徐滿茗

（南京師范大學附屬中學，江蘇 南京 210012）

生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究

徐滿茗

（南京師范大學附屬中學，江蘇 南京 210012）

生物醫(yī)學與多個學科的理論與知識有緊密聯(lián)系。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，生物醫(yī)學對數(shù)據(jù)的需求也越來越多。當前，大數(shù)據(jù)技術越來越普及，生物醫(yī)學的數(shù)據(jù)規(guī)模逐漸擴大。在大數(shù)據(jù)背景下，生物醫(yī)學的內涵也變得越來越豐富。鑒于此，如何將大數(shù)據(jù)和生物醫(yī)學進行更好的融合，這對于生物醫(yī)學的研究意義重大。主要對生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的特點、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了研究。

生物醫(yī)學；大數(shù)據(jù)；微生物群落；高維性

生物醫(yī)學，它是將生物醫(yī)學信息與基因芯片和納米技術等結合起來的學術研究和創(chuàng)新領域。隨著21世紀的到來，現(xiàn)代系統(tǒng)生物醫(yī)學逐漸形成。系統(tǒng)的生物學研究與人類健康是息息相關的。

1 生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的特點及發(fā)展現(xiàn)狀

在21世紀，新一代生物分析平臺不僅具有單細胞檢測功能，還有實時動態(tài)圖像系統(tǒng)，能夠為生物醫(yī)學研究提供大量的數(shù)據(jù)信息，在對海量數(shù)據(jù)中的深刻規(guī)律進行研究時，必須保證大數(shù)據(jù)的3特征，即數(shù)據(jù)量大，處理數(shù)據(jù)效率高、速度快，數(shù)據(jù)源要有多變性。通過借助大數(shù)據(jù)的這些特點，可以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的分析和預測。

與其他科學大數(shù)據(jù)一樣，生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出典型的“3H”特點，那就是高維性、高度計算復雜性和高度不確定性。高維性指的是生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)不僅能夠對樣本進行多重分析，還能夠使用多組數(shù)據(jù)，樣本量較多，這些特點使多維數(shù)據(jù)的索引成為了可能。例如，近年來一時興起的“智慧醫(yī)療”的概念，是通過建立健康檔案區(qū)域的醫(yī)療信息平臺，使用大數(shù)據(jù)技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，將患者和醫(yī)療服務商、保險公司緊密聯(lián)系在一起的一種醫(yī)療方案。通過高維數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)規(guī)律的剖析，但數(shù)據(jù)整合與分析的難度是較大的。高度計算復雜性指的是由于生物醫(yī)學中存在不同的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)性整合提出了更高的要求，且樣本的對比需求也是必備的。生物醫(yī)學研究的樣本來源不一樣，這就使研究對象難以確定。大數(shù)據(jù)的研究與以往的邏輯推理研究有著本質的差異，因為大數(shù)據(jù)研究需要對龐大的數(shù)據(jù)進行多項分析歸納和相關性分析。

目前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到社會的各個領域，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了更加龐大的數(shù)據(jù)。在生物醫(yī)學領域，大數(shù)據(jù)技術的應用推動了生物醫(yī)學研究的高速發(fā)展。

2 生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢研究

在大數(shù)據(jù)時代，生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的發(fā)展不再是假設驅動而是數(shù)據(jù)驅動。以往，分子生物學水平上實驗的最終目的要么是獲得一些結論，要么是提出一些新的假設。然而，當生物醫(yī)學遇到了大數(shù)據(jù)時，就可以通過大量的數(shù)據(jù)分析來研究其規(guī)律，通過這個步驟，就可以直接得到靠譜的假設或者結論。生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)的高維性、高度計算復雜性和高度不確定性必將在生物醫(yī)學中發(fā)揮越來越重要的作用。同時，由于數(shù)據(jù)具有差異性，如何對海量的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)整合，這將成為一個瓶頸。

2.1 不同類型生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的高度整合

在對各種各樣的樣本進行充分整合之后，就能夠得到一個更加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，通過該模型，能夠對不同類型和尺度的數(shù)據(jù)進行集成化分析。另外，當數(shù)據(jù)的格式存在不統(tǒng)一的問題時，就需要借助智能化的數(shù)據(jù)模型和方法進行研究。未來，對不同類型的生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)進行更好的整合，將是一大發(fā)展方向。

圖1 生物醫(yī)學產(chǎn)業(yè)聚集的新模式

2.2 生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的實時分析和臨床處理

在生物醫(yī)學逐步發(fā)展的過程中，對大量的樣本進行快速提取，對數(shù)據(jù)進行深入的挖掘，將成為重要的任務。所以，對生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的實時分析和臨床處理，必將成為生物醫(yī)學研究的一大發(fā)展趨勢。近年來，一種多層次、跨界融合的生物醫(yī)學產(chǎn)業(yè)聚集的新模式被提出，這種新模式就是利用生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)醫(yī)療和現(xiàn)代醫(yī)療的結合。圖1所示為生物醫(yī)學產(chǎn)業(yè)聚集的新模式。

2.3 數(shù)據(jù)的個性化分析、預測和保存

在我們對生物醫(yī)學數(shù)據(jù)逐步采集的過程中，數(shù)據(jù)的規(guī)模也會越來越大。相關數(shù)據(jù)的個性化分析、預測的需求也增長，如何對個性化的數(shù)據(jù)進行分析和保存，這是我們應當關注的問題。

2.4 人體微生物群落研究

生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)對人體研究領域的范圍較廣，不僅包括了人體基因型，還包括了表型數(shù)據(jù)。另外，它還與人體微生物群落研究有一定的關聯(lián)。通過人體微生物群落的研究，我們能夠更好地了解人體健康的影響因素。具體而言，可以從以下幾個方面入手：①通過構建病原菌數(shù)據(jù)庫，可以為患者的病因分析提供參考。②人體微生物的檢測結果，可以為病人健康狀況的診斷提供科學預測，通過使用有效的預防手段，從而避免疾病的發(fā)生。例如，有科學家將腸道微生物稱為“第二大腦”。有研究表明，微生物與多種神經(jīng)類疾病有著緊密的聯(lián)系，比如自閉癥和帕金森疾病。當研究手段越來越先進時，科學家們越來越認識到了微生物的重要性。微生物群落的研究，對于結腸炎、心臟病、糖尿病等的治療都有很大的幫助。③通過恰當?shù)乩糜幸婢?，實現(xiàn)人體免疫能力的提高。④生物醫(yī)學數(shù)據(jù)中需要使用多種研究方法，這些方法能夠促進基礎醫(yī)學研究的進一步發(fā)展。

3 結束語

在大數(shù)據(jù)時代，生物醫(yī)學數(shù)據(jù)規(guī)模逐漸擴大，如何使生物醫(yī)學數(shù)據(jù)分析工作得到快速發(fā)展，從而促進大數(shù)據(jù)分析平臺的建設，這是生物醫(yī)學需要研究的。筆者相信，在不久的將來，生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)將在我國生物醫(yī)學領域發(fā)揮越來越重要的作用。

［1］滕琪，樊小毛，何晨光，等.醫(yī)療大數(shù)據(jù)特征挖掘及重大突發(fā)疾病早期預警［J］.網(wǎng)絡新媒體技術，2014（1）：50-54.

［2］李頌.大數(shù)據(jù)改變生活［J］.決策與信息，2014，374（10）：12-13.

［3］李偉.大數(shù)據(jù)時代的健康信息分享與安全［J］.中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，2014，35（11）：23-24.

［4］陳惠芳，徐衛(wèi)國.大數(shù)據(jù)視角下醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的新思維［J］.現(xiàn)代管理科學，2015（4）：70-72.

TP274+.2；R318

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.088

2095－6835（2018）02－0088－02

劉曉芳〕