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大數(shù)據(jù)能治愈癌癥嗎?

大數(shù)據(jù)能治愈癌癥嗎?

Miguel Helft 2014年10月29日
本文講的是兩位20多歲的計(jì)算機(jī)天才、來自于谷歌的大把資金和一個(gè)最古老也最惱人的難題

????特納的父親是一位地球物理學(xué)家,從事石油勘探工作。特納在成長的過程中,曾經(jīng)在美國的得克薩斯州和路易斯安娜州,荷蘭、蘇格蘭之間來回搬遷。同事們形容特納是笑面“老精靈”。他的淺棕色頭發(fā)已經(jīng)開始脫落,露出了寬大的額頭,但是他的面相依舊年輕,像個(gè)研究生。不久前的一個(gè)早上,他身穿一件馬球衫,一只肩膀上掛著雙肩背包,手腕上戴著為各種活動(dòng)籌集資金的橡膠手鐲。坐在從前Flatiron位于紐約特里貝卡區(qū)(Tribeca)的一間房“總部”(公司后來搬到了更寬敞的辦公空間)對面的一家咖啡店里,特納一五一十地講述了Flatiron公司的計(jì)劃。他既沒有成功的系列創(chuàng)業(yè)者身上普遍存在的那種張揚(yáng),也沒有自認(rèn)為可以改變世界的創(chuàng)新者身上的專橫之氣。但是他和在曼哈頓上西區(qū)(Upper West Side)長大的溫伯格都有一種堅(jiān)定的信念:技術(shù)可以給癌癥患者的生活帶來重大的影響。溫伯格說:“正如你了解到的有關(guān)醫(yī)療空間和腫瘤學(xué)的情況,如果有一個(gè)團(tuán)隊(duì)不恥下問,愿意提出正當(dāng)?shù)膯栴},它就有助于解決很多問題?!?/p>

????特納首次對癌癥產(chǎn)生興趣是在2009年。當(dāng)時(shí),他和親屬在北卡羅來納州度假,7歲的表弟布倫南·西姆金斯(Brennan Simkins)生病了。經(jīng)過一連串的化驗(yàn),表弟被確診患上了急性骨髓細(xì)胞白血病,由此開始了多年的折磨,先是骨髓移植,然后又復(fù)發(fā),再移值,再復(fù)發(fā)。西姆金斯總共經(jīng)受了四次痛苦的骨髓移值,還被數(shù)次誤診。他今年12歲,病情自2011年以來一直處于緩解期。

????表弟痛苦求生的經(jīng)歷促使特納和溫伯格開始動(dòng)腦筋,為患有類似病癥的人們做點(diǎn)什么。他們討論了開辦一家新公司的創(chuàng)意,起初考慮通過互聯(lián)網(wǎng)提供補(bǔ)充性的專業(yè)醫(yī)療建議。特納(他的橡膠手鐲上刻有西姆金斯的名字)說:“在半年的時(shí)間里,我們把精力都放在了癌癥上?!倍嗽煸L了大約60家癌癥中心,與專家交談,和醫(yī)生巡訪,探討可能的商業(yè)創(chuàng)意。經(jīng)常與他們同行的,還有克里施納·耶什萬特(Krishna Yeshwant),他是一名醫(yī)生和谷歌風(fēng)投公司的合伙人,專業(yè)從事生命科學(xué)投資。

????經(jīng)過數(shù)十次交談,特納和溫伯格形成了一個(gè)新的創(chuàng)意:整理分散在美國各地的腫瘤治療中心檔案里的海量臨床數(shù)據(jù),無論是數(shù)字形式還是其他材質(zhì)的數(shù)據(jù),加以編排匯總,再返回給醫(yī)生,目的是幫助他們更好地決定怎樣治療病人。

????對于特納和溫伯格這兩位數(shù)據(jù)狂人來說,腫瘤學(xué)臨床數(shù)據(jù)的問題既明顯又熟悉。盡管多年來,醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)一直在努力說服醫(yī)生和醫(yī)院采用電子病歷(簡稱“EMR”),但是腫瘤學(xué)的數(shù)據(jù)依舊難于查找和使用。特納說:“EMR的數(shù)據(jù)太不合格?!币晃徊∪说臄?shù)據(jù)可能有幾十個(gè)來源:實(shí)習(xí)醫(yī)師、腫瘤科醫(yī)生、放射科醫(yī)生、外科醫(yī)生、化驗(yàn)室和病理報(bào)告,等等。即使數(shù)字化的數(shù)據(jù)也存在著技術(shù)人員所說的“格式散亂”的問題。數(shù)據(jù)庫沒有經(jīng)過規(guī)整,展示方式因化驗(yàn)報(bào)告和病歷的不同而存在差異。更糟糕的是,隱藏的報(bào)告里的海量數(shù)據(jù)有的是手寫的,有的是掃描文件,有的是從沒有人聽過的錄音,還有的是由傳真機(jī)生成的低分辨率PDF文檔,結(jié)果造成各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)無法兼容,再加上有關(guān)個(gè)人健康信息的嚴(yán)格隱私規(guī)定,令共享數(shù)萬種腫瘤療法變得難上加難。

????坦白地說,挑戰(zhàn)極為巨大。

????理論上,電子病歷應(yīng)該很容易做這樣的數(shù)據(jù)匯總和整合。但是想想這樣的情況:假設(shè)要測量某一種蛋白質(zhì)的水平,比如癌癥病人通常要化驗(yàn)的白蛋白,來自于某家癌癥中心的EMR可能會(huì)被用30多種格式展示出來。這算是一大挑戰(zhàn),考慮到癌癥治療中采用的蛋白質(zhì)和遺傳化驗(yàn)、活組織檢查及其他診斷方法超過100種,整理的難度將成倍增長。再考慮到美國獨(dú)立的EMR系統(tǒng)和癌癥中心的數(shù)量,難度又會(huì)提高很多倍。想必現(xiàn)在,你已經(jīng)理解這個(gè)問題的復(fù)雜性了。

????為了解決這一問題,特納和溫伯格花了兩年多的時(shí)間建立他們所謂的數(shù)據(jù)模型,也就是將海量數(shù)據(jù)清楚地分門別類的方法。他們很快發(fā)現(xiàn),針對所有類型的癌癥來做這項(xiàng)工作實(shí)在是太復(fù)雜了。因此,他們與一群醫(yī)生顧問合作,專注于結(jié)腸癌。利用公開的臨床數(shù)據(jù),他們提取了超過350個(gè)類別,包括人口結(jié)構(gòu)、地點(diǎn)、癌癥發(fā)展期、疾病的生物學(xué)標(biāo)識(shí)以及對療法的反饋,等等。然后,他們再對其他類型的癌癥重復(fù)這一過程。

????從EMR中提取數(shù)據(jù)是一項(xiàng)極度勞動(dòng)密集型的工作,為了將這一過程自動(dòng)化,F(xiàn)latiron采用了各種計(jì)算機(jī)技巧,包括給化驗(yàn)報(bào)告確定價(jià)值的匹配算法。公司還完善了一種叫做“自然語言處理”的技術(shù),讓計(jì)算機(jī)“閱讀”文件,并且從中提取數(shù)據(jù)。這類系統(tǒng)特別容易出錯(cuò),所以Flatiron創(chuàng)造了一種人機(jī)混合感知系統(tǒng),鎖定并糾正錯(cuò)誤。其實(shí)就是公司聘請了一個(gè)由50名護(hù)士組成的團(tuán)隊(duì),手工錄入500名患者的數(shù)據(jù),制作出特納所謂的“培訓(xùn)模板”,可以用來發(fā)現(xiàn)自動(dòng)收集的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。相關(guān)的差異再被反饋回系統(tǒng)中,幫助完善自動(dòng)收集程序。

????Flatiron并不是第一家從事這項(xiàng)工作的組織。去年,一家非營利專業(yè)機(jī)構(gòu)美國臨床腫瘤學(xué)協(xié)會(huì)(American Society of Clinical Oncology)公布了CancerLinQ計(jì)劃,打算開發(fā)一種系統(tǒng),利用臨床數(shù)據(jù)庫來改進(jìn)療效和加快發(fā)現(xiàn)新藥的速度。另一家由資深計(jì)算機(jī)科學(xué)家馬蒂·特南鮑姆(Marty Tenenbaum)管理的非營利機(jī)構(gòu)Cancer Commons希望進(jìn)一步推進(jìn)腫瘤學(xué)臨床數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,能夠供所有人免費(fèi)使用。IBM借助其沃森(Watson)人工智能系統(tǒng),已經(jīng)在與紀(jì)念斯?。瓌P特琳醫(yī)院(Memorial SloanKettering)等癌癥治療中心合作,篩選數(shù)以百萬計(jì)的臨床資料數(shù)據(jù)、期刊文章以及臨床試驗(yàn)報(bào)告,自動(dòng)向醫(yī)生推薦患者的治療方案。

????早期的努力—包括美國國家癌癥研究所(National Cancer Institute)的一項(xiàng)耗資5億美元之巨、名叫“caBIG”的生物信息學(xué)計(jì)劃—不是失敗,就是尚未產(chǎn)生積極的效果。但是,阿伯內(nèi)西說,F(xiàn)latiron對復(fù)雜數(shù)據(jù)的專注讓她驚嘆。她曾經(jīng)擔(dān)任過CancerLinQ項(xiàng)目顧問委員會(huì)主席,并且參與了其他的臨床腫瘤數(shù)據(jù)的數(shù)字化編纂工作。她說,特納和溫伯格顯然明白,“光有技術(shù)解決不了這個(gè)問題,這是我決定和他們一起努力的原因”。

????谷歌風(fēng)投公司的投資不僅提升了Flatiron的信譽(yù),還讓它有本錢收購為腫瘤醫(yī)學(xué)創(chuàng)造EMR服務(wù)的Altos Solutions公司。該公司位于加利福尼亞州山景城(Mountain View),距離谷歌不遠(yuǎn),收購它讓Flatiron擁有了更大的用戶基礎(chǔ),加強(qiáng)了與醫(yī)生的聯(lián)系。目前,大約有210家癌癥醫(yī)療中心使用Flatiron的系統(tǒng),每年共收治大約30萬名新患者。大多數(shù)客戶是社區(qū)癌癥診所,但是也有一些大型學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),比如耶魯紐黑文醫(yī)院(Yale-New Haven)的斯米洛癌癥診所(Smilow Cancer Hospital)、賓夕法尼亞大學(xué)(University of Pennsylvania)的艾布拉姆森癌癥中心(Abramson Cancer Center)。谷歌表示,給Flatiron投資的原因之一,是想讓一個(gè)前景光明的領(lǐng)域快點(diǎn)出成果。谷歌風(fēng)投公司的主管比爾·馬里斯(Bill Maris)說:“我們努力不讓電子醫(yī)療紀(jì)錄還要再過一代人的時(shí)間才能得到廣泛應(yīng)用。我希望,我們能省去人們的很多麻煩和痛苦?!?/p>

????橫穿美國,前往位于長島(Long Island)林木蔥蘢的郊區(qū)杰斐遜港(Port Jefferson)的一座不起眼的低板辦公樓,這里的杰弗里·瓦奇爾卡(Jeffrey Vacirca)醫(yī)生相信Flatiron的愿景。瓦奇爾卡說,他已經(jīng)使用了數(shù)年Altos的EMR系統(tǒng),幫助他改進(jìn)了對患者的治療,但是這個(gè)系統(tǒng)還有很大的潛力沒有發(fā)揮出來。他說:“數(shù)據(jù)非常多,但是沒有人能整理它,沒人知道其中的含義。我認(rèn)為,F(xiàn)latiron的重要性就在這里。它提取所有的詳細(xì)數(shù)據(jù)和數(shù)百萬名患者的治療結(jié)果,加以評估和歸類,尋找真正有效的方法?!蓖咂鏍柨ㄡt(yī)生將Flatiron系統(tǒng)稱為“癌癥治療的基礎(chǔ)設(shè)施”。他說,未來有了它,他就能發(fā)現(xiàn),他對特定癌癥的治療方法是否在哪些方面已經(jīng)落后并加以調(diào)整,還能確定是否有更多的病人符合臨床試驗(yàn)的資格。他還說:“如果積累患者的速度增加五倍,想象一下,你能讓多少藥物通過規(guī)定的流程?”

????該領(lǐng)域的一些領(lǐng)軍人物仍然對大數(shù)據(jù)的長期抗癌前景表示懷疑。在不久前發(fā)表在《細(xì)胞》雜志(Cell)上的一篇論文中,開創(chuàng)性研究者羅伯特·溫伯格(Robert Weinberg)指出了大數(shù)據(jù)和癌癥之間不穩(wěn)定的關(guān)系。他與扎克·溫伯格沒有親戚關(guān)系,是麻省理工學(xué)院懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所(MIT's Whitehead Institute for Biomedical Research)的創(chuàng)始人之一。他強(qiáng)調(diào),從腫瘤里的蛋白質(zhì)間的相互作用到基因突變,方方面面的數(shù)據(jù)膨脹已經(jīng)超過了研究人員的解讀能力。他后來在一次采訪中對《財(cái)富》雜志說:“有人對生物信息學(xué)太著迷,以為只要做一下數(shù)據(jù)匯總,就可以獲得從前無法得到的高質(zhì)量的見解。對我來說,這一點(diǎn)并不明顯?!?/p>

????羅伯特·溫伯格還說,即便可以利用數(shù)據(jù)來提高某些治療方案的療效,其改進(jìn)的程度也并非大到足以讓醫(yī)生改變他們的療法。他說:“有很多大膽的嘗試和樂觀的聲明。相比于已經(jīng)付出的努力,實(shí)際得到的經(jīng)驗(yàn)很少。”

????斯坦福大學(xué)的一位醫(yī)學(xué)健康研究和政策教授約翰·約安尼季斯(John Ioannidis)給出的評價(jià)要高一些,但是也有限。他認(rèn)為,如果有能力通過一個(gè)集中的系統(tǒng)將患者的病歷與療法進(jìn)行匹配,有助于減少小診所與大醫(yī)院在癌癥治療方法上的巨大差異。但是除了高度受控的臨床試驗(yàn),依靠其他數(shù)據(jù)能否實(shí)現(xiàn)重大進(jìn)步,約安尼季斯心存疑問。他說:“我們能從這個(gè)沒有試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)大集合中學(xué)到多少東西,是個(gè)公開的疑問。”

????特納和扎克·溫伯格并不期望能迅速打消別人的疑慮。但是他們和很多客戶(Flatiron的客戶數(shù)量還在不斷增長)都相信,他們的“智能數(shù)據(jù)”將給癌癥患者帶來更佳的治療。阿伯內(nèi)西說,它首先可以消除社區(qū)診所和醫(yī)術(shù)通常更高的頂級(jí)教學(xué)醫(yī)院之間的差距。與此同時(shí),聯(lián)合創(chuàng)始人溫伯格說,F(xiàn)latiron從事的是長期抗癌斗爭:“我們是一家只有兩年歷史,但有著雄心勃勃的龐大計(jì)劃的新創(chuàng)企業(yè)。我們已經(jīng)來了個(gè)開門紅,但歸根到底,這是一個(gè)需要花數(shù)十年才能解決的問題?!保ㄘ?cái)富中文網(wǎng))

????譯者:古正

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