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唐旭东:生物信息学,绘制疾病检验的“卫星云图”

2006-9-4 9:33:48 信息来源: 科学时报 
  •   唐旭东:生物信息学,绘制疾病检验的“卫星云图”
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        8月20日,在2006北京国际心血管病论坛心血管基础科学与检验医学分会场,记者有幸聆听了国内外著名检验专家的精彩演讲。有远涉重洋的海外知名学者,亦有满腹经纶的国内年轻学者,他们为增进国际间的学术交流、为与国际先进医疗检验水平接轨而交流着!  



        “我认为,检验医学发展到今天,应该用医学生物信息学加以重新评估。”谈到我国检验医学面临的新形势,解放军总医院生化科主任田亚平兴致盎然。  



        检验医学的演变  



        检验医学是指对临床标本进行正确的收集和测定,提供准确和及时的报告,并能为临床提供咨询服务,帮助临床将这些数据正确地应用于诊断治疗和预防工作中去的一门学科。它的基本任务是通过生物、微生物、血清、抗原抗体、细胞或其他体液的检验,与其他检查技术相配合以确定患者的临床诊断。近年来,随着科学技术的发展,生物化学、免疫学、遗传学、生物学、分析化学、生物物理学以及电子技术、计算机、仪器分析等学科和技术向医院检验科的广泛渗透,无论在基础理论上或者在应用技术上我国检验医学取得了极其深刻和广泛的发展。  



        田亚平向记者介绍,相对于国外百余年不变的检验医学,我国检验医学在过去的一百年中得到迅速发展,是我国医学历史上变化最大的学科。从临床化学、化学家的分析测试到临床医师的医学测定,从测定结果的不稳定到相对稳定,医学检验逐渐告别了手工时代,医院实验室也从原来手工工作模式,逐步发展成为有良好组织和工作条件的现代化实验室。从疾病的诊断过程来看,很多重大疾病的变化历程都首先从代谢产物、酶,以及免疫开始。20世纪八九十年代,随着基因、蛋白质研究的突破,医学检验也在突飞猛进着。“目前,我国检验医学面临的形势是:在方法学上,我们积累了一百年的经验;在思维方式上,从20世纪80年代至今,检验医学经历了一个逐渐的自动化集成过程、从个人手工操作到实验室的规模操作,检测速度已经达到每小时万次左右,大量的数据涌入实验室,这些大量数据需要检验医师的重新认识。如何重新运用这些数据,需要全新的思路。  



        作为我国检验医学界的权威专家和身处实验室前沿的检验医师,田亚平对我国检验医学的现状有着更为全面而系统的了解,而其对检验医学未来发展的判断正是基于此两点而形成的。  



        谱学:疾病特异性的重新评估  



        对于检验医学的特性,田亚平有着自己的理解。在他看来,与传统检验相比,当前的检验应把生命信息的识别媒介从试剂检测发展到计算机识别分析。他认为,传统检验结果正常值设定相对不科学,往往是一些人为的设定,这种人为设定的“平均值”不符合个体化医疗的需要。“每个人生来就带有独特的特异性,在疾病的发展上也表现各不相同,具有差异性,这种个体差异性使疾病的演变过程也不尽相同。所以,用单一指标决定临床特异性,用某一指标判定某一疾病是不科学的,”田亚平进一步指出,“用唯一指标很难预测特异性的东西,就像过去的天气预报系统,北京站观测的天气预报并不代表全北京市,而是代表着观测者所居的位置‘那一点’的相对精确的预报,它获得的是有限的信息,而不能代表北京全部。目前,检验医学面临的大量数据期待着全新处理,需要新的信息学分析,就像我们现在的天气预报观测站,进行卫星云图似的,全面的观察。这样得到的信息不是基于一个,而是基于一个组、基于一个谱学的分析,是经过计算机进行大量的综合识别分析而得出的数据。通过这种识别系统得到的结果更接近于完善的结果,概率更高。”  



        因此,田亚平断言,随着计算机、信息学的不断进步,尤其是分子医学生物信息学方面技术的进步和逐步引入,检验界在不久的将来将产生巨大的变化。信息技术的融入,将给检验结果带来新的换位思考,检验医学将成为一门搭建临床与基础学科的桥梁、交叉学科。通过计算机和生物信息学分析,人类现已能对指纹、声音等人的特异性进行识别,通过对疾病大量信息的分析识别、通过对疾病的“组学”特点的寻找,检验医学将带来临床医学的转变。这种转变不仅能使疾病诊断由现在的事后检验向前瞻性转变,提高早期诊断的比重,更会使疾病的个体诊断、差异治疗更加准确。  



        量化:疾病诊断的晴雨表  



        田亚平认为,目前检验医学面临的问题,主要是观念转变问题。  



        田亚平指出,长时期以来,检验科作为临床的辅助科室,要听从临床医师的任务指令,检验人员素质也普遍不高,主要以技术员为主。但是,随着医学的不断发展,检验科的作用不断提升,人们开始逐渐认识到检验之于疾病诊疗的重要。检验科逐渐成为集聚临床、生命科学、信息学以及自动分析技术为一体的、一个交叉又相对独立的科室。这种转变给检验科提出了新要求:人员构成和素质的提高。“检验科不仅需要一些从事化验分析的技术人员,更需要一些从事健康管理、具有生物信息学等综合能力的人员,这些人员形成互补优势,对疾病进行重新诊断、评估。  



        “这种重新评估将给检验科带来新的要求,即从面对疾病发展到对代谢以及疾病中间过程的检测。实践证明,威胁人类健康的疾病往往是一些非传染性疾病,相对于疾病发生后的诊断,先于疾病产生的预防更加有意义。疾病是一个漫长的量化过程,如果用信息加以量化,在疾病发展的过程阶段达到防病、治病,将给国民的健康、亚健康的防治带来新的希望,这也是检验科的新任务所在!”  



        这种基于从健康到疾病生物信息量化及对发病过程的重新认识和重新评估将带来疾病诊断的飞跃,也将带来新兴学科:生物信息学的产生和个体化医疗的实现。“目前,我们处于检验数据的爆发阶段,新的数据需要新的认识和新的诊断模型。”田亚平说,“以人的识别举例,一个人之所以不同于另外一个人,并不是因为他拥有另一个人不曾拥有的器官,大家都具有五官、四肢等共性,但是每一个人都具有不同的特性,这种不同的特点决定了一个人与另外一个人的识别差异。这种差异识别已经通过信息和计算机技术的进步而实现了,如指纹和瞳孔识别。但是,这种识别的基础是大量数据的分析处理。如果把这种综合识别分析运用于检验医学,通过大量数据的分析,得出一组相对准确的疾病信息识别数据,在理论上讲完全可行。这种基于大量数据统计分析的新型检验识别将给检验医学带来突破性发展!但是,这有待于人们思维观念的转变、工作方式的革新以及仪器的更新。”  



        检验医学在现代医学中发挥的作用越来越大,它不仅与疾病检测、医师判断息息相关,还跟整个医院的医疗水平密切相关——准确的检验指标不仅可以评价治疗效果,而且可以指导病人在疾病发展过程中如何避免疾病,这为提高整体医疗水平提供了可能!现代疾病的致病因素更为复杂,对检验结果的整体分析将在一定程度上避免单一角度诊断造成的误差。这种新作用的发挥,在促成临床医学信息学产生的同时,将使检验医学的角色发生变化——从治疗辅助转变为治疗和保健的重要组成部分。  



        中医现代化不是第二个“雷锋塔”  



        记者:什么是中医现代化?您认为中医现代化的基础是什么?  



        唐旭东:我个人认为中医现代化应该从两个涵义上讲:一个是过程;一个是结果。从过程上看,中医药作为我国一门古老的、传统的科学,发展到今天不论传统愿不愿意,随着社会人文环境的改变,科学的不断进步与发展,比如利用原来没有的仪器、试剂作为诊断的依据等等,从整个医疗行为的过程中都与时代科学技术相融合,这是一个不可回避否认的事实。从结果看,中医药传统讲的是传统古文化、哲学,天人合一、人与自然。  



        几千年的中医发展的停滞不前的主要原因,是陷入了分析推论的泥潭了,陷入了诸多个性症状分析的泥潭,再由个性分析的结果去组装和合画整体之象,这和西医的分析方法是基本相同的,但却背离了中医直整体的方法,也即背离了人体这个大系统的整体考虑的结果,中医之理,出自整体象而产生,而发展过程是背离了全真取象的方法,因故只有恢复到全真取象的方法,才能使得常人中医走向现代化。中国传统医学,从《内经》开始采用思维形式的模型法(而不采用物质模型法),其思维模型主要有:阴阳模型、五行模型、干支模型、河洛卦象数理模型,可统称为“象数符号模型”。而以阴阳五行为最基础模型,它是中医及整个中国传统科学建构的基础。中医学应该利用现代理论技术结合传统理论,双方保存各自优势,与现代科学技术紧密结合相互协调共同发展,才能谈到中医真正的现代化,才能为全球人类的医疗保健事业作出贡献。  



        记者:您认为中西医如何能更好地相融相通?中医如何保持不走“中医西化”的道路?  



        唐旭东:中医最终应当也只能按照中医本身规律发展。中医和西医各有优劣,我认为中医优势主要体现在对生命的精神层面、整体层面、动态层面的总体认识以及功能调整上,而西医的优势则体现在生命的物质层面、个体层面、静态层面的具体分析以及实质治疗上。就目前情况而言,“中西医结合”还相当困难,中医的当务之急不是去设法求证自己是否科学,不是去用线性科学的方法寻找自己的物质基础,而是要集中精力、认认真真地去考虑一下自己的优势在哪里、劣势在哪里,然后怎样去发扬这个优势。  



        中医作为一门古老的综合性科学,和其他同类的科学一样是可以站得住脚的!它与西医相比,是两种不同类型的医学体系。既有先进与相对落后的一面;又有异曲同工、殊途同归、互相补充的一面。中医理论能越千年而保持其生命力,就是它关于人体的整体平衡观,这与现代综合科学是完全一致的。但是,在当代它有不少方面毕竟是相形见拙,显得落后了。中医需要加快现代化的步伐,才能为我国人民和世界人民作出更大的贡献。  



        记者:以西方科学的方法来评判中医的科学性,行得通吗?  



        唐旭东:反思近年来中医药现代化确实存在一些问题。在中医现代化的进程中,中西医结合是开展得最深入和应用最广的,这源于20世纪50年代关于“把中医中药的知识和西医西药的知识结合起来,创造我国统一的新医学新药学”,即“中西医结合”的方针政策。按照这一方针的本意,中医和西医应该互相合作、取长补短,经过长期的努力,使二者在高层次上实现统一,形成超越中医和西医水平的新医学。然而,在实际工作中,以西方科学(包括西医学)为准绳研究、判定和同化中医中药,却成为50多年来“中西医结合”所走过的路。  



        以西方科学方法来判定中医的科学性,从认识论来讲,科学方法完全是为科学认识服务的,从属于科学的认知目标。因此,以是否采取了某种科学方法来判定是不是科学,其实是本末倒置、反客为主。所以,以西方科学方法来评判中医的科学性显然是错误的。  



        记者:您认为中医现代化的未来发展之路是怎样的?  



        唐旭东:作为现代化主体的中医,从来就不是一个抱残守缺、固步自封的体系,而是一个始终处在返本开新创造中的、具有独立学术地位、与西医学互为补充的一门学科。中医现代化是为了自身理论与临床水平的提高,为了中医的服务更加适合于现代,而绝不是中医对西医的简单模仿,也不是把中医“打碎”了,纳入西医的体系。  



        我们行业内有一句话就是说:西医不落后,中医往前闯。  



        我认为中医学的发展,首先应该是我国古代哲学思想史的发展,然后才是中医学的发展。中医学的各种思维方法都贯穿着我国古代哲学思想,它的不断发展,基本奠定了我国传统医学与哲学两方面的基础。“现代”是相对于“古代”而言,同时也有“先进性”的含义。对于产生于古代、有着悠久历史的中医来说,中医现代化的过程,其实就是中医遵循着自身的发展规律,对现代新思想、新技术、新成果的吸收和应用的过程,其目的是为了使中医在更好地适应现代社会的同时,实现自身的完善和发展。

  唐旭东简介:

中国中医科学院西苑医院院长、医学博士、主任医师、博士生导师  

全国青联常委、中央国家机关青联常委、北京市青联常委  

国家药品监督管理局新药审评专家  

中华医学会医疗事故技术鉴定专家  

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