网络与医学
2011年07月号
医学进展

美国国立医学图书馆:175年来的努力(一)

    美国国立医学图书馆(National Library of Medicine,NLM)是世界最大的医学图书馆,坐落在马里兰州贝塞斯达的国家卫生研究院内,建立于1836年,由美国联邦政府经营管理。在NLM成立175周年之际,《美国医学会杂志》刊登了作者Anita Slomski的文章,从五个方面对NLM在推进全人类的生物医学知识传播和研究上所做的努力进行了回顾,本栏目编译了这篇文章,本期先将其中前三个部分内容与读者分享。

互联网的网上图书馆接入系统(Pubmed)

    1968年,出版商威廉姆斯和霍尔金斯状告NLM,理由是NLM把杂志文章的复印件提供给提出需求的研究人员并转发给其他图书馆,这一行为涉嫌侵犯版权。这场官司最终打到了联邦最高法院(US Supreme Court)。最终结果是联邦最高法院肯定了下级法院的判决:认为NLM把杂志文章复印件提供给研究人员的行为有助于医学知识的传播和普及,并不侵犯版权。从那以后,没有人能够预见,生物医学信息的传播会有怎样的发展。也是在1968年,NLM根据国会的议案建立了李斯特•希尔国家生物医学交流中心,以探索利用先进的计算机和通讯技术改进生物医学情报的组织、传播和利用,包括采用光盘技术、研究文献的电子存储和检索开发“专家系统”等。

    1997年,NLM的网上图书馆医学期刊数据库系统(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/,Pubmed)正式上线,向所有上网者提供免费的医学文献引文检索。当时的副总统戈尔(Al Gore)对此宣称:“这一举措意义重大,与过去相当长一段时间内所作的各种努力相比,Pebmed在提高美国卫生护理水平方面的贡献显然会更胜一筹。”在成立175年后的今天,Pebmed为全世界提供了5300多种期刊杂志的免费引文检索,涉及2000万余篇文章,每年检索的总次数达到近10亿次。

    NLM的工作是获取、整理、传播和保护世界生物医学知识以及保障公众的健康利益,其所取得的成绩并非一蹴而就,而是在过程中不断完善。《美国医学会杂志》(Journal of the American Medical Association,JAMA)编委、NLM主任、病理学和信息科学专家唐纳德. A. B.林德伯格(Donald A. B. Lindberg)教授是医学计算机应用领域的先驱,他认为戈尔副总统的评价毫不夸张。1984年,当Lindberg教授从密苏里大学(University of Missouri)来到NLM时,互联网还只是一个概念。为了使Pubmed成为可能,Lindberg 教授和他的同事们做出了很多努力。首先是建立起了一个医学词汇数据库,还要根据不同的技术类别对词汇进行恰当的分类,从而使计算机能够“阅读”生物医学文献和患者的病历。例如,要“教会”计算机懂得“心”(heart)和“心脏”(cardiac)是同一个概念。

    经过5年的努力,1990年,NLM推出了“统一医学语言系统”(Unified Medical Language System,UMLS),对医学词汇进行了规范化的索引,这一举措巩固了其在生物医学信息领域里的领先地位。籍此,NLM从1836年刚成立时仅能为军队外科医生提供少量医学书籍的小办公室成长为了世界上最大的生物医学图书馆。随着越来越多科学知识(如:最新的灾害信息)的出现,如何去管理日益泛滥的生物医学信息,是NLM和所有图书馆都要面对的一个的课题。

    Lindberg教授回忆说:“这些年来,图书馆里的各种科学文献在不断增加,面积不断扩大。我刚来NLM时,艾滋病病毒还不为人们所知,女性健康和少数民族健康研究所等机构也还没有成立。所以,我们需要继续扩大医学期刊的索引工作,将其加入到统一的医学语言系统以便正确索引,还要加强对新知识的理解。”

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可视化人体项目(Visible Human Project,VHP)

    成为NLM主任之后,Lindberg教授动用资金所做的第一件事就是可视化人体项目(Visible Human Project,VHP)。1989年,NLM建立起了这个采集人体横断面CT、MRI和组织学数据的项目,其目的是为利用计算机图像重构技术建造虚拟人体做准备。

    1991年,NLM选定了科罗拉多大学健康科学中心作为合作伙伴来承担实施该项目,进行人体数据的采集和三维重构。同年,项目组选择了一个身高1.82米的中年男性尸体作为研究样本,在其死后立即用磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)和计算机断层技术(computed tomography,CT)作轴向扫描,间距为1毫米;然后,将尸体冰冻至摄氏零下80度,采用工业铣床进行逐层铣切,间距仍为1毫米,逐层拍照并输入计算机从而获取人体连续横断面图像,最后进行人体结构的三维重建。1994年11月,项目组向全世界宣布,他们完成了世界上第一套可视化人体结构数据库,这是一个里程碑!1995年,采用同样的技术方法,一例身高为1.54米的三维立体全彩色女性可视化人体结构数据库正式发布,其解剖间距更缩短到0.33毫米。Lindberg为此非常自豪,宣称“这是有史以来最好的解剖数据库!”

    由于VHP数据集与实际的人体标本不同,可以在不破坏结构的前提下进行反复“解剖”和重构,改变了医学可视化的模式,这是医学史上里程碑式的首创。由于其立项、实施和开发具有划时代的意义,VHP被认为是信息技术和医学结合的创新工程的杰出范例。在1996年举行的新闻发布会上,VHP被誉为“将医学教育带出了黑暗时代”。

    Lindberg们建立VHP数据集的初衷是为了医学教育,想提供给医学院校作为解剖学和外科学的教材,帮助医学生和外科医生们更加方便地了解人体结构。而事实上,VHP的发展和应用远远超出了最初的设想。VHP数据集的出现为计算机图像处理和虚拟现实进入医学敞开了大门,它使逐渐走向成熟的三维重构图像处理技术以空前的速度普及。利用这个数据集可以创立虚拟解剖学、 横断面解剖学、纵剖面解剖学、斜剖面解剖学。

    目前,可视化人体数据集已经成为可以购买的产品,也可以通过订立合同从互联网下载。除了NLM以外,还在意大利、日本和新加坡建立镜相站点;这样,VHP数据集就成为全世界医学界的共同财富,在全世界已经有61个国家获得了3200多项授权;哈佛大学、斯坦福大学、罗耶尔大学、科罗拉多大学、华盛顿大学、德国汉堡大学、日本、澳大利亚、新加坡等都在利用VHP数据集进行开发。中国科学家也加入了VHP计划的研究大军,2002年,重庆市数字医学研究所所长、第三军医大学基础医学院解剖教研室及计算机教研室的张绍祥教授等在《第三军医大学学报》上发表论文报告《首例中国数字化可视人体完成》,采用的技术就是VHP项目所介绍的,这代表了中国研究者在参与可视化人体项目过程中所做出的努力。

    VHP的下一步研究计划是将可视化人体更加真实,科罗拉多大学该项目组的研究人员们正致力于将图形、触觉和声学的接口加入到可视化人体数据集,从而使用户们在电脑上使用“电子刀”对VH标本进行解剖时能感受到真实的外观、触觉和声音。

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临床试验注册系统(Clinical Trials Registry)

    所谓临床试验注册,是指当一种新药或干预措施的临床试验开始时,将试验的重要信息在公开的临床试验注册机构进行登记,以便向公众、卫生从业人员、研究者和赞助者提供可靠的信息。临床试验注册会使试验的设计和实施透明化,并使所有人都可以通过网络免费查询和评价注册的临床试验。

    在NLM于2000年推出临床试验注册网站(ClinicalTrials.gov)之前,未注册和未发表的临床研究结果无法被公众和医学界获知,系统综述和Meta分析仅仅收录了少部分获得发表的却可能有偏倚的临床试验。因此,医学界强烈呼吁临床试验应进行注册并公开其试验结果,避免选择性偏倚和报告偏倚。患者、研究者、赞助者、政府以及出版商等社会各界均赞成临床试验应在国际上注册,以促进循证医学的发展和信息的自由获取。

    然而临床试验注册一直受到临床试验赞助商的阻挠,这些企业赞助者往往具有两面性,虽然声称反对发表偏倚,但考虑到企业利益,又往往促进了发表偏倚的产生。例如,2004年,纽约州检查长Spiter起诉葛兰素史克(GlaxoSmithKline,GSK)公司,因其隐瞒了抗抑郁药帕罗西汀(Paxil)在治疗儿童抑郁症方面的负面信息。诉状中称:GSK公司开展了5项关于帕罗西汀治疗儿童抑郁的临床试验,但只报道了其中1项,隐瞒了另外4项试验,因为这些试验的结果无法证明药物的有效性,相反却证实该药可能增加儿童和青少年的自杀想法和行为。这将导致医生在不完全了解药物的安全性和有效性的情况下开具处方,造成严重危害。

    1997年,美国FDA现代化法案要求所有危重疾病的临床试验均应在公众可免费获取的数据库中说明,这最终促成了ClinicalTrials.gov网站的建立。初期仅限于美国由国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)资助的临床研究,2004年以后对全世界开放。

    2004年9月,JAMA和《新英格兰医学杂志》(NEJM)等国际医学杂志编辑委员会(International Committee of Medical Journal Editors,ICMJE)成员联合发表述评,要求临床试验在招募受试者之前应将试验具体措施向公众开放,并以此作为允许试验结果发表的条件。该要求于2005年7月1日开始全面实施,这将确保所有临床试验证据发挥其有效性的唯一途径就是将每一个临床试验在其初始阶段就进行注册。

    ClinicalTrials.gov数据库符合ICMJE的临床试验注册要求,可以提供关于政府或私人资助的临床研究最新信息,包括研究的参与者、位置以及电话等一系列详细信息,且均免费。目前,每周通过该数据库注册的临床试验已经从开始时的25~30个增加到250个,累计超过10万个。ClinicalTrials .gov不但是世界上最大的一个临床试验注册数据库,也是唯一的一个全面保存了临床试验结果的数据库,被列为公开化、国际化临床试验注册的典范。

    下期本栏目将继续介绍NLM在应对灾难和人类基因组计划等方面所做出的贡献,敬请期待。

(编译:贾玉华)

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