家的主要參考資料，這些專業人士試圖開發用於遺傳映射、系統藥物基因組學和系統生物學的算法工具。它可以用作教科書和研究參考資料，也可以被設計藥物的製藥行業專業人士和提供藥物的臨床醫生使用。

Rongling Wu develops a transdisciplinary approach for building up multilayer, multiscale and multifunctional bridges that link genotype to phenotype. Dr. Wu asks, answers, and disseminates biologically meaningful questions in the boundaries of statistics, genetics, ecology, and evolution. He invented a statistical method called functional mapping to reveal the genetic architecture of developmental trajectories and incorporated this approach into the context of eco-evo-devo research aimed to unveil the genetic and ecological mechanisms underpinning evolutionary novelties. More recently, Dr. Wu has integrated evolutionary game theory and predator-prey theory through naturally omnipresent allometric scaling law into graph theory to create a new theory - functional game-graph theory. This new theory can unravel the internal workings of complex systems at an unprecedented level of detail by charting and tracing the causal, signed, and weighted roadmap of relationships among high- or even ultrahigh-dimensional variables from any data domains. The second part of this book represents the application of this theory to pharmacogenomic research. Dr. Wu received his PhD in forest genetics at the University of Washington in 1995. He was appointed as Assistant Professor of Statistics at the University of Florida in 2000 and awarded the University Foundation Professorship in 2007. Since 2008, Dr. Wu has been Professor of Public Health Sciences and Statistics, promoted to Distinguished Professor in 2015, and served as Director of the Center of Statistical Genetics at The Pennsylvania State University. Dr. Wu is a Fellow of the American Statistical Association and a Fellow of American Association for the Advancement of Science.

Dr. Sang and Ms. Feng are collaborators of this book writing project under the leadership of Dr. Wu. Dr. Sang got his PhD degree at Beijing Forestry University in 2019 and is currently working as Lecturer of Medical Informatics at Nantong University Medical School, China. Ms. Feng is a PhD candidate in computational biology at Beijing Forestry University and going to graduate in 2023. The research interest of both Dr. Sang and Ms. Feng lies in the statistical modeling of computational biology and its applications to a broader area of agriculture, forestry, medicine, and beyond.

容玲吳（Rongling Wu）發展了一種跨學科的方法，旨在建立多層次、多尺度和多功能的橋樑，將基因型（genotype）與表型（phenotype）連結起來。吳博士提出、回答並傳播在統計學、遺傳學、生態學和演化邊界內具有生物學意義的問題。他發明了一種稱為功能映射（functional mapping）的統計方法，以揭示發展軌跡的遺傳結構，並將這一方法納入生態-演化-發展（eco-evo-devo）研究的背景中，旨在揭示支撐演化新穎性的遺傳和生態機制。最近，吳博士通過自然普遍存在的異速生長法則（allometric scaling law）將演化博弈理論（evolutionary game theory）和捕食者-獵物理論（predator-prey theory）整合到圖論（graph theory）中，創造了一種新理論——功能博弈圖論（functional game-graph theory）。這一新理論能夠以前所未有的細節層次揭示複雜系統的內部運作，通過繪製和追蹤高維甚至超高維變量之間的因果、符號和加權關係路線圖，來自任何數據領域。本書的第二部分代表了這一理論在藥物基因組學（pharmacogenomic）研究中的應用。吳博士於1995年在華盛頓大學獲得森林遺傳學博士學位，2000年被任命為佛羅里達大學的統計學助理教授，並於2007年獲得大學基金教授職稱。自2008年以來，吳博士一直擔任公共衛生科學和統計學教授，於2015年晉升為傑出教授，並擔任賓夕法尼亞州立大學統計遺傳學中心的主任。吳博士是美國統計協會（American Statistical Association）和美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science）的會士。

桑博士（Dr. Sang）和馮女士（Ms. Feng）是本書寫作項目的合作者，在吳博士的領導下進行合作。桑博士於2019年在北京林業大學獲得博士學位，目前在中國南通大學醫學院擔任醫學信息學講師。馮女士是北京林業大學計算生物學的博士候選人，預計於2023年畢業。桑博士和馮女士的研究興趣在於計算生物學的統計建模及其在農業、林業、醫學等更廣泛領域的應用。