大數據：生物醫學(xué)變革新契機

“我國目前每年醫療費用總額超過(guò)2.4萬(wàn)億元，如果按照麥肯錫報告的預測，我國醫療領(lǐng)域利用大數據每年將節省醫療費用近2000億元。”軍事醫學(xué)科學(xué)院研究員朱云平在11月29日召開(kāi)的“第五屆重大疾病防治科技創(chuàng )新高峰論壇”上如是說(shuō)。

大數據影響的深度和廣度仍在不斷擴張。對于生物醫學(xué)來(lái)說(shuō)，其發(fā)展過(guò)程中積淀的數據資源，是大數據時(shí)代的基礎之一。而大數據的挖掘和應用，反過(guò)來(lái)也在引發(fā)著(zhù)生物醫學(xué)的變革。

在此次論壇上，專(zhuān)家們圍繞“大數據在醫學(xué)科技創(chuàng )新中的應用”這一話(huà)題，進(jìn)行了深入的交流探討。與會(huì )專(zhuān)家指出，生物大數據已經(jīng)成為歐美國家重要的發(fā)展戰略，而我國生物醫學(xué)大數據開(kāi)發(fā)同發(fā)達國家尚有一定差距，亟須加強相關(guān)研究和投入。

大數據引發(fā)醫學(xué)研究變革

“大數據是大趨勢，使得生產(chǎn)資料中首次出現了非物質(zhì)成分：數據。世界正在由資本經(jīng)濟時(shí)代向數據經(jīng)濟時(shí)代過(guò)渡，數據及其服務(wù)成為國家戰略和經(jīng)濟的基礎設施。”軍事醫學(xué)科學(xué)院研究員朱云平長(cháng)期從事生物信息學(xué)綜合數據庫及平臺建設研究，在他看來(lái)，生物和醫療領(lǐng)域已成為重要的大數據領(lǐng)域。

中國工程院院士、中日友好醫院院長(cháng)王辰指出，大數據時(shí)代的來(lái)臨，加上轉化醫學(xué)的興起，在我國形成了歷史性契機，可望使中國醫學(xué)研究實(shí)現歷史性跨越。

首都醫科大學(xué)附屬北京安貞醫院心臟內科中心主任馬長(cháng)生正在承擔“北京市心血管疾病防控大數據平臺建設”的工作，在他的研究中，包括用大數據手段研究環(huán)境和心血管疾病的關(guān)系。“用大數據的手段，每日不同站點(diǎn)PM2.5濃度與心血管疾病的關(guān)系，甚至股票波動(dòng)與心血管疾病的關(guān)系，都可以得到預測。”

“美國發(fā)布的年度癌腫報告，其實(shí)是一份惡性腫瘤大數據分析報告。”中國醫學(xué)科學(xué)院腫瘤醫院副院長(cháng)王綠化介紹，中國正在建設腦腫瘤大數據平臺，旨在提供數據樣本資源庫，同時(shí)為八大腫瘤建立知識庫和分析庫。

而事實(shí)上，大數據不僅為生物醫學(xué)研究帶來(lái)了新的技術(shù)手段，還具有大規模降低醫療費用的潛在效益。根據美國B(niǎo)CC research公司研究顯示，僅就與高通量測序相關(guān)的組學(xué)大數據而言，至2018年，其市場(chǎng)總額將增長(cháng)至76億美元，復合年增長(cháng)率達到71%。麥肯錫全球研究院報告，如果美國醫療保健行業(yè)對大數據進(jìn)行有效利用，就能把成本降低8%左右，從而每年創(chuàng )造出超過(guò)3000億美元的產(chǎn)值。

發(fā)達國家經(jīng)驗與挑戰

大數據科學(xué)與產(chǎn)業(yè)具有較強的領(lǐng)域相關(guān)性，生物大數據已經(jīng)成為歐美國家重要的發(fā)展戰略，也是美國國家大數據計劃的重要組成部分。

朱云平介紹，歐美主導的國際生命科學(xué)計劃產(chǎn)生的數據和知識，已成為重要的國家資源。例如國際人類(lèi)基因組單體型圖計劃、DNA元件百科全書(shū)計劃、人類(lèi)表觀(guān)基因組計劃、國際癌基因組計劃、千人基因組計劃等，這些計劃形成的數據資源潛在價(jià)值十分巨大。

2009年，美國出臺HITECH法案，將醫療衛生信息化列為重點(diǎn)發(fā)展方向，十年內累計投入2760億美元。加拿大也在規劃EHRS藍圖，旨在全面推進(jìn)國家醫療信息化、電子監控檔案建設。英國10年內投入超過(guò)120億英鎊，用于建設全國一體化的醫療信息系統。歐盟則發(fā)力統一的e-health體系建設，10年投入超過(guò)60億歐元。

但在我國，卻存在缺失生物數字主權的尷尬。近年來(lái)中國學(xué)者在國外發(fā)表了眾多學(xué)術(shù)論文，在發(fā)文章時(shí)，需要先把數據傳輸給國外雜志社。“在國外發(fā)表文章后，名義上是說(shuō)可以獲得數據共享，但中國學(xué)者需要的許多數據并不是想拿就能拿到的。”朱云平說(shuō)。

朱云平指出，我國醫療數據幾乎不能共享，轉化利用率低。而美國目前已經(jīng)初步實(shí)現了社區、醫院、區域的醫療數據共享系統?，F實(shí)導致我國缺少自主知識產(chǎn)權的高價(jià)值生物數據庫，且我國生物大數據分析能力嚴重不足。

這使得中國學(xué)者在使用國外數據時(shí)，必須支付高昂的費用。例如，世界最為權威的代謝通路數據庫KEGG，其使用費為每年5000美元。權威的人類(lèi)疾病相關(guān)變異數據庫HGMD，其年費是3725美元。權威的藥物基因組變異與藥物反應數據庫PGMD，其年費也達3735美元。

生物大數據事關(guān)國家未來(lái)戰略

去年9月谷歌公司宣布成立Calico公司，利用大數據進(jìn)行人類(lèi)衰老及相關(guān)疾病方面的研究。亞馬遜通過(guò)其云平臺托管?chē)H千人基因組計劃龐大數據庫，并免費開(kāi)放。微軟也啟動(dòng)了microsoft biology initiative項目，進(jìn)軍生物醫學(xué)大數據領(lǐng)域。據悉，美國已建成覆蓋本土的12個(gè)區域電子病歷數據中心、9個(gè)醫療知識中心和8個(gè)醫學(xué)影像與生物信息數據中心。

但是，我國生物醫學(xué)大數據產(chǎn)業(yè)尚未形成。朱云平說(shuō)，我國迫切需要建立國家級生物大數據技術(shù)研發(fā)基地。

所幸的是，國家“863”計劃2015年度項目申報指南中，在生物和醫藥技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)部署“生物大數據開(kāi)發(fā)與利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，涉及的內容包括生物大數據標準化和集成、融合技術(shù)，生物大數據表述索引、搜索與存儲訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，心血管疾病和腫瘤疾病大數據處理分析與應用研究，機遇區域醫療與健康大數據處理分析與應用研究，組學(xué)大數據中心和知識庫構建與服務(wù)技術(shù)等。

“生物醫學(xué)大數據開(kāi)發(fā)與利用，應面向我國生物數據匯集、管理、共享與利用的重大需求，重點(diǎn)突破生物大數據質(zhì)量控制、集成融合、索引組織、存儲管理、搜索訪(fǎng)問(wèn)、數據可視化、分析建模、知識庫構建等關(guān)鍵技術(shù)。”朱云平建議。

加強專(zhuān)業(yè)人才培養也尤為迫切。王辰指出，為適應生物醫學(xué)大數據的發(fā)展，應在生物醫學(xué)領(lǐng)域加強計算機科學(xué)、數據庫專(zhuān)業(yè)人員的培養，加強流行病學(xué)、統計分析、信息學(xué)人員、標本庫管理人員的培養。

不過(guò)，生物醫學(xué)大數據也存在一定的風(fēng)險。大數據中心的可靠性和隱私保護是其中的關(guān)鍵。

“數據中心崩潰的風(fēng)險，可以通過(guò)在不同地域、不同條件下進(jìn)行生物大數據存儲，再進(jìn)行協(xié)同整合來(lái)解決。但在生物大數據的分析應用中，需要收集一切已知的生物信息，這與隱私保護存在沖突。”朱云平認為，如何在應用生物大數據的同時(shí)，更好地保護個(gè)人隱私信息，需要深入研究。

本文源自 ：醫學(xué)檢驗網(wǎng)