在大數(shù)據(jù)中探尋治病密碼，中山六院精準醫(yī)學踏數(shù)而行

2015年初，精準醫(yī)學正式進入大眾的視野，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中提出“精準醫(yī)學”計劃。自此，精準醫(yī)學在全球掀起一股浪潮，個性化醫(yī)學的大幕也正式拉開。

所謂精準醫(yī)學，是以個體化醫(yī)療為基礎、隨著基因組測序技術快速進步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學的交叉應用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學概念與醫(yī)療模式。無疑，精準醫(yī)學跟數(shù)字化技術、數(shù)據(jù)有著緊密聯(lián)系，實乃醫(yī)學進入到數(shù)字化時代的發(fā)展必然階段。

隨著數(shù)據(jù)收集手段、數(shù)據(jù)存儲技術的不斷進步，精準醫(yī)學這扇大門正在加速打開，惠澤更多群眾。那么，中國精準醫(yī)學發(fā)展狀況如何？精準醫(yī)學的數(shù)字化何特點？如何解決精準醫(yī)學中遇到的典型數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)？近日，中山大學附屬第六醫(yī)院副研究員、計算腫瘤學博士高峰帶來了他的深度思考。

為什么要數(shù)字化

精準醫(yī)學為何愈發(fā)受到關注？

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

“現(xiàn)行臨床數(shù)據(jù)庫不能很好的記錄分子特征，像生物樣本庫的存儲和組織等，例如血液、糞便等都面臨著流通性、可訪問性、可復用性等問題?！备叻宀┦吭贗DTC2021浪潮存儲數(shù)據(jù)科技峰會廣州站上如是說。如何有針對性的治療，實現(xiàn)醫(yī)療方案的“量體裁衣”？無疑，建立在數(shù)字化基礎之上的精準醫(yī)學就是那把關鍵“鑰匙”。

“通過真實世界樣本剖析腫瘤的分子異質(zhì)性是實現(xiàn)個體化治療的必要手段，只有數(shù)字化才能成為真正的資源?！备叻宀┦勘硎镜馈Ｖ猩酱髮W附屬第六醫(yī)院在精準醫(yī)學走在業(yè)界的前沿，為推動精準醫(yī)學的進一步發(fā)展，中山六院構(gòu)建起數(shù)字化生命資源庫，推動大數(shù)據(jù)、人工智能技術在精準醫(yī)學領域的應用，幫助腫瘤患者獲得個性化治療方案。

高峰博士以一個真實案例說明精準醫(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，如果按照過去常規(guī)做法，需切除肛門，這無疑會嚴重影響該患者今后的生活質(zhì)量?！睘榇耍猩搅豪谩爸蹦c癌新輔助治療療效深度學習預測人工智能（AI）模型”用于評估患者療效，有針對性的強化術前新輔助治療，術后病理如同術前預測，病人腫瘤療效評估0級，達到了pCR（顯微鏡下未見腫瘤細胞殘留），意味著術前的強化新輔助治療效果顯著。

無疑，精準醫(yī)學即意味著整個治療過程中高度依賴數(shù)據(jù)。當前，一個人全基因數(shù)據(jù)就高達400GB，加上病理數(shù)字化，帶來龐大規(guī)模的影像大數(shù)據(jù)。高峰博士表示，他們研究項目目前物理存儲的實裝數(shù)據(jù)就已經(jīng)超過2.5PB。如此大規(guī)模且增長迅速的數(shù)據(jù)，著實帶來了一系列的數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)。

精準醫(yī)學背后的大數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)

當前，眾多領域都因數(shù)據(jù)而改變。

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

具體到精準醫(yī)學，當前各大精準醫(yī)學機構(gòu)普遍都在建立自動化生物樣本庫，數(shù)據(jù)量始終保持著極高的增長速度。以中山六院為例，基于浪潮分布式存儲平臺建立起數(shù)字化生命資源庫，整合來自高通量檢測手段的多組學數(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)學影像，初步實現(xiàn)臨床資源數(shù)字化。

中山大學附屬第六醫(yī)院副研究員、計算腫瘤學博士高峰

目前，中山六院已經(jīng)建成了全球最大單中心、完整配對、高質(zhì)量隨訪的基因多組學腸癌隊列?！熬珳梳t(yī)學數(shù)據(jù)相對較為單一，而且使用人群也較少，但并不意味著數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)就很少。”高峰如是說。在高峰看來，當前中山六院的精準醫(yī)學研究工作主要面臨著三個重要的數(shù)據(jù)存儲趨勢：

其一、快數(shù)據(jù)和海量數(shù)據(jù)并存，但不同場景、不同類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理需求差異大。例如，快數(shù)據(jù)的量達到了上百TB，這些數(shù)據(jù)往往跟AI模型緊密相關，對于性能、吞吐要求極高；而海量數(shù)據(jù)則往往達到PB級規(guī)模，對于安全性、連續(xù)讀寫性能要求更高。

其二、未來需要建立起數(shù)據(jù)基礎設施，用戶不用過多關注數(shù)據(jù)底層的操作、管理和運維等，數(shù)據(jù)基礎設施可以靈活匹配上層應用的存儲需求，讓醫(yī)療專家將精力聚焦在專業(yè)的精準醫(yī)學研究任務之中。

其三、中山六院致力于構(gòu)建腸癌數(shù)字化生命資源庫的建設，形成中國人群的腸癌數(shù)字圖譜，把臨床業(yè)務數(shù)字轉(zhuǎn)化成可復用的資源，支撐起整個精準醫(yī)學的長期研究，這意味著數(shù)據(jù)今后會越豐富、維度越全面、使用人群會更多?！澳[瘤疾病成因復雜，有遺傳、環(huán)境等多種因素，不光涉及醫(yī)學采集到的數(shù)據(jù)，還包括各種環(huán)境數(shù)據(jù)。目前，應用跑的比技術、數(shù)據(jù)更快，我們希望會有越來越多的數(shù)據(jù)來支撐醫(yī)學研究?！备叻逄寡缘?。

浪潮存儲產(chǎn)品線總經(jīng)理李輝也表示，當前多學科、交叉研究的現(xiàn)象在醫(yī)療領域中很常見，并且絕大部分醫(yī)療機構(gòu)都異常重視數(shù)據(jù)的采集與存儲，精準醫(yī)學的數(shù)據(jù)也非常符合新數(shù)據(jù)的各種特征，對于存儲功能層面一直會產(chǎn)生新需求和新挑戰(zhàn)，需要新存儲來有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)存好、管好和用好。

未來：場景共同體讓精準醫(yī)學有“數(shù)”有“據(jù)”

就像高峰博士所言，應用場景需求變化走的比技術更快。以新數(shù)據(jù)驅(qū)動為主導的新應用往往基于大數(shù)據(jù)和AI復雜運算，進一步讓數(shù)據(jù)基礎設施和解決方案層級關系走向復雜化。“我自身是學計算機出身，所以對數(shù)據(jù)基礎設施底層很多細節(jié)比較了解；但希望未來數(shù)據(jù)基礎設施能像用水用電一樣簡單。”高峰博士如是說。

為此，浪潮存儲認為，面對未來各種數(shù)據(jù)存儲挑戰(zhàn)，需要構(gòu)建‘以用戶為中心、以應用為導向’的場景共同體來應對挑戰(zhàn)。事實上，近年來浪潮存儲在醫(yī)療領域?qū)嵺`豐富，像武漢大學中南醫(yī)院、中山大學精準醫(yī)學研究中心、中山大學附屬第六醫(yī)院等均為浪潮存儲的客戶，浪潮存儲也在積極攜手各方合作伙伴構(gòu)建面向醫(yī)療領域的場景共同體。

浪潮存儲產(chǎn)品線總經(jīng)理李輝

在李輝看來，場景共同體是以“客戶場景”為導向，匯聚各種力量來解決智慧場景建設所帶來的挑戰(zhàn)，具體到醫(yī)療場景，主要有三個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，需要浪潮存儲與算法供應商、ISV等緊密合作，在數(shù)據(jù)存儲層去匹配算法、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)IO模型等，有針對性的進行優(yōu)化，從而更好地構(gòu)建起場景共同體；

其次，像精準醫(yī)學等課題研究上，一定會在數(shù)據(jù)存儲上存在著一部分特定的應用場景，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這樣的數(shù)據(jù)存儲供應商能夠深入了解用戶場景，快速響應和匹配差異化需求，在通用產(chǎn)品基礎上進行一定程度的定制化開發(fā)；

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

“場景共同體的目標是釋放出用戶的精力和資源，讓用戶不用管修路的事情，只管開好業(yè)務這輛車?！崩钶x最后表示道。

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