在大數(shù)據(jù)中探尋治病密碼，中山六院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)踏數(shù)而行

2015年初，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)正式進(jìn)入大眾的視野，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在國(guó)情咨文中提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”計(jì)劃。自此，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在全球掀起一股浪潮，個(gè)性化醫(yī)學(xué)的大幕也正式拉開(kāi)。

所謂精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，是以個(gè)體化醫(yī)療為基礎(chǔ)、隨著基因組測(cè)序技術(shù)快速進(jìn)步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式。無(wú)疑，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)跟數(shù)字化技術(shù)、數(shù)據(jù)有著緊密聯(lián)系，實(shí)乃醫(yī)學(xué)進(jìn)入到數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展必然階段。

隨著數(shù)據(jù)收集手段、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的不斷進(jìn)步，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)這扇大門(mén)正在加速打開(kāi)，惠澤更多群眾。那么，中國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展?fàn)顩r如何？精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的數(shù)字化何特點(diǎn)？如何解決精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中遇到的典型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)？近日，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院副研究員、計(jì)算腫瘤學(xué)博士高峰帶來(lái)了他的深度思考。

為什么要數(shù)字化

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)為何愈發(fā)受到關(guān)注？

舉個(gè)例子，A和B同時(shí)患有某腫瘤疾病，同樣的藥物對(duì)于A有效，但對(duì)于B卻沒(méi)有效果，反而會(huì)影響到B的病情；C和D患有不同腫瘤疾病，卻通過(guò)同樣的藥物讓病情得到極大緩解……腫瘤等疾病成因復(fù)雜，個(gè)體遺傳因素、所處環(huán)境和生活方式的不同，使得腫瘤疾病的醫(yī)治亟需個(gè)性化治療。

“現(xiàn)行臨床數(shù)據(jù)庫(kù)不能很好的記錄分子特征，像生物樣本庫(kù)的存儲(chǔ)和組織等，例如血液、糞便等都面臨著流通性、可訪問(wèn)性、可復(fù)用性等問(wèn)題?！备叻宀┦吭贗DTC2021浪潮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)科技峰會(huì)廣州站上如是說(shuō)。如何有針對(duì)性的治療，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療方案的“量體裁衣”？無(wú)疑，建立在數(shù)字化基礎(chǔ)之上的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是那把關(guān)鍵“鑰匙”。

“通過(guò)真實(shí)世界樣本剖析腫瘤的分子異質(zhì)性是實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療的必要手段，只有數(shù)字化才能成為真正的資源。”高峰博士表示道。中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)走在業(yè)界的前沿，為推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，中山六院構(gòu)建起數(shù)字化生命資源庫(kù)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，幫助腫瘤患者獲得個(gè)性化治療方案。

高峰博士以一個(gè)真實(shí)案例說(shuō)明精準(zhǔn)醫(yī)療數(shù)字化的重要性，“有一名年輕患者，他的直腸癌腫瘤位置非常接近肛門(mén)，如果按照過(guò)去常規(guī)做法，需切除肛門(mén)，這無(wú)疑會(huì)嚴(yán)重影響該患者今后的生活質(zhì)量?！睘榇?，中山六院利用“直腸癌新輔助治療療效深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)人工智能（AI）模型”用于評(píng)估患者療效，有針對(duì)性的強(qiáng)化術(shù)前新輔助治療，術(shù)后病理如同術(shù)前預(yù)測(cè)，病人腫瘤療效評(píng)估0級(jí)，達(dá)到了pCR（顯微鏡下未見(jiàn)腫瘤細(xì)胞殘留），意味著術(shù)前的強(qiáng)化新輔助治療效果顯著。

無(wú)疑，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)即意味著整個(gè)治療過(guò)程中高度依賴(lài)數(shù)據(jù)。當(dāng)前，一個(gè)人全基因數(shù)據(jù)就高達(dá)400GB，加上病理數(shù)字化，帶來(lái)龐大規(guī)模的影像大數(shù)據(jù)。高峰博士表示，他們研究項(xiàng)目目前物理存儲(chǔ)的實(shí)裝數(shù)據(jù)就已經(jīng)超過(guò)2.5PB。如此大規(guī)模且增長(zhǎng)迅速的數(shù)據(jù)，著實(shí)帶來(lái)了一系列的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)。

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)背后的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)

當(dāng)前，眾多領(lǐng)域都因數(shù)據(jù)而改變。

正所謂有“數(shù)”有“據(jù)”方能運(yùn)籌帷幄，即便是想法再高明、算法模型再先進(jìn)，缺乏數(shù)據(jù)的支持，再好的研究想法依然很難得到驗(yàn)證。而數(shù)據(jù)愈發(fā)豐富，研究人員就能基于海量數(shù)據(jù)間的相關(guān)性驗(yàn)證更多研究想法和理論，獲得更多新知識(shí)和新發(fā)現(xiàn)。

具體到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，當(dāng)前各大精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)普遍都在建立自動(dòng)化生物樣本庫(kù)，數(shù)據(jù)量始終保持著極高的增長(zhǎng)速度。以中山六院為例，基于浪潮分布式存儲(chǔ)平臺(tái)建立起數(shù)字化生命資源庫(kù)，整合來(lái)自高通量檢測(cè)手段的多組學(xué)數(shù)據(jù)和醫(yī)療信息系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)化病歷、數(shù)字病理、醫(yī)學(xué)影像，初步實(shí)現(xiàn)臨床資源數(shù)字化。

中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院副研究員、計(jì)算腫瘤學(xué)博士高峰

目前，中山六院已經(jīng)建成了全球最大單中心、完整配對(duì)、高質(zhì)量隨訪的基因多組學(xué)腸癌隊(duì)列?！熬珳?zhǔn)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)相對(duì)較為單一，而且使用人群也較少，但并不意味著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)就很少?！备叻迦缡钦f(shuō)。在高峰看來(lái)，當(dāng)前中山六院的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究工作主要面臨著三個(gè)重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)趨勢(shì)：

其一、快數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)并存，但不同場(chǎng)景、不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理需求差異大。例如，快數(shù)據(jù)的量達(dá)到了上百TB，這些數(shù)據(jù)往往跟AI模型緊密相關(guān)，對(duì)于性能、吞吐要求極高；而海量數(shù)據(jù)則往往達(dá)到PB級(jí)規(guī)模，對(duì)于安全性、連續(xù)讀寫(xiě)性能要求更高。

其二、未來(lái)需要建立起數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，用戶(hù)不用過(guò)多關(guān)注數(shù)據(jù)底層的操作、管理和運(yùn)維等，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以靈活匹配上層應(yīng)用的存儲(chǔ)需求，讓醫(yī)療專(zhuān)家將精力聚焦在專(zhuān)業(yè)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究任務(wù)之中。

其三、中山六院致力于構(gòu)建腸癌數(shù)字化生命資源庫(kù)的建設(shè)，形成中國(guó)人群的腸癌數(shù)字圖譜，把臨床業(yè)務(wù)數(shù)字轉(zhuǎn)化成可復(fù)用的資源，支撐起整個(gè)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的長(zhǎng)期研究，這意味著數(shù)據(jù)今后會(huì)越豐富、維度越全面、使用人群會(huì)更多。“腫瘤疾病成因復(fù)雜，有遺傳、環(huán)境等多種因素，不光涉及醫(yī)學(xué)采集到的數(shù)據(jù)，還包括各種環(huán)境數(shù)據(jù)。目前，應(yīng)用跑的比技術(shù)、數(shù)據(jù)更快，我們希望會(huì)有越來(lái)越多的數(shù)據(jù)來(lái)支撐醫(yī)學(xué)研究?！备叻逄寡缘馈?/p>

浪潮存儲(chǔ)產(chǎn)品線總經(jīng)理李輝也表示，當(dāng)前多學(xué)科、交叉研究的現(xiàn)象在醫(yī)療領(lǐng)域中很常見(jiàn)，并且絕大部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)都異常重視數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的數(shù)據(jù)也非常符合新數(shù)據(jù)的各種特征，對(duì)于存儲(chǔ)功能層面一直會(huì)產(chǎn)生新需求和新挑戰(zhàn)，需要新存儲(chǔ)來(lái)有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存好、管好和用好。

未來(lái)：場(chǎng)景共同體讓精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)有“數(shù)”有“據(jù)”

就像高峰博士所言，應(yīng)用場(chǎng)景需求變化走的比技術(shù)更快。以新數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為主導(dǎo)的新應(yīng)用往往基于大數(shù)據(jù)和AI復(fù)雜運(yùn)算，進(jìn)一步讓數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和解決方案層級(jí)關(guān)系走向復(fù)雜化?！拔易陨硎菍W(xué)計(jì)算機(jī)出身，所以對(duì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施底層很多細(xì)節(jié)比較了解；但希望未來(lái)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施能像用水用電一樣簡(jiǎn)單?！备叻宀┦咳缡钦f(shuō)。

為此，浪潮存儲(chǔ)認(rèn)為，面對(duì)未來(lái)各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)，需要構(gòu)建‘以用戶(hù)為中心、以應(yīng)用為導(dǎo)向’的場(chǎng)景共同體來(lái)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。事實(shí)上，近年來(lái)浪潮存儲(chǔ)在醫(yī)療領(lǐng)域?qū)嵺`豐富，像武漢大學(xué)中南醫(yī)院、中山大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究中心、中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院等均為浪潮存儲(chǔ)的客戶(hù)，浪潮存儲(chǔ)也在積極攜手各方合作伙伴構(gòu)建面向醫(yī)療領(lǐng)域的場(chǎng)景共同體。

浪潮存儲(chǔ)產(chǎn)品線總經(jīng)理李輝

在李輝看來(lái)，場(chǎng)景共同體是以“客戶(hù)場(chǎng)景”為導(dǎo)向，匯聚各種力量來(lái)解決智慧場(chǎng)景建設(shè)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，具體到醫(yī)療場(chǎng)景，主要有三個(gè)幾方面工作需要突破：

首先，不同病種的AI算法、模型可能差異性極大，需要浪潮存儲(chǔ)與算法供應(yīng)商、ISV等緊密合作，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層去匹配算法、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)IO模型等，有針對(duì)性的進(jìn)行優(yōu)化，從而更好地構(gòu)建起場(chǎng)景共同體；

其次，像精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等課題研究上，一定會(huì)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上存在著一部分特定的應(yīng)用場(chǎng)景，比如在影像數(shù)據(jù)上的一些特殊需求，這往往需要像浪潮存儲(chǔ)這樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)供應(yīng)商能夠深入了解用戶(hù)場(chǎng)景，快速響應(yīng)和匹配差異化需求，在通用產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度的定制化開(kāi)發(fā)；

最后，醫(yī)療行業(yè)的場(chǎng)景共同體還處于探索的早期階段，還未系統(tǒng)化，未來(lái)亟需用戶(hù)代表、算法供應(yīng)商、ISV、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)供應(yīng)商共同努力，探索場(chǎng)景共同體在臨床上的應(yīng)用情況。

“場(chǎng)景共同體的目標(biāo)是釋放出用戶(hù)的精力和資源，讓用戶(hù)不用管修路的事情，只管開(kāi)好業(yè)務(wù)這輛車(chē)?！崩钶x最后表示道。

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