Marcello Ienca,等 著，劉 暉，黎 莉 編譯

普適計(jì)算和醫(yī)療信息學(xué)的興起使大規(guī)模收集、共享、匯總和分析前所未有的大數(shù)據(jù)量成為可能，這種現(xiàn)象被稱為“大數(shù)據(jù)”。本文回顧了關(guān)于癡呆癥大數(shù)據(jù)研究的現(xiàn)有文獻(xiàn)，以及該領(lǐng)域的商業(yè)可用移動(dòng)應(yīng)用程序。分析表明，癡呆癥研究和護(hù)理的大數(shù)據(jù)方法有望改進(jìn)目前的防治和預(yù)測(cè)模型，揭示病因，實(shí)現(xiàn)早期診斷，優(yōu)化資源分配，并為具有特定疾病進(jìn)程的患者提供更多量身定制的治療方案。但是，這種承諾的前景尚未完全實(shí)現(xiàn)，并引發(fā)了一些技術(shù)、科學(xué)、倫理和監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)。本文對(duì)這些挑戰(zhàn)進(jìn)行了評(píng)估，并為研究、倫理和政策的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃了路線。

1 研究背景

未來(lái)幾十年，癡呆患病率可能會(huì)增加三倍，醫(yī)療系統(tǒng)和護(hù)理人員將承受難以控制的壓力。因此，人們對(duì)癡呆癥的防治及早期認(rèn)知衰退檢測(cè)工具的研發(fā)有迫切渴望。阿爾茨海默病(AD)生物標(biāo)志物的鑒定對(duì)于早期防治十分重要。綜合多生物標(biāo)志物和病因?qū)W路徑的多維模型比基于單因素假設(shè)的還原學(xué)方法更有前途。最近，全球?qū)Υ髷?shù)據(jù)研究興趣激增，蔓延到包括癡呆癥在內(nèi)的許多醫(yī)學(xué)和健康領(lǐng)域。

基因組數(shù)據(jù)、電子健康記錄(HER)、裝有傳感器的移動(dòng)設(shè)備及可穿戴裝置、手機(jī)應(yīng)用程序、信用卡等多種手段使得預(yù)測(cè)醫(yī)療將成為因大數(shù)據(jù)將產(chǎn)生變革的領(lǐng)域之一。生物醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，通過(guò)各種數(shù)據(jù)庫(kù)和生物庫(kù)存儲(chǔ)和共享及二次使用，合成能夠提供一個(gè)人的健康狀態(tài)的多維信息，即我們的“數(shù)字表型”，隨之引入“數(shù)字健康”的概念。前所未有的大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生使得醫(yī)療領(lǐng)域可能形成新的突破。

利用大數(shù)據(jù)的收集、匯總和預(yù)測(cè)分析可以重啟癡呆癥的防治和護(hù)理研究。大數(shù)據(jù)具有為病因?qū)W帶來(lái)新亮點(diǎn)的潛力，可實(shí)現(xiàn)更及時(shí)的診斷和預(yù)防，并可能克服當(dāng)前的治療局限性。通過(guò)實(shí)現(xiàn)EHR，分子生物標(biāo)志物，神經(jīng)影像生物標(biāo)志物和移動(dòng)健康(mHealth)數(shù)據(jù)的整合，這一潛力更有可能實(shí)現(xiàn)。

2 研究過(guò)程

2017年10月，以“大數(shù)據(jù)”和“癡呆癥”為關(guān)鍵詞搜索PubMed，獲得了九篇同行評(píng)審文章和一篇會(huì)議論文。這些文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)來(lái)源包括EHRs、互聯(lián)網(wǎng)搜索和基因數(shù)據(jù)，不包括移動(dòng)健康數(shù)據(jù)。對(duì)Google Play和iTunes的平行搜索表明，目前有35款移動(dòng)應(yīng)用幫助衛(wèi)生專業(yè)人員篩選AD和認(rèn)知能力下降。進(jìn)一步的篩選表明，大數(shù)據(jù)方法對(duì)癡呆癥的研究進(jìn)行分析。例如，AD的DREAM處理：①預(yù)測(cè)認(rèn)知評(píng)分在初始評(píng)估后2年的變化；②理解對(duì)淀粉樣蛋白病理學(xué)的適應(yīng)力的生物學(xué)基礎(chǔ)；和③使用神經(jīng)影像將個(gè)體分類為診斷組。這些成果利用了大數(shù)據(jù)集，如阿爾茨海默病神經(jīng)成像倡議組織的數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用包括遺傳學(xué)、神經(jīng)影像學(xué)、認(rèn)知評(píng)估和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)信息在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)來(lái)源。

另外，在2013年至2015年期間，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織發(fā)布了五本政策文件，闡述癡呆護(hù)理和研究中大數(shù)據(jù)趨勢(shì)帶來(lái)的承諾和挑戰(zhàn)。

3 研究結(jié)果

大數(shù)據(jù)可能在未來(lái)有助于揭開(kāi)AD的病理難題，揭示AD的病因。大數(shù)據(jù)可以跨越不同類型和尺度，實(shí)現(xiàn)多模式(具有來(lái)自綜合數(shù)據(jù)源的不同數(shù)據(jù)采集模式)和多標(biāo)量(從分子到行為和人口規(guī)模)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這可能會(huì)解決目前不同數(shù)據(jù)整合缺失的問(wèn)題，有助于“瞥見(jiàn)大局”。研究人員利用了多種數(shù)據(jù)源，包括神經(jīng)影像學(xué)、手勢(shì)跟蹤和視網(wǎng)膜掃描，開(kāi)發(fā)了智能算法來(lái)檢測(cè)在癥狀發(fā)作之前的結(jié)構(gòu)(例如腦結(jié)構(gòu)的變化)或功能性異常，其中一些研究顯示預(yù)后和預(yù)測(cè)潛力。與此同時(shí)，一些手機(jī)應(yīng)用聲稱能夠通過(guò)游戲行為或心理檢查來(lái)發(fā)現(xiàn)認(rèn)知能力下降的早期跡象。正如經(jīng)合組織的一份報(bào)告所述，從不同規(guī)模尺度(從分子到整個(gè)人群)和信息類型(從神經(jīng)生理到行為)的數(shù)據(jù)整合可能有助于開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)藥物解決方案。

大數(shù)據(jù)和移動(dòng)應(yīng)用程序以簡(jiǎn)化認(rèn)知衰退早期跡象的檢測(cè)。這些工具的普遍性和易用性幫助自我檢測(cè)的同時(shí)也導(dǎo)致假陽(yáng)性診斷的數(shù)量增加。過(guò)度診斷和醫(yī)療對(duì)衛(wèi)生系統(tǒng)和患者都有影響。后者面臨保險(xiǎn)和就業(yè)歧視、污名化和心理傷害的風(fēng)險(xiǎn)，而衛(wèi)生體系可能應(yīng)對(duì)不必要的經(jīng)濟(jì)和組織成本。

移動(dòng)健康應(yīng)用程序在癡呆癥中的這些下游效應(yīng)說(shuō)明專門(mén)的法規(guī)監(jiān)管十分必要，美國(guó)食品和藥物管理局、英國(guó)醫(yī)藥和保健品監(jiān)管機(jī)構(gòu)等監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)著手參與。同時(shí)，我們觀察到一些應(yīng)用程序沒(méi)有其產(chǎn)品有效性的足夠信息，或者他們處理客戶個(gè)人數(shù)據(jù)的方式。消費(fèi)者需要有效的激勵(lì)和懲罰措施來(lái)確保其利益。大數(shù)據(jù)研究建立大規(guī)模的個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)管理、保護(hù)、匯總、交互性、隱私以及收集、使用和共享此類數(shù)據(jù)的知情同意方面的監(jiān)管面臨挑戰(zhàn)。這些問(wèn)題目前正在倫理和監(jiān)管部門(mén)進(jìn)行辯論。

除此之外，由于部分臨床試驗(yàn)中涉及的電子病歷、移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等的使用和獲得也是一個(gè)緊要問(wèn)題。在像癡呆這樣的恥辱化情況下，利用多重?cái)?shù)據(jù)而發(fā)現(xiàn)認(rèn)知功能下降的早期跡象，給患者帶來(lái)了特殊的倫理挑戰(zhàn)，至少應(yīng)該讓患者(或其法定代理人)了解此類活動(dòng)并給予選擇退出的選項(xiàng)。

4 研究展望

為了克服上述結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)并確保癡呆癥大數(shù)據(jù)研究的成功，在研究方法、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和融資以及倫理和監(jiān)管方面都需要綜合方法。

在科學(xué)層面上，需要明確劃分大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)研究的闡釋力。通過(guò)分析工具進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)收集和進(jìn)一步挖掘，從而在異質(zhì)數(shù)據(jù)源之間建立可靠的統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián)。專家呼吁將大數(shù)據(jù)方法與基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)相結(jié)合，將大數(shù)據(jù)分析建模和模擬相結(jié)合可能會(huì)克服單獨(dú)分析生物標(biāo)記物的還原主義生物學(xué)方法的不足，解決目前癡呆癥研究的局限性。

癡呆癥研究和護(hù)理的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施需要升級(jí)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，處理和訪問(wèn)的安全基礎(chǔ)設(shè)施需要維持并加強(qiáng)，并保證不同數(shù)據(jù)庫(kù)的互用性(例如遺傳生物庫(kù)、神經(jīng)影像庫(kù)和電子衛(wèi)生保健數(shù)據(jù)平臺(tái))。政府和企業(yè)之間的積極合作是一種可行策略。然而，大型ICT公司占用衛(wèi)生數(shù)據(jù)可能會(huì)引起公眾不安。

目前，對(duì)于收集和共享個(gè)人健康數(shù)據(jù)的穩(wěn)健倫理指導(dǎo)方針將有助于大數(shù)據(jù)研究，同時(shí)保持公眾信任并保護(hù)數(shù)據(jù)主體。但現(xiàn)有的監(jiān)督機(jī)制(如倫理審查)和傳統(tǒng)的知情同意模式似乎不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)收集。就涉及結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的大規(guī)模儲(chǔ)存庫(kù)的研究而言，新型數(shù)據(jù)分析工具來(lái)評(píng)估研究協(xié)議的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)十分必要。此外，目前形式的知情同意不利于數(shù)據(jù)主體(或其代理人)充分控制關(guān)于其認(rèn)知狀態(tài)的個(gè)人信息。這是人們將數(shù)據(jù)提供給研究人員的首要障礙。人們正在探索新的機(jī)制，使客戶能夠進(jìn)行更細(xì)化的數(shù)據(jù)控制，例如通過(guò)實(shí)施數(shù)據(jù)可移植性權(quán)利，或引入電子同意管理機(jī)制和參與式數(shù)據(jù)治理。然而，由于大數(shù)據(jù)和真實(shí)性研究的縱向性質(zhì)，從認(rèn)知功能可能隨時(shí)間減弱的受試者那里獲得的初始同意是否一直有效存在疑問(wèn)。因此，需要特別的監(jiān)督機(jī)制(例如前瞻性的指導(dǎo))，在保護(hù)這些患者的權(quán)利和受益的同時(shí)促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步。

就隱私和數(shù)據(jù)安全而言，研究人員和監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要承認(rèn)，即使深度表型數(shù)據(jù)的匿名化也不足以保護(hù)隱私權(quán)?？紤]到關(guān)于認(rèn)知數(shù)據(jù)的敏感性及頻發(fā)的大量的數(shù)據(jù)泄露，加強(qiáng)有效監(jiān)管和技術(shù)手段來(lái)支撐數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要。隱私保護(hù)技術(shù)(如加密和塊鏈)需要納入當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，以促進(jìn)和維持個(gè)人在數(shù)據(jù)收集和共享方面的信任。