院士揭秘：能與病人直接對話的「電腦醫生」有多厲害

核心提示：還記得風靡一時的動畫電影《超能陸戰隊》嗎？那部電影中，機器人大白是名副其實的醫療伴侶。其實，現如今醫學大數據的研究與運用，有望將這種無所不知的醫療伴侶逐步變為現實。

院士名片:中國工程院院士楊勝利楊勝利是鄭州大學一附院轉化醫學中心主任，中國工程院上海院士中心主任；生物技術專家，長期從事基因工程在酶、發酵和製藥工業中的應用研究和開發；在分子藥理學、微生物血紅蛋白和蛇毒基因工程、蛋白酶蛋白質工程分子伴侶等方面進行了開拓性創新研究。

能與病人直接對話的「電腦醫生」，藉助蘋果平板電腦和系統軟體完成的肝臟手術，能即時辨別皮下組織是否發生癌變的智能手術刀……這些像科幻大片里的神奇醫療技術是怎樣實現的？快來看看鄭州大學一附院轉化醫學中心主任、中國工程院上海院士中心主任楊勝利為大家揭開的神秘面紗吧！以下來自於楊勝利院士的一次講座，他的講座從轉化醫學說到智能醫學，未來醫學的面貌逐漸呈現。

轉化醫學的內涵轉變

楊勝利說，轉化醫學是將基礎醫學研究和臨床治療連接起來的一種新的思維方式，同個性化醫學、可預測性醫學等一同構成系統醫學（包括系統病理學、系統藥物學、系統診斷與綜合治療等）體系。轉化醫學的目標，是把相關醫學研究成果轉化到個性化醫學、臨床醫學、精準醫學等。他說，這是一個知識和數據暴發的時代，相關醫學研究成果轉化率很低，能夠應用於臨床實踐的就更少了。研究發現，相關研究成果完成了實驗室階段後就進入了轉化階段，轉化周期平均17年。當前，轉化醫學就是要解決轉化周期長的問題。大家最早了解的轉化醫學，是「B2B」的模式，即從實驗室到臨床。在實踐過程中，轉化醫學的內涵慢慢變成了從大數據到臨床，目標是智能醫學，主要依靠基因組醫學。

打造醫聯網

楊勝利說，美國精準醫學計劃和中國精準醫療計劃啟動之後，大數據在全球範圍內更熱門了。就我國來說，在精準醫學方面做好頂層設計是關鍵。

生物醫學是加入「大數據俱樂部」的第三個成員，之前的兩位是天文學、高能物理學。生物醫學能加入其中，離不開人類基因組測序的功勞。人類基因組測序於2010年完成，之後數據量飛速上升，而在2008年，數據量還幾乎沒有變化。大數據轉化的目標是智能醫學。談智能醫學，必須先談談預測醫學。要提高醫學的智能性，首先要有預測的能力，這就要用到預防醫學、個性化醫學、精準醫學。通過智能醫學，大家就能利用互聯網來做醫學的互聯網——即醫聯網，提供病人參與救治過程的機會。智能醫學的理想狀態是讓每一個人在最佳的時機得到最佳的治療和最佳的健康管理。

不可思議的生物醫學大數據

生物醫學大數據，一是以基因組醫學為主線的各種組學系統的研究，主要是生物學數據；二是臨床數據，但這個重要內容常被大家忽視；三是當前暴髮式增長的實時生理病理數據。生物醫學數據是一個組學的中心，設備再好也要幾天才能出來，臨床數據則受到醫生看病速度等方面的限制，而一個人戴一個有感測器的手錶就能隨時產生大數據，即實時生理病理數據，這組數據增長最快。能隨時測定一個人的生理數據的「手錶」，將逐步發展成「貼片」。貼片貼到人體的不同部位後，相關數據就會通過天線發射到智能手機上，再傳到相關係統里。美國FDA（美國食品藥物管理局）批准的第一個貼片式感測器就是用來監測生命體征的感測器。現在，大部分移動感測器主要能夠監測生命體征；今後，微型感測器將增添血糖、血脂等的數據。現在，有些晶元還用在癱瘓病人的治療方面。癱瘓病人的神經系統出現問題，四肢「接收」不到患者發出的信號。這些晶元可以儲存患者想要發出的信號，把信號從外面傳導到患者的四肢里，按照患者的想法指揮四肢。這個晶元的技術問題已經解決了，市場前景也非常好。

臨床大數據應用前景廣闊

在臨床大數據的應用方面，首先需要把臨床的大數據和研究的大數據整合在一起。現在，在大數據產生的來源、面臨的挑戰等方面，生物醫學大數據都和天文學大數據、高能物理學大數據不同。生物醫學大數據是高度藝術性的。大數據包括基因和組學的數據、表情的數據、環境的數據等，有化學、物理、行為、生理、社會經濟學等方面的因素，產生大數據的兩個大的平台是組學平台和移動感測器平台。將獲得的大數據應用到臨床，就會有「電腦醫生」。

最近，美國IBM（國際商業機器）公司的Watson Genomics project（沃森基因組項目）於2014年實施，2015年、2016年相繼推出幾個腫瘤的「電腦醫生」。IBM公司說把大數據和多個臨床中心合作，成功大幅度提升了自己的大數據挖掘能力，也把醫生長年積累的經驗和醫生的智慧很好地應用起來。這兩項結合在一起，就組成了IBM公司的「電腦醫生」。現在，已經有超過3700家公司在IBM公司用「電腦醫生」的專利，30%~40%的內容涉及健康管理。IBM公司又發展了個體基因組的APP（手機應用軟體），病人通過聯網的智能手機就能直接和「電腦醫生」對話，每個病人都能參與診療的全過程。現在，美國醫院的資源不能滿足他們的需求，就通過發展「手術後APP」，讓做過外科手術的病人「能回家回家，不能回家到社區醫院」，把三級甲等醫院、社區醫院甚至家庭連接起來，加快了三級甲等醫院外科病房的增長。由此不難理解，將來的發展重點是大數據驅動的數字化醫院（智能醫院）。

今年，美國25%的醫院就要成為大數據驅動的數字化醫院，也可以稱為「移動感測器」，採集患者的信息，相關數據通過智能手機轉到醫院和醫生的信息中心，這是一個基本的構架。德國Bremen（不來梅）的一位外科醫生在一台iPad（蘋果平板電腦）和虛擬軟體的幫助下完成了一例肝臟手術。iPad的攝像頭實時拍攝肝臟狀況，並且層疊顯示在虛擬的3D模型上。這位醫生通過iPad查看肝臟的各種構造，更好地完成手術並計算肝臟部分是否能提供充足供血，評估剩下的器官能否維持患者生命。 英國帝國理工學院的研究人員發明了一種智能手術刀，即「iKnife」，它在兩秒內根據電刀下去的味道就能知道醫生切的是腫瘤組織還是正常組織。

我們在臨床實踐中也發現，醫生做手術時聞到的氣味是不一樣的，但毫無疑問醫生聞到的味道是混合的，而「iKnife」更精細，能夠快速、準確地「嗅」出來。在藥物基因組學方面，轉化醫學發展得更好。比如，現在有肝酶、肝臟的精細結構、藥物相互作用等方面的大數據；相關大數據顯示，不同病人對不同藥物的代謝差異很大（也有一些藥物在所有人群中的代謝是一樣的），這就決定了醫生在應用藥物時對不同/相同的人應用相同/不同的藥物劑量是否相同。通過這種方式，這些數據在用藥方面給臨床以實際指導。在美國，有兩家公司合作開發了一個藥物基因組，可以給醫生開藥做以指導，提前預知藥物反應。

註：本文由醫藥衛生報記者索曉燦根據講座整理，未經本人審定。內容有刪節。

編輯‖胡曉軍

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