在人的一生中或多或少都會(huì)與醫(yī)生打交道,醫(yī)生對(duì)于我們來(lái)說(shuō)一一份圣神的職業(yè),我們既尊敬他們,也怕與他們打交道,畢竟誰(shuí)會(huì)愿意天天往醫(yī)院跑呢?隨著技術(shù)的發(fā)展,我們有沒(méi)有可能擺脫醫(yī)生而可以自己去對(duì)常見(jiàn)疾病去自救呢?
現(xiàn)在看來(lái),這件事并不是不可能實(shí)現(xiàn)的,在國(guó)外有一個(gè)團(tuán)隊(duì),匯集了一部分技藝精湛的大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)人員和醫(yī)生,他們正在利用技術(shù)幫助人們過(guò)更長(zhǎng)壽、更健康的生活。這些技術(shù)人員和醫(yī)生正在構(gòu)建應(yīng)用程序,他們利用大量政府資助的基因組數(shù)據(jù), 以及成熟和易于訪(fǎng)問(wèn)的分析工具,這可以幫助人們?cè)\斷和治療從常見(jiàn)到困難的疾病。
這一項(xiàng)目負(fù)責(zé)人叫Dexter Hadley,因?yàn)樗仁枪こ處熞彩轻t(yī)生。Dexter在加州大學(xué)舊金山分校運(yùn)營(yíng)了一個(gè)名為Hadley的實(shí)驗(yàn)室,該實(shí)驗(yàn)室旨在以開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)抗擊疾病和促進(jìn)健康。他們從大量臨床數(shù)據(jù)中獲得價(jià)值,憑借基因組學(xué)和病理學(xué)臨床訓(xùn)練的研究背景進(jìn)行精確的分析,Dexter經(jīng)常對(duì)外說(shuō)“他使用大數(shù)據(jù)來(lái)行醫(yī)”。
筆者有幸能訪(fǎng)問(wèn)到Dexter并向他了解在科技與醫(yī)藥交叉點(diǎn)產(chǎn)生的新技術(shù),并向我們講述技術(shù)的平民化如何真正影響人們的生活。
Q:人們可能會(huì)好奇為什么你既是醫(yī)生也是工程師,你又是如何做到雙重身份這一點(diǎn)的?
Dexter:我一直想成為一名醫(yī)生,但在我10歲那年自學(xué)了計(jì)算機(jī)編程之后,我的人生軌跡發(fā)生了巨大的改變。從那以后,我一直沉迷于如何利用計(jì)算來(lái)更好地促進(jìn)醫(yī)藥發(fā)展。這段經(jīng)歷也使我從一所以計(jì)算機(jī)編程為中心的本科教育大學(xué)轉(zhuǎn)到了賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院,在那里我獲得了工程碩士學(xué)位、博士學(xué)位還有基因組學(xué)和醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位。
我曾經(jīng)作為實(shí)習(xí)醫(yī)生在賓夕法尼亞州進(jìn)行普通外科手術(shù),然后在斯坦福大學(xué)進(jìn)行病理學(xué)實(shí)習(xí),激發(fā)了我作為一個(gè)醫(yī)生和科學(xué)家的激情,將醫(yī)學(xué)和軟件工程相結(jié)合,以改善醫(yī)生及其患者的醫(yī)療保健
Q: Hadley實(shí)驗(yàn)室主要的工作是什么呢?你個(gè)人在其中是扮演什么樣的一個(gè)角色呢?
Dexter:Hadley實(shí)驗(yàn)室利用大數(shù)據(jù)來(lái)改善醫(yī)學(xué)實(shí)踐和醫(yī)療保健。我們的工作是對(duì)疾病產(chǎn)生的原因進(jìn)行重新詮釋?zhuān)⒆罱K將大量不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來(lái),以便將來(lái)可以更好地描述疾病。我們開(kāi)發(fā)先進(jìn)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的臨床智能模型,推動(dòng)臨床應(yīng)用更精確地篩選,診斷和管理疾病。我們整合多個(gè)大型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),以識(shí)別新的生物標(biāo)記物和潛在的疾病療法。
我們工作的最終目的是在人類(lèi)概念臨床試驗(yàn)的快速證明,讓患者可以得到更好的結(jié)果,降低疾病譜上的發(fā)病率和死亡率。“我是一個(gè)追求覆蓋面更廣的科學(xué)研究者,我不關(guān)心我能不能將某一種疾病研究的很深,但我更關(guān)心的是怎么能夠掌握更多的疾病治療方法,這一切都是由于數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)。”
Q:你能說(shuō)一下這一領(lǐng)域的現(xiàn)狀、未來(lái)和理想的研發(fā)狀態(tài)嗎?
Dexter:目前,我認(rèn)為我們正在經(jīng)歷一場(chǎng)持續(xù)的醫(yī)學(xué)復(fù)興,從十年前的人類(lèi)基因組初步測(cè)序開(kāi)始。現(xiàn)在,我們終于能夠在“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”中實(shí)際量化人體健康和疾病,這是一種截然不同的醫(yī)療保健研究方法及其交付方式,我們的重點(diǎn)是針對(duì)個(gè)體能夠做出個(gè)性化的精確治療方案。
雖然基因組學(xué)使我們能夠量化我們自身分子, 我認(rèn)為未來(lái)是利我們現(xiàn)在手中掌握的科學(xué)技術(shù),以更好地量化我們自己的身體指標(biāo)。由于基因組學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于其客觀能力與患者的身體表現(xiàn)相關(guān),因此研究和開(kāi)發(fā)的理想的方案就需要對(duì)患者在分子基因型水平的床表的數(shù)據(jù)收集和分析。
例如,在健康系統(tǒng)的背景下,我的研究將收集到的大量的臨床數(shù)據(jù)運(yùn)用最先進(jìn)的大數(shù)據(jù)算法,并將智能手機(jī),網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)應(yīng)用程序等集成起來(lái),以便可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)患者的疾病,并提供精確的藥物。
Q:聽(tīng)起來(lái)像未來(lái)的很大一部分是基因組學(xué)?
Dexter:基因組學(xué)的確是未來(lái),但它顯然比我們最初認(rèn)為的要復(fù)雜得多。大多數(shù)醫(yī)生不會(huì)坐在那里看病人的基因組數(shù)據(jù)來(lái)制定治療計(jì)劃。然而,一些專(zhuān)家醫(yī)生整天都需要看圖像,例如放射科醫(yī)生和病理學(xué)家。我們有技術(shù)和算法能夠建立'應(yīng)用程序',可以幫助這些專(zhuān)家。
舉例來(lái)說(shuō), 我們正在為醫(yī)生和他們的病人在智能手機(jī)上研發(fā)一款移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用的軟件,能幫助他們更好的篩查皮膚癌。然而,雖然智能手機(jī)上的健康數(shù)據(jù)便于皮膚癌的篩查, 但對(duì)皮膚癌的實(shí)際診斷和隨后的管理仍在基因組領(lǐng)域。
Q:現(xiàn)在哪些地方需要這種診斷呢?
Dexter:醫(yī)學(xué)實(shí)踐包括篩查一般人群,并提前對(duì)疑似病例進(jìn)行診斷。 許多精密醫(yī)學(xué)研究集中在診斷和干預(yù)階段,較少關(guān)注篩查。我的目標(biāo)是通過(guò)數(shù)字應(yīng)用程序,使用強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)算法進(jìn)行人群篩選。 雖然“任何人”都可以構(gòu)建一個(gè)應(yīng)用程序,但并不是每個(gè)人都有知識(shí),數(shù)據(jù), 并獲得臨床基礎(chǔ)設(shè)施,為醫(yī)生和他們的病人開(kāi)發(fā)臨床級(jí)算法。
Q:在這一領(lǐng)域上“技術(shù)全民化”能產(chǎn)生多大的影響?
Dexter:大約6年前, Mark Andreessen寫(xiě)了一篇《華爾街日?qǐng)?bào)》的社論, 講述"為什么軟件正在吞噬世界"。一般人今天怎么購(gòu)物?銀行?交易股票?還是找輛出租車(chē)?主要是通過(guò)"應(yīng)用程序"。我認(rèn)為,這一現(xiàn)象會(huì)不可避免地滲透到我們的醫(yī)療世界里,我們利用現(xiàn)在的所有條件與技術(shù)做神奇的事情,包括精確的算法,以及在臨床醫(yī)學(xué)以驚人的速度產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。
舉例來(lái)說(shuō),在加州大學(xué)舊金山分校的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室里我們可以擁有數(shù)百萬(wàn)個(gè)臨床記錄,將近一百萬(wàn)患者必須接受更好的治療方法。但是由于時(shí)間和金錢(qián)的限制,我們只能選擇數(shù)百名患者去進(jìn)行干預(yù)的臨床效果實(shí)驗(yàn)。
因此,我們現(xiàn)代的衛(wèi)生系統(tǒng)允許最大臨床試驗(yàn)應(yīng)用適合快速發(fā)現(xiàn)新型醫(yī)療的干預(yù)措施。我認(rèn)為,根據(jù)這個(gè)大數(shù)據(jù)建立的臨床級(jí)應(yīng)用程序,使我們能夠立即將醫(yī)療系統(tǒng)的提前發(fā)現(xiàn)能力提供給醫(yī)生及其患者的手中。
Q:"建立一個(gè)臨床級(jí)應(yīng)用" 會(huì)涉及到些什么?
Dexter:構(gòu)建應(yīng)用程序?qū)嶋H上是過(guò)程中最嚴(yán)格的一部分,因?yàn)?ldquo;臨床級(jí)”的性能來(lái)自我們開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)應(yīng)用程序接口的算法。我們正在做的事情神奇在于學(xué)習(xí)從醫(yī)療保健中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)模式。深度學(xué)習(xí)就是這樣一種方法,它是一種向“認(rèn)知計(jì)算”轉(zhuǎn)變的模式,在那里計(jì)算機(jī)基本上被訓(xùn)練成像人類(lèi)一樣思考。
深入了解大數(shù)據(jù),因?yàn)樗砹水?dāng)今最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí),并且反復(fù)優(yōu)于其他更傳統(tǒng)的方法。數(shù)據(jù)是這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵部分,因?yàn)檫@些深層學(xué)習(xí)算法非常復(fù)雜。雖然大部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是基于線(xiàn)性模型,其參數(shù)可以用幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì),但是一些最復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)算法比宇宙中的原子具有更多的參數(shù)。
因此, 有用的深層學(xué)習(xí)需要大量的數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確估算最有預(yù)見(jiàn)性的參數(shù)。