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        “數(shù)據(jù)封禁”倒逼國(guó)內(nèi)加快科研數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

        2025-04-25 00:00:00周游
        中國(guó)新聞周刊 2025年14期
        關(guān)鍵詞:基因組癌癥領(lǐng)域

        本文圖/AI制圖

        “數(shù)據(jù)庫(kù)賬號(hào)突然登不進(jìn)去了?”

        4月6日一早,在北京某研究機(jī)構(gòu)做博士后的遺傳學(xué)博士韋川收到審稿人來信,要求他補(bǔ)充此前一篇投稿中的數(shù)據(jù)分析。韋川打開SEER數(shù)據(jù)庫(kù)終端,想要搜尋數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)自己的賬號(hào)已經(jīng)無法登錄。導(dǎo)師告訴他,SEER等多個(gè)生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)已被封禁。

        SEER即美國(guó)國(guó)立癌癥研究所(NCI)管理的“監(jiān)測(cè)、流行病學(xué)和結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)”,是全球最具代表性的大型腫瘤登記注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)之一,收集了大量循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù),一直以來向全球研究者開放。而SEER只是被切斷的數(shù)據(jù)庫(kù)之一。NCI隸屬美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)。4月2日,NIH發(fā)文,稱從2025年4月4日起,禁止包括中國(guó)在內(nèi)的“受關(guān)注國(guó)家”訪問其管理的21個(gè)受控訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。

        韋川原本還要參與對(duì)研究生的SEER數(shù)據(jù)庫(kù)使用培訓(xùn),如今也暫時(shí)擱置。個(gè)人學(xué)業(yè)之外,中國(guó)國(guó)內(nèi)科研整體可能面臨研究受阻、研發(fā)推遲等問題。美國(guó)數(shù)據(jù)“斷供”下,國(guó)內(nèi)生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究該如何應(yīng)對(duì)?

        依賴受控?cái)?shù)據(jù)的研究受到?jīng)_擊

        NIH對(duì)受控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的訪問限制看似突然,實(shí)則早有鋪墊。

        去年2月,美國(guó)拜登政府頒布第14117號(hào)行政令,旨在限制部分國(guó)家獲取美國(guó)個(gè)人敏感信息以及美國(guó)政府信息?;谠撔姓睿瑐€(gè)人基因組信息在內(nèi)的一些生物學(xué)數(shù)據(jù)被列為敏感信息,源于美國(guó)境內(nèi)的數(shù)據(jù)不能傳到包括中國(guó)在內(nèi)的部分國(guó)家。

        此后,為了實(shí)施該行政令,去年12月,美國(guó)司法部發(fā)布一項(xiàng)最終規(guī)則,要求“防止受關(guān)注國(guó)家獲取美國(guó)敏感個(gè)人信息和政府相關(guān)數(shù)據(jù)”,以及“禁止和限制與某些國(guó)家或個(gè)人的某些數(shù)據(jù)交易”,今年4月8日起正式生效。

        已公布的21個(gè)受控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)均由NIH直接或間接管理。NIH是全美最高水平醫(yī)學(xué)與行為學(xué)研究機(jī)構(gòu),也是全球最大的生物醫(yī)學(xué)研究公共自主機(jī)構(gòu),下設(shè) 27 個(gè)研究所和中心,聚焦不同疾病領(lǐng)域。受控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)匯集了全球最核心的人類基因組、表型信息和疾病研究數(shù)據(jù),其中最受關(guān)注的是人類基因型-表型數(shù)據(jù)庫(kù)dbGaP和大型基因組分析云平臺(tái)AnVIL。

        北京某高校生物信息學(xué)教授周卓向《中國(guó)新聞周刊》介紹,數(shù)據(jù)“斷供”對(duì)大多數(shù)生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域影響不大,主要影響基因組學(xué)、癌癥研究領(lǐng)域。dbGaP存儲(chǔ)的基因組與疾病數(shù)據(jù)來自全球研究者提交的數(shù)據(jù),研究對(duì)象覆蓋全球數(shù)百萬人,是癌癥治療、罕見病研究等領(lǐng)域的重要數(shù)據(jù)源。而AnVIL是跨機(jī)構(gòu)協(xié)作的重要平臺(tái),支撐著全球三成以上的基因數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目。

        多位受訪者表示,在癌癥、基因組學(xué)研究領(lǐng)域,NIH旗下數(shù)據(jù)庫(kù)非常重要,特別是在罕見病研究方面,由于單一國(guó)家難以獨(dú)立獲得足夠樣本,NIH各平臺(tái)幾乎是不可或缺的。韋川對(duì)SEER最熟悉,他認(rèn)為,SEER的優(yōu)勢(shì)在于樣本量非常大,目前已覆蓋48%的美國(guó)人口,人種分布也很均衡,其癌癥發(fā)病率和生存率數(shù)據(jù)很可能支撐著全球超過70%的癌癥機(jī)制研究。

        此外,一項(xiàng)研究可能需要多類別數(shù)據(jù),而NIH對(duì)基因組和癌癥研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫(kù)的封禁很全面。周卓表示,以癌癥研究為例,研究者可能需要訪問癌癥基因組計(jì)劃(TCGA),以尋找某種癌癥類型的基因組學(xué)證據(jù),同時(shí)也需要訪問基因型-組織表達(dá)(GTEx),以獲得健康組織的對(duì)比數(shù)據(jù)。而TCGA是基因數(shù)據(jù)共享平臺(tái)(GDC)的一部分,后者很大程度上依賴dbGaP收集的研究數(shù)據(jù)。申請(qǐng)GTEx數(shù)據(jù)也需通過dbGaP進(jìn)行。dbGaP“斷供”,相當(dāng)于阻斷了這部分研究的數(shù)據(jù)源頭。

        值得注意的是,部分NIH數(shù)據(jù)庫(kù)包含受控和開放數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)部分。前者由于具有個(gè)人基因組信息等敏感內(nèi)容,原本就需要注冊(cè)使用,在獲得數(shù)據(jù)庫(kù)官方授權(quán)后才能訪問。后者目前仍保持開放。韋川指出,TCGA、GDC等數(shù)據(jù)庫(kù)的開放數(shù)據(jù)如基因表達(dá)矩陣目前仍可下載,但原始基因測(cè)序數(shù)據(jù)屬于受控?cái)?shù)據(jù),原來研究者只要申請(qǐng)大都能下載,只是時(shí)間長(zhǎng)短問題。但4月8日之后,中國(guó)申請(qǐng)者的申請(qǐng)都將被拒。

        一位在上海某高校醫(yī)學(xué)院研究胸部腫瘤的三年級(jí)博士生向《中國(guó)新聞周刊》表示,對(duì)于普通臨床研究,開放數(shù)據(jù)庫(kù)基本夠用,但當(dāng)研究進(jìn)入到篩選癌變點(diǎn)位、尋找藥物靶點(diǎn)等前沿領(lǐng)域,基因?qū)用娴臄?shù)據(jù)不可或缺。直觀來說,受到?jīng)_擊最大的是那些已經(jīng)依賴受控?cái)?shù)據(jù)的研究。同時(shí),與數(shù)據(jù)挖掘同時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室生物組織培養(yǎng)等配套研究,也都成了“沉沒成本”?!皵?shù)據(jù)基礎(chǔ)沒了,養(yǎng)的細(xì)胞可能都要扔掉。如果重新尋找基因位點(diǎn),整個(gè)課題可能都要重新設(shè)計(jì)?!痹摬┦可f。

        在韋川看來,盡可能完整翔實(shí)的數(shù)據(jù)是研究的根基,尤其是罕見病研究,如果靠個(gè)人或單位去零散的醫(yī)療機(jī)構(gòu)收集發(fā)病率萬分之一以下的病例,將十分困難。很多團(tuán)隊(duì)用公共數(shù)據(jù)篩選基因位點(diǎn),如果轉(zhuǎn)回實(shí)驗(yàn)室從頭開始一個(gè)個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行試錯(cuò),課題成本將飆升2—3倍。

        周卓指出,尋找替代數(shù)據(jù)或自行收集大規(guī)模樣本,將顯著增加科研成本和不確定性。對(duì)癌癥研究來說,如果無法獲取相關(guān)基因突變數(shù)據(jù),就無法篩選患者入組,試驗(yàn)周期將無限拉長(zhǎng),甚至陷入停滯。依賴NIH數(shù)據(jù)驗(yàn)證療效的藥物研發(fā)也將顯著受阻。

        此外,周卓分析說,在NIH數(shù)據(jù)已成為“標(biāo)配”的研究領(lǐng)域,替代數(shù)據(jù)的權(quán)威性會(huì)受到審稿人質(zhì)疑,向《自然》《科學(xué)》等國(guó)際頂刊投稿的道路將更加坎坷,尋求國(guó)際合作也將更困難?!邦I(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的下降,可能是國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)要面臨的最大挑戰(zhàn)?!?/p>

        多位高校教師向《中國(guó)新聞周刊》表示,未來,隨著歐美政府向著國(guó)家安全、隱私保護(hù)的政策方向傾斜,針對(duì)中國(guó)學(xué)術(shù)界的訪問限制只會(huì)越來越多。周卓分析,原本開源的基因分析工具包GATK也跟隨數(shù)據(jù)平臺(tái)被封禁,國(guó)產(chǎn)測(cè)序工具的兼容性和效能還很難完全匹敵。PubMed這樣的工具也難免有風(fēng)險(xiǎn),但不太可能全線封禁,更可能會(huì)添加數(shù)據(jù)分級(jí)、進(jìn)行有針對(duì)性的搜索權(quán)限發(fā)放和審批。

        應(yīng)打造深度數(shù)據(jù)共享平臺(tái)

        為應(yīng)對(duì)“數(shù)據(jù)危機(jī)”,國(guó)內(nèi)研究者已開始自救,調(diào)整科研策略。韋川發(fā)現(xiàn),生物信息學(xué)專業(yè)的學(xué)生相對(duì)而言更好轉(zhuǎn)向,因?yàn)樗麄兊难芯渴艿降南拗聘?,可以使用NIH旗下依然開放訪問的功能基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)GEO,或者轉(zhuǎn)向歐洲的UK bioBank數(shù)據(jù)庫(kù)。后者相比于dbGaP和TCGA擁有更多用戶。

        但基因組學(xué)等前沿領(lǐng)域研究者的轉(zhuǎn)型就沒那么容易了,因?yàn)樗麄兤惹行枰囟I(lǐng)域的數(shù)據(jù)。韋川指出,數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)記錄研究者獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間,即使想方設(shè)法在4月4日后獲取到了受控?cái)?shù)據(jù),也會(huì)被質(zhì)疑數(shù)據(jù)源的合法性,以致無法公開使用?!暗倳?huì)有繞過限制的手段,比如轉(zhuǎn)向海外聯(lián)合研究項(xiàng)目,以及尋找海外合作者共同署名。”

        多位受訪者認(rèn)為,數(shù)據(jù)封禁很可能倒逼國(guó)內(nèi)加快生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),減少對(duì)外依賴。

        2019年,國(guó)家生物信息中心(CNCB)和國(guó)家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心(NGDC)相繼成立。目前,NGDC數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋DNA、RNA、宏基因組、單細(xì)胞等多類數(shù)據(jù),同時(shí)也備份了十余個(gè)NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)。CNCB-NGDC主要任務(wù)是構(gòu)建檔案平臺(tái)和信息系統(tǒng),開發(fā)算法和工具,在周卓看來,這是一套技術(shù)邏輯完整、標(biāo)準(zhǔn)逐步完善的“國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)中樞”,對(duì)標(biāo)NCBI生態(tài)。去年11月,CNCB還成功研發(fā)了DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)“畢昇一號(hào)”,大大降低了存儲(chǔ)成本。

        此外,越來越多醫(yī)院和科研所開始構(gòu)建自己的樣本庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù),例如北京協(xié)和醫(yī)院的罕見病基因庫(kù)、上海瑞金醫(yī)院的腫瘤表觀組學(xué)平臺(tái)等。周卓分析說,對(duì)使用者而言,國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)基于中國(guó)本土人群,在東亞人遺傳變異、罕見病等領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

        但問題也顯而易見。據(jù)相應(yīng)官網(wǎng)信息,CNCB目前歸檔的國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)為70.4PB,國(guó)外數(shù)據(jù)為7.75PB,而NIH下屬NCBI的歸檔數(shù)據(jù)就超過100PB??傮w而言,國(guó)內(nèi)自主數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量約為美國(guó)的1/3,且國(guó)際認(rèn)可度尚待建立。周卓指出,以CNCB為代表的國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)總量可能超過400PB,可供科研調(diào)用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)只有一小部分。數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)的工作還有待持續(xù)推進(jìn)。

        此外,前述癌癥中心研究員表示,國(guó)內(nèi)仍存在大量“數(shù)據(jù)孤島”,估計(jì)有超過90%的腫瘤樣本數(shù)據(jù)分散在各地醫(yī)療和科研機(jī)構(gòu)之中,共享程度很低,未來還需要系統(tǒng)性整合。但目前,國(guó)內(nèi)仍缺乏腫瘤生物樣本的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

        CNCB每日更新數(shù)據(jù)共享排行榜,截至發(fā)稿前,榜上共有3829組數(shù)據(jù)。以審核周期、處理率和通過率進(jìn)行共享度評(píng)分,滿分5分,超過4分的數(shù)據(jù)有260余條,僅占6.2%。

        多位受訪者指出,要從根源上提升學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力,就需要構(gòu)建國(guó)家層面的深度共享數(shù)據(jù)庫(kù)。周卓認(rèn)為,國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)聚焦中國(guó)高發(fā)癌種,如肺癌、結(jié)腸直腸癌等,優(yōu)先建立本土化研究隊(duì)列。同時(shí),通過國(guó)家戰(zhàn)略統(tǒng)籌方式,設(shè)立專項(xiàng)、成立相應(yīng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理中心,將“孤島”數(shù)據(jù)整合,形成大平臺(tái)。這可能需要進(jìn)一步的立法保障,明確數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)、安全分級(jí)和收益分配機(jī)制。

        “更多的數(shù)據(jù)還沒被分享出來?!表f川說,“愿意分享辛苦做出的數(shù)據(jù)的團(tuán)隊(duì)還是少數(shù),畢竟有好的數(shù)據(jù)在手,都希望自己先分析、出成果、發(fā)論文。如果沒有有競(jìng)爭(zhēng)力的分享激勵(lì)機(jī)制,數(shù)據(jù)共享從何談起呢?”

        (文中韋川、周卓為化名)

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