继2011年11月之后,位于瑞士首都日内瓦附近CERN的高能粒子加速器(LHC),提升了质子循环的速度,实施了历史上能量最强的碰撞,“炸”出无数微小粒子。科学家们通过计算分析,终于确认,由英国科学家Peter Higgs于1964年提出的希格斯波色子(Higgs Boson)确实存在,使粒子物理学的“标准模型”有了坚实的科学依据,同时,由于希格斯子赋予所有微小粒子以质量,从而让万物的存在有了基础。希格斯子对于宇宙,如同DNA对于生命的意义。因此,物理学家将这一粒子尊称为“上帝粒子”。
这一发现耗资数十亿美元,是全世界数千物理学家合作的结果。
在全世界,从事生命科学的学者数量远远超过物理学家,在此领域的投入亦超越物理学多个数量级。但是,每年发表的数十万篇生命科学研究的论文,多为支离破碎的结果,没再出现如同发现DNA双螺旋的壮举。因此,《自然》杂志在全世界征集专家意见,寻找生命科学的“上帝粒子”,以期为全球的学者们引导方向。
2012年3月,《自然》刊登了题为“The Biological Higgs”的文章,提出了四个课题:地球之外的宇宙是否有生命存在?地球上是否有其他的生命形式?生命是如何起源的?人类如何延缓衰老及延长生命?
在设立“上帝粒子”这一研究目标的时刻,我们不妨探讨一下寻找“上帝粒子”的特点及精神。
真理常常躲藏在现象及事实之下,如同镭被埋藏在混有铀的矿石中。发现物理学的“上帝粒子”可以解释宇宙的现象,但离应用还有相当的距离。爱因斯坦的物质-能量转化定律:E=mC2,于40年后才在曼哈顿计划实施后被证实,从而造出原子弹。而发现生命科学的“上帝粒子”,可以在可预期的时间内产生价值:DNA的发现,让人类重新认识生命及疾病,在短时间内,发明治疗疾病的手段。物理学常常应用数学计算,更显精确,生命科学常常采用观察,略显模糊。物理学的定律形成后多可长久维持,成为真理,而生命科学的结论,常常在一段时间后被更新或否定。尽管如此,生命科学家们应首先诚实的陈述事实,有不怕被否定的精神,不懈追求真理。生命科学的研究方法过于强调证据,扼杀了科学家特有的想象力及推断力。证据往往在事件发生后才可收集到,而生命科学领域需要具有想象力、会思考、用大脑做实验、创造出经典理论、让后人找证据、让后人应用的爱因斯坦;也需要具备透视眼、善思考、执着忘我、获得两次诺贝尔奖的居里夫人;更需要为弥补现有解释自然现象欠缺、大胆设想、建立假说、预言“上帝粒子”的Higgs教授。
当几千名物理学家起立,如球迷般为他们自己及同行的重大发现而欢呼鼓掌的时候,我们期盼着在生命科学大会上也出现这样发自内心的祝贺。
在打开香槟庆祝的时刻,科学家们又开始了新的征途。正如一位诺贝尔奖得主的感慨:“科学家们同大自然展开对话,大自然终于有了回答,然而,科学家们又开始提出新的问题。”
请关注:本期医学里程碑《生物学的希格斯子》
(作者:肖飞)
继2011年11月之后,位于瑞士首都日内瓦附近CERN的高能粒子加速器(LHC),提升了质子循环的速度,实施了历史上能量最强的碰撞,“炸”出无数微小粒子。科学家们通过计算分析,终于确认,由英国科学家Peter Higgs于1964年提出的希格斯波色子(Higgs Boson)确实存在,使粒子物理学的“标准模型”有了坚实的科学依据,同时,由于希格斯子赋予所有微小粒子以质量,从而让万物的存在有了基础。希格斯子对于宇宙,如同DNA对于生命的意义。因此,物理学家将这一粒子尊称为“上帝粒子”。
这一发现耗资数十亿美元,是全世界数千物理学家合作的结果。
在全世界,从事生命科学的学者数量远远超过物理学家,在此领域的投入亦超越物理学多个数量级。但是,每年发表的数十万篇生命科学研究的论文,多为支离破碎的结果,没再出现如同发现DNA双螺旋的壮举。因此,《自然》杂志在全世界征集专家意见,寻找生命科学的“上帝粒子”,以期为全球的学者们引导方向。
2012年3月,《自然》刊登了题为“The Biological Higgs”的文章,提出了四个课题:地球之外的宇宙是否有生命存在?地球上是否有其他的生命形式?生命是如何起源的?人类如何延缓衰老及延长生命?
在设立“上帝粒子”这一研究目标的时刻,我们不妨探讨一下寻找“上帝粒子”的特点及精神。
真理常常躲藏在现象及事实之下,如同镭被埋藏在混有铀的矿石中。发现物理学的“上帝粒子”可以解释宇宙的现象,但离应用还有相当的距离。爱因斯坦的物质-能量转化定律:E=mC2,于40年后才在曼哈顿计划实施后被证实,从而造出原子弹。而发现生命科学的“上帝粒子”,可以在可预期的时间内产生价值:DNA的发现,让人类重新认识生命及疾病,在短时间内,发明治疗疾病的手段。物理学常常应用数学计算,更显精确,生命科学常常采用观察,略显模糊。物理学的定律形成后多可长久维持,成为真理,而生命科学的结论,常常在一段时间后被更新或否定。尽管如此,生命科学家们应首先诚实的陈述事实,有不怕被否定的精神,不懈追求真理。生命科学的研究方法过于强调证据,扼杀了科学家特有的想象力及推断力。证据往往在事件发生后才可收集到,而生命科学领域需要具有想象力、会思考、用大脑做实验、创造出经典理论、让后人找证据、让后人应用的爱因斯坦;也需要具备透视眼、善思考、执着忘我、获得两次诺贝尔奖的居里夫人;更需要为弥补现有解释自然现象欠缺、大胆设想、建立假说、预言“上帝粒子”的Higgs教授。
当几千名物理学家起立,如球迷般为他们自己及同行的重大发现而欢呼鼓掌的时候,我们期盼着在生命科学大会上也出现这样发自内心的祝贺。
在打开香槟庆祝的时刻,科学家们又开始了新的征途。正如一位诺贝尔奖得主的感慨:“科学家们同大自然展开对话,大自然终于有了回答,然而,科学家们又开始提出新的问题。”
请关注:本期医学里程碑《生物学的希格斯子》
(作者:肖飞)
第一百六十五期
医学发现-1
医学发现-2
风险因素
意外结果-1
意外结果-2
诊疗进展
综合
第一百六十六期
医学发现-1
医学发现-2
风险因素
意外结果-1
意外结果-2
诊疗进展
综合
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第一百六十七期
医学发现
风险因素
意外结果
诊疗进展-1
诊疗进展-2
诊疗进展-3
医学与社会
综合
第一百六十八期
医学发现-1
医学发现-2
风险因素
意外结果
诊疗进展
病例报道
综合-1
综合-2
目前,我们看病的方式都还比较传统,需要去医院门诊挂号后才能就诊;在不久的将来,也许我们可以更加自由地选择看病方式:如果有时间去医院,就选择传统的方式到门诊去挂号看病;如果工作太忙,抽不出时间去医院,那就可以选择新型的看病方式。
我们可以事先通过电子邮件把近期的检查结果、X光片和化验结果提供给医生,然后在家或办公室里通过声频对话系统与医生交流,待医生全面了解病情后,再通过电子邮件把治疗方案及建议发给我们,并安排下一次的复诊时间。如此,就顺利地完成了一次诊疗。
与传统的看病方式不同,在新型的看病方式中,我们并没有去医院门诊排队挂号和候诊,始终没有离开自己的家或办公室。这种新型的就诊方式,就是近年来常被提起的远程医疗管理(Telemedicine and remote management,简称“远程医疗”)。
一、远程医疗的定义与应用范围
远程医疗,从广义上讲:指的是使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术,发挥大型医学中心医疗技术和设备优势,对医疗卫生条件较差的地区及特殊环境提供远距离医学信息和服务。它包括远程诊断、远程会诊及护理、远程教育、远程医疗信息服务等所有医学活动。从狭义上讲:是指远程医疗,包括远程影像学、远程诊断及会诊、远程护理等医疗活动。远程医疗在国外的发展已有近40年的历史,在我国起步较晚。
目前,国内外的远程医疗主要都应用于医疗机构之间的相互协同,而直接应用于医患之间的交流和诊疗仍处于探索阶段。
医患之间的远程医疗,从字面看可以理解为“远距离治病”。事实上,其包括的内容已远远超出这一范围,因为不但包括医生们运用普通的电话线、互联网或高速度的数字线路,在医院、诊所和医疗中心之间传递、分享医疗信息,讨论疑难病例;还可以通过远程医疗系统来了解患者的病情,给出治疗方案或建议;当然,也可以是主治医生与专家之间的一次视频会谈,或者是包括传递X光片、CT扫描结果或核磁共振成像资料在内的一次大型网上实时会诊。
二、远程医疗在心衰诊疗中的应用
远程医疗的早期研究对象是心力衰竭患者。心力衰竭是大多数心血管疾病的最终归宿,也是最主要的死亡原因。据WHO的统计报告,普通人群中心力衰竭的发病率高达1.3%~5.6%,而且随年龄的增高而不断增加。美国约有500万心力衰竭患者,每年约有55万新增心衰患者,年死亡数为30万。欧洲心血管学会成员国总人口已超过9亿,而心衰人数至少1000万。心衰患者的4年死亡率高达50%,严重心衰者1年死亡率高达40%。
到目前为止,研究已发现与心力衰竭相关的风险因素包括高血压、动脉硬化、糖尿病及其他心脏疾病。医生可以通过远程医疗来监控这些疾病,降低患者的再入院率。
如何管理慢性心力衰竭患者?这是全球卫生保健系统需要面对的一个巨大挑战。随着现代通信技术和科学技术的发展,远程医疗给心力衰竭患者提供了便利。
与传统的医疗服务模式相比,远程医疗技术有着独特的优势:不受距离、天气的限制,甚至是边远山区的居民也可以在家享受到医疗服务;通过远程医疗,医生可以监督患者用药情况、给出治疗建议,有利于疾病的早期干预,防止重大心血管事件,避免相关并发症的发生,从而减少患者入院治疗的需要。
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三、四种心衰远程医疗管理系统
应用于心衰的远程医疗管理系统可以通过计算机和网络实现各种功能,为了方便比较临床研究,研究人员根据常用系统所实现的功能不同,提出了四种最基本的定义:
第1种:非反应性数据收集和分析系统,其主要功能是纪录,并不需要开发完整的远程医疗护理系统。心脏病患者可以通过此系统将检测结果的信息转发给医生/护士,这一系统的不足在于可能导致医生/护士了解到患者的病情信息不同步。
第2种:非即时分析或决策系统,该系统进行数据同步传输,远程医疗中心的医务人员可以识别检测结果的变化。该系统的缺点在于仅在工作日受理信息,如果周末上传病情信息,那么信息传输可能会被延迟。
第3种:远程病人管理系统,该系统提供持续的病情分析和治疗支持,远程医疗中心的工作主要为心内科医生和护士负责,心内科专家也会时常进行指导。
第4种:充分集成远程管理系统,该系统是第3种系统的扩展,侵入性和非侵入性远程检测的设备连接到远程医疗中心。这才是真正能起到远程医疗作用的系统,由于检测的复杂性,需要有专科医生一直在远程医疗中心工作。
四、两种远程心电图监护报警系统
除了以上四种远程医疗管理系统,对慢性心力衰竭患者来说,心电图的远程监护也非常重要。目前心电图远程监护报警系统一般有两种,现分别介绍如下。
第一种是心电BP机系统,BP机系统包括一个类似BP机大小的心电图监护记录单元和通信单元。监护记录单元的功能是对佩戴者的心电图进行监护。当发现心电异常或佩戴者感到不适时,按下按钮,即可记录下6秒到240秒的心电图;然后使用者将监护记录单元放在通信单元上,已经记录下来的心电图就通过接口转换经电话线送往医院。位于医院或诊所的终端一般为一台计算机,能完成一对一的心电图接收、显示、归档等管理功能。
第二种是心电长时间实时监护系统,该系统由一个便携式心电检测仪和一台智能心电实时监护仪器构成。检测仪以无线电方式发送的心电图由智能心电监护仪接收,并对接收的心电图进行实时处理。当异常心电图超过报警阈值时,自动拨号将当时的心电图通过调制解调器实时送往医院。该系统除了具有心电图远程监护功能外,还可以配备血压计实现血压的远程监护。
五、心衰患者远程医疗的研究结果
德国Charité医学院心脏科的Stefan D Anker等研究者做了一项荟萃分析,他们选择了“远程医疗”、“远程医疗监测”、“远程医疗管理”、“远程监控”、“远程病人管理”、“远程病人护理”、“远程病人监测”、“急性、慢性和充血性心力衰竭”等关键词,在PubMed数据库中对发表于2000年6月到2010年6月间的文章进行了检索。
结果发现,与常规治疗的心衰患者相比,接受远程监控的心衰患者心血管事件发生风险相当或更低。其中有以下几个有代表性的研究。
在“Tele-HF”研究中,受试者被随机分为远程监控组(n=826)和常规治疗组(n=827)。在6个月的研究时间内,远程监控组有432例(52%)发生心血管事件,常规护理组有426例(51%)发生心血管事件。与常规护理组相比,远程监控组患者的再住院及死亡率相当(HR=1.04, 95% CI:0.91~1.19,P=0.58),组间无统计学差异。
在德国研究人员开展的“TIM-HF”研究中,受试者被随机分为远程监控组(n=354)和常规治疗组(n=356)。该研究所使用的同步远程监控系统以无线蓝牙设备与个人数字助理为主,通过远程医疗中心进行数据传输。一个三导联心电图、血液压力设备、体重秤50 克的精密仪器组成网络传感器的一部分。心脏病患者用这些设备进行日常自我评估,并将数据传输到远程医疗中心,提供给医生作为判断治疗依据;医生通过传输过来的数据进行判断后向患者提出治疗要求。研究发现受试者总死亡率为8.4%,与常规治疗组相比,远程治疗组受试者的全因死亡率无显著差异(HR=0.97,95% CI:0.67~1.41,P=0.87)。
在“CHAMPION”研究中,受试者均为III期心力衰竭患者,被随机分配成2组。其中治疗组270例,被植入无线血流动力学监测系统,每天可监测到肺动脉压、血压,受试者每天服用华法令,如果未服用华法令就会服用阿司匹林(81毫克 或325毫克,每天一次)和氯吡格雷(75毫克,每天一次)一个月,此后继续单用阿司匹林;对照组280例,进行常规医疗护理。结果发现,治疗组和对照组分别有153人和253人因心力衰竭入院治疗。与对照组相比,治疗组因心力衰竭累积入院发生率低(HR=0.64,95% CI:0.55~0.75,P=0.0001),显示出一定的优势。
以上三个研究显示了远程医疗在心衰诊疗中的应用,至少取得了与常规护理相当的效果,为更好地开展心衰远程医疗做出了有意义的探索。
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六、远程医疗在其他疾病领域的应用前景
在针对于具体病种的远程医疗管理系统中,目前开发最好的远程医疗监视系统是针对心脏病患者的。许多研究已经证明,无论对于久居家中还是长期住院护理的病人,这一系统的功效都十分显著。运用远程监视系统,医生可以监测到心衰患者的日常症状,并通过监视器所收集到的资料对患者病情进行判断,告知其进一步的诊疗方式。
除了心脏病,远程医疗监视系统对其他疾病如哮喘、糖尿病等疾病也有帮助。
通过远程医疗监视系统可以直接监测哮喘患者的病情。哮喘患者在家中通过肺功能测量设备自我监测,患者每天将有关数据传输到医院的临床信息系统,医生能够从一个专门的网站中得到这些数据,一旦发现问题,医生会立刻通知护士,并对患者进行对症治疗。
糖尿病患者也是远程医疗监视系统的受益者,利用计算机和互联网向患者提供有关信息,使他们能够完全参与到自己的护理工作中。患者进行自我监测,医生通过远程医疗监视系统了解患者糖尿病控制情况,发现异常后对患者教育并给予治疗。
远程监护和家庭护理技术也是近年来远程医疗非常重要的一个研究领域。远程监护是一种通过对生理参数进行连续监测来研究远地对象生理功能的方法。最早应用远程监护的是美国航天局。这种卫星仪器由士兵携带,用于监护佩戴者的呼吸、体温、心率和其他的生理参数,其作用在于估计受伤者是否活着并可确定受伤者的所在地。
现在的远程监护技术广泛应用于家庭和急救系统中,对家中患者的重要参数进行监测,并在发生意外时实施紧急救助。随着传感技术和远程监护的发展,健康者也会成为家庭监护的监护对象,通过对健康者的生理参数进行监护有助于疾病的早期发现和及时的治疗。
远程医疗技术不受距离、天气的限制,患者可以不出家门就享受到医疗服务,医生也可以通过远程医疗监督患者用药情况,并对病情变化给予治疗建议等。远程医疗技术还将有助于大城市的专家向农村医疗保健中心和小医院的医生提供医疗支持。在一些偏远山区或医疗资源匮乏的地区,远程医疗更有价值。
目前,远程医疗已成为一门发展非常迅速的跨学科高新技术,成为医疗保健服务和医疗救护保障的一种新模式。美国未来学家阿尔文•托夫勒曾在80年代初期这样预言,在未来医疗活动中,医生将面对计算机,根据屏幕显示的远方的患者的各种信息对患者进行诊断和治疗。这样的医疗情况不再是梦想,而是越来越接近现实。随着多媒体技术、计算机网络技术、通信技术的迅猛发展,我们有理由相信全球远程医学将在今后的时间里取得更大发展。
七、远程医疗在中国
我国的远程医疗虽然起步较晚,但进展迅速。鉴于远程医疗所存在的诸多优势,比如实现对医学资料和远程视频、音频信息的传输、存储、查询、比较、显示及共享等,能够在一定程度上保证人民群众及时就医,我国卫生部在新医改方案中强调,要加快医院的信息化建设,希望通过医院信息化建设,用远程医疗的手段来改变医疗技术分布不均的现状。
在这样的宏观背景下,2011年,中国远程医疗联盟(SINOTA)应运而生,这是一个由从事远程医疗的医疗机构、远程医疗技术开发、技术服务、技术咨询、国际技术贸易等国内外医疗机构、科研机构、高等院校、科技公司、技术贸易、投融资机构,按照“平等、合作、互惠、互助”的原则,自愿组成的一个行业性、非盈利性的服务型利益共同体,其管理方为全国卫生产业企业管理协会。
该联盟的宗旨是遵守国家宪法、法律、法规和政策,加强信息沟通,扩大合作与交流,促进联盟成员之间远程医疗技术资源的优化和配置;促进自主创新的远程医疗技术的开发和供给,疏通远程医疗技术交流渠道,繁荣和规范我国远程医疗市场;促进技术与资本及技术与市场的良好结合;提高我国远程医疗的管理水平和创新能力,推动我国远程医疗技术的市场化、产业化和国际化。
SINOTA充分发挥优势医院的医疗资源,采用成熟先进的医疗解决方案,协同全球医疗技术,建立可靠、安全、智能的基础网络平台,提供远程医疗服务。该联盟建立了官方网站,试图与全国同行分析有关远程医疗的信息和进展,其网址为http://www.sinota.org,感兴趣的读者们不妨前往浏览。
其实,早在SINOTA出现之前,全国各地的医务人员也通过各种途径进行了远程医疗的尝试。曾记否,在2008年5.12汶川地震的抢救过程中,第二军医大学东方肝胆医院的军医们就通过网络会诊系统连线专家团队,为地震中的患者进行远程会诊,成功抢救了在当地诊疗水平下无法救治的重伤员(全文见本杂志2009年5月号“网络与医学”栏目文章《视频•会诊•战地军医的沟通无极限》)。
近几年来,随着苹果(apple)系列电子产品在全球的热销,基于iPhone、iPad平台的远程医疗产品也被在积极开发的过程中。值得自豪的是,我国在APP store中的软件开发也不逊色于发达国家。
据报道,2011年,国内某公司开发的远程医疗系统在常州问世。有了这个系统之后,无论何时,无论何地,不需要坐在电脑前,医生只要通过苹果iPad即时浏览高解析医疗图像,通过手势对图像放大缩小,这将大大提高远端医疗判断的即时性与精确度。这更是代表了远程医疗系统发展的新方向,随着更多基于apple平台的医疗应用软件不断被开发出来,便携式的远程医疗产品将为人类的健康事业带来更加美好的未来。
千里之行,始于足下,让我们拭目以待!
(作者:宫健 审校:贾玉华)
基因测序(又称DNA测序)是一种破解基因密码(即碱基序列)的技术。自从l953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型以来,人类一直没有停止对基因探索的脚步。1990年,“人类基因组计划”启动,随之而来的是测序领域的飞速发展。从1977年Sanger提出的双脱氧核苷酸末端终止测序法,到罗氏公司推出的第二代测序系统454,再到目前,以单分子测序为特点的第三代测序仪已经开始覆盖市场。今年2月份,在佛州马尔科岛召开的年度基因组生物学技术进展年会(Advances in Genome Biology & Technology,AGBT)上,英国创业公司牛津纳米孔科技公司(Oxford Nanopore Technologies)以迅雷之势进驻测序领域,并推出了两款便携式的基因组测序仪:GridION及MinION。这两种新仪器能够以低廉的成本完成高通量和超长序列的基因解码。这进一步推动了第三代测序系统的发展及市场竞争。
MinION设备是一种一次性的类似U盘的便携式仪器,连接电脑即能使用,且成本低于1000美元。尽管没有得到同行专家的研究证实,该公司的研究产品已经在《Nature Biotechnology》杂志上获得发表。令内部人员惊异的是,这个小设备能以低廉的成本每小时解码数百万碱基对,且只需要很少的准备工作,甚至只需血液样本。这次牛津纳米孔科技公司将面对其他测序领域巨头的竞争,如Life公司的测序产品Ion Proton及Illumina公司的测序产品HiSeq2500。而瑞士巨头罗氏准备以57亿美元收购Illumina。虽然此次恶意并购的结果还未公开,但清楚的是,竞争正在加紧推进这种既准确又价廉的测序仪进入临床领域。
源源不断的资金正在涌入这一行业,利用全基因组和外子组测序,来发展患者的个性化治疗策略,使广大医学院校及医院聚焦个性化医疗。去年冬天,美国国家人类基因组研究所拨款了至少1000万美元基金,分别给予六个研究所,用于临床测序探索性研究项目。“该项目的研究进展神速,超出了我们的预期”,德克萨斯贝勒大学人类基因测序中心主任Richard Gibbs说道。
第二代测序市场的代表包括Illumina公司的Solexa基因组分析仪、罗氏公司的454测序平台和ABI的SOLiD测序仪。这些产品将不得不面对第三代测序技术,也被称为“下一代测序”的冲击。与前两代测序仪相比,第三代测序有着更快的数据读取速度、更高的准确率及更低的价格,具有广泛的应用前景。
Illumina公司通过强大的技术及商业悟性头脑,在下一代测序市场上占有大约60%的份额,使该公司早期具有优势。“他们在推出产品周期上变得非常有闯劲,”纽约JP Morgan的分析师Tycho Peterson说道。“他们在改进自己的平台,细化仪器分组及倾听顾客的需求方面做得很好。”这些长处使得其吸引了罗氏公司的注意,他们看到了Illumina公司的技术有潜力成为他们诊断业务的新军,尤其随着他们公司自有的测序产品454在市场的重要性正在逐步消退。Illumina已经呼吁公司股东抵制罗氏公司给予的每股44.5美元收购价,因这个价格远低于当前股票价。 “这表明罗氏认为我们的技术有价值,”Illumina公司诊断方面的高级副总裁Greg Heath说道。“但是相对来说,这个价位是在投机取巧。”尽管如此,基于罗氏制药过去的历史收购案件,分析师预计即使有必要进行进一步的价格谈判,罗氏也将会从长计议来完成这桩交易。
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其他公司也开始挑战Illumina公司旗舰产品——Hiseq家族的基因组和外显子测序仪的市场主导权。“Illumina公司在让它们的产品变得更好、更便宜、速度更快等方面做得很好,”密尔沃基一家金融服务公司Robert W. Baird & Co.的总经理说道。“他们面临的挑战是其它公司可以轻松在他们的技术基础上,快速进步。”
在2010年收购了 Ion Torrent公司后,Life公司的半导体测序产品对市场产生了最直接的威胁。今年一月份,该公司宣布推出Ion Proton,该产品将有能力传送高通量,完整基因组及外显子序列,且单个造价低于15万美元(尽管仍需购置专门的服务器)。预计每次完整的基因组检测将花费1000美元,每次外显子检测花费500美元,但Ion Torrent早些时候的产品,Proton芯片直到今年年底才能上市。Ion Torrent公司之前的明星产品——个人染色体检测仪(Personal Genome Machine),主要用于检测目标基因或分析一些较小的基因,给了客户足够的信心相信Proton芯片将会更出色。“Ion部分的成功已经成为了一个里程碑”,Lai说道。对于创始人及首席执行官Jonathan Rothberg来说,Ion Torrent仪器的固有设计也意味着他们有潜能确保在测序速度和成本方面的持续优势。“HiSeq是一个很出色的仪器,但它的操作复杂并且造价昂贵”,Jonathan Rothberg说道,“发展到现在,我们拥有上万亿美元的半导体制造技术使得我们的芯片造价非常便宜,Illumina公司无法在价格上与我们竞争。”
牛津纳米孔公司制造的两个新仪器——小巧的MinION及GridION,前者是一个能够对十亿核苷酸为单位进行的DNA一次性测序仪,后者是为了进行全基因组范围的测序而进行的设计,这两种新仪器都使Illumina公司响起了警铃。牛津纳米孔公司的系统是基于单个纳米孔嵌入合成膜,正如个别通过空隙的DNA链,每个核苷酸诱发电流的变化可以译成序列数据。该平台的一个关键优点是能够比现有读取100基对〜200碱基对的平台获得更长的序列。“我们还未找到极限的阅读长度”,牛津公司首席技术官Clive Brown说道。
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牛津公司方面打算在2012年下半年让早期的访问客户首先尝试他们的测序平台,Brown预计MinION及GridION在临床应用前都需要经过遗传密码研究者的广泛的测试。“这些系统能够直接从血液中抓取并分析DNA,”Brown说道,这可以使这些设备在现场即时诊断应用方面变得非常有用。仪器产生的长序列的阅读也能简化序列的组装,对于那些有兴趣通过全基因组扫描来鉴定那些导致孟德尔疾病的突变或复杂疾病的变异基因的使用者来说是一个福音。“如果你能低成本,大容量地测量长片段,没有人会去投资短片段系统。”Brown说道。
对于癌症的诊断,从另一角度来说,长序列也许并不是必须的。病理学家的标本含有高度分散的DNA,并且还需要更深度的测序来描述少见癌症的突变。据Rothberg说,他的顾客对这类应用程序尤其感兴趣。“现在,他们优先考虑的是2到400个基因的基因面板,可以从细针穿刺活检中来对癌症病人进行诊断,”他说道。“只有当他们无法从基因面板中得到结果时,他们才会使用外显子测序。”在他看来Life公司个人基因组检测仪及Ion Proton的组合能允许用户完成上述临床诊断流程。但在缺乏更多的实际操作数据的前提下,他觉得牛津公司的这个仪器可能无法带来如同他们最初在AGBT上表现出的强大震撼性。但无论如何,该仪器能简化样品的准备工作,这一点确实非常重要,能够成为其竞争的强有力优势。
准确性是测序仪进入临床领域的一个核心挑战,对于在临床测序研究中处于领先地位的大型基因中心来说,成本是一个考虑因素,但并不是最重要的因素。“每次基因组测序花费1000美元至10000美元,这对于我们现在来说是可控制的,而且我觉得除非世界发生变化,否则花费不需要降至100美元。”Gibbs说道。然而,准确性仍然是大家主要关心的问题,而目前对于临床测序结果的验证还不存在普遍公认的框架。“即使我们的数据是在临床实验室改进法案(CLIA)确认的环境下得到的,在应用于患者前仍需要类似于Sanger测序的第二次检测验证。”梅奥临床中心个性化医学主任Gianrico Farrugia说道。
实际上,牛津以及Ion Torrent在临床应用时的准确率受到越来越多人的关注。最近一个来自加利福尼亚斯坦福大学Mike Snyder实验室的研究表明哪怕数据是来源于Illumina公司极高精确性的仪器和全基因组测序仪器,其准确性仍有存在偏差的可能(Nat. Biotechnol. 30, 78〜82, 2012)。因此,许多大型的基因中心的测序平台仍是“不可知”,这也使得这些机构努力尝试所有市场上的新型产品,期望找到最佳的测序设备。
在明年一月份Archon Genomics X-Prize大会上,各团队将努力推出高品质的人类基因组检测仪。在大会竞争的预备阶段,组织者将大力发展严密的跨平台验证标准,他们希望这一标准能最终被证明其有益于更广泛的群体。“这是尝试创建公正准确地衡量一个全基因组测序仪质量标准的第一步。”X-Prize基地的科技总监Laurence Kedes说道。
零星的几家研究所已经开始从研发有选择性的、有目标性的基因测序仪器转向研究患者全基因组测序仪器。但这类仪器的推广的时机未到。目前,科学家、医生、研究所需首先克服这些测序数据在科技、逻辑、管理以及伦理等方面的挑战,才能使其广泛投入应用。这使得现有公司有许多时间来更好地定位自己,但也给“黑马”公司留下了充分的空间。
据消息称,我国在即将公布的战略性新兴产业规划之一《生物产业发展“十二五”规划》中明确提出,“十二五”期间,我国的生物产业要完成 10000种微生物、100种动植物组基因测序、发现约500个新的功能基因、转化应用5个以上有重大经济价值的基因或蛋白。中国的基因测序市场由此启动。虽然我国已拥有相当数量的测序仪,但尚缺乏自主研发的产品,基本依靠国外进口。因此,政府应该考虑加大研发投入力度,开发拥有自主知识产权的测序仪。尤其是目前,医学界正在大力倡导肿瘤靶向治疗和患者个体化用药,要开展这类“基因治疗”,对人体的基因测序必不可少。而进口的测序仪必然价格昂贵,一般老百姓难以承担。这或许也可作为下一步医疗发展的重点。
基因组学时代已全面到来,激烈的市场竞争带来的必将是更高速、更准确、更廉价的测序系统,在造福人类的同时也让我们看到了测序行业广阔的前景及面临的机遇与挑战。
(作者:胡俊 审校:沈颖)
(一)医生的“紧箍咒”
《西游记》里的孙悟空头上戴着一个金光闪闪的“紧箍咒”,这已经成了孙悟空典型形象的代表。当初也是因为猴子生性好奇、好玩才戴上的,可是想摘下来就没那么容易了。为此,孙悟空可没少受“紧箍咒”的苦。尽管很多时候都不是孙悟空的错,但唐僧可不那么想,依旧会按照他的想法惩罚孙悟空。我想看过《西游记》的人,恐怕没有几个人不为唐僧的不分好歹而生气,为孙悟空的蒙冤、受苦而惋惜。其实,作为临床医生的我们,头顶上也有一个并不比孙悟空轻松的“紧箍咒”,那就是医疗安全。医疗安全出了问题,头顶上的“紧箍咒”就会被患者及家属念上几遍。每念上一遍,就会让做医生的头痛好一阵。
“紧箍咒”是戴在所有医生头上的,想去掉是不可能的,除非你转行不做医生了。近几年也确实有不少不愿戴“紧箍咒”而改行不干临床的医生。对于我们这些绝大多数“从一而终”的医生们,怎样才能让头顶上的“紧箍咒” 不被患者家属念或少念呢?这就要求临床医生一定要关注医疗安全,做到谨小慎微、事无巨细。
具体拿我们科来说,是个新成立只有几年的科室,同事也都是比我更年轻的医生。他们有的是干工作的热情和闯劲,缺少的是极为重要的经验和老道。医生不论白天、晚上,班上、班下,没有当班不当班之说,最怕患者的病情有反复,最怕患者预后不好,而家人又不能理解和接受。神经外科又是一个危重患者特别多的科室。自从我们科1999年率先在本地区开展微创清除颅内血肿以来,病房里的脑出血患者就一直没间断过。有时一个病区三四十位患者中脑出血就有十几位。大家都知道脑出血患者的死亡率、残废率、复发率很高,预后不良,花费大,加上我们地区又是一个经济不很发达的地方,极易引发医疗纠纷。作为主治医师的我们,思想上不敢有丝毫懈怠。
记得一次,有一位基底节区、丘脑两处出血且破入脑室系统的女患者在外院保守治疗6天后,一直昏迷不醒且有高热(合并肺部感染所致)。在得知我院能不开颅清除脑出血后,她转到我科。当天我们就给她做了手术。手术很顺利,血肿一次就清除了大半,但患者毕竟是丘脑出血且破入脑室,加之肺部感染一直发热,在外院已经花了六千多元。这次在我院又是手术,又是更换高档抗菌素,也着实花费不少。恰巧患者的老伴自己开诊所,两个儿子在镇医院当医生,对医疗的了解和需求比别人更多一些。几天下来,患者的发热没有控制下来,家人就急躁起来,多次言辞过激,甚至怀疑我们的护士在配药过程中克扣了患者药品,因此导致患者体温一直控制不好。我多次与患者家人面对面沟通,仍然无济于事。
如果这个患者体温控制不好或者预后不良,一场纠纷恐怕在所难免了。我们只有更加尽心地给患者治疗,并且告诉患者家属,如果怀疑药品剂量不够,可随时留药液化验。好在一周后这个患者体温慢慢恢复正常,神志也清醒过来。更出乎意料的是,术后一个月时,患者竟能下床行走!家属非常高兴,又是道歉,又是送锦旗,还邀请电视台来采访、宣传我们。
这件事给我的印象非常深刻。患者家属再急,我们不能急;患者家属再无礼,我们不能懈怠、疏远,更不能躲避、不闻不问;反复的解释工作尽管可能收效甚微,但仍然要坚持做(患者家属并没有拿药液去化验,说明内心里还是相信我们);谈病情不能谈得太死,给自己留条退路,总有一些和常规医学知识不一致的情况。就如这个患者,是丘脑、基底节区脑出血,出血量又很大(50多毫升),且破入脑室,可以说偏瘫是在所难免的,但患者醒后既能说话又能行走,不能不说是一个特例。该患者我还专门去做过家访,其家人待我如贵客,后来陆续给我们介绍了很多脑出血的患者。
不论什么时候,医生都不要忘了我们的头顶上有一个医疗安全的“紧箍咒”,特别是没有人念它的时候,你不头痛的时候,千万不要忽略了它的存在。
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(二)医生,还我秀发!
一天,我刚从门诊回到病房,就听同事说住在5床的一位女患者找我,说是找我要什么东西。我很是疑惑,那个患者明天就要痊愈出院了,会找我要什么东西呢?我也没有拿她什么东西啊。该不是她要出院了想送点东西给我吧?
这是一位33岁的重型颅脑损伤患者。一个月前,她骑电动车的时候,因速度太快摔倒了,头部重重地磕在硬硬的马路上,当时就昏了过去。醒来的时候发现有人在拉她,当时她的头脑还算清楚,让路人帮她联系上了家人,家人把她送到我院急诊。经头颅CT检查,发现颅内有少量的硬膜下血肿,暂无手术指征。为慎重起见,我把她收住在重症监护病房(ICU)里,并告诉值班医生,需严密观察患者的生命体征及意识变化。晚上十点多钟,值班医生打电话告知我,患者的意识不如刚入院时那么清楚了。立即复查CT,患者的脑组织里有大量出血,要立即开颅手术!忙碌的剃头、配血、导尿、术前谈话等准备后,患者很快被推进了手术室。4个小时后手术结束,为避免二次手术修补颅骨,我们在术中将患者硬膜下血肿及脑内血肿一并清除后将脑膜严密修补,并将颅骨复位,保持颅骨的完整。术后患者又出现了顽固的脑水肿,险些二次手术,我们将颅骨瓣去除减压。 经过一个月的精心治疗,患者完全康复,没有留下任何后遗症,明天就要出院回家了。那么她会找我要什么呢?
来到病房,她正好活动后坐在床上休息。还没等我开口询问,她就迫不及待地说:“王医生,你要还我的头发!我的一头秀发养了很长时间,被你剃掉了!”我一愣,做了十几年的脑外科医生,还从来没有遇到过这种事情。当时只想着抓紧时间抢救患者,是我亲自给患者剃的头,也发觉患者的头发真好,有半米多长吧,又黑又亮。当时ICU的护士长说:“可惜了这么好的头发。”一位护理员阿姨也说:“她要是知道,肯定不会让你把头发剃掉的。”当时我三下五除二就把头剃好了(很早就练就了剃头的技术,以免再找理发师剃头而耽误了抢救时机)。至于头发怎么处置的,丢在了哪里,我还真不知道呢。我正在愕然,不知道该怎样回答时,患者大笑起来:“给你开玩笑滴!” 她顿了顿又说:“我当时刚做的头发,花了我三百多块钱呢!”她不无惋惜地说。
这时,我放松下来,安慰她说:“你的头发还会慢慢长起来的,等下次做头发的时候,我给你出钱。”患者一个很轻松的玩笑让我很惬意:毕竟经过自己的努力,又一个垂危的患者被抢救成功。生命和秀发相比,孰轻孰重,谁都看得明白。患者无所顾忌的玩笑说明医患关系很融洽。
但在这里我还是有些话想说,如今电动自行车成为人们日常出行的主要交通工具,它轻便、快捷,价格也不贵。然而很多人为了追求速度,把电动车的限速器拆除,时速能达到四十公里以上。可它毕竟是电动车,制动性很差,伤人、伤己的事件时有发生。作为一个创伤外科的医生,经常在临床上遇到因为电动车引发的交通事故。看着患者经受伤痛的折磨、家人担心焦虑的表情,我非常痛心!我甚至想让那些骑电动车的人都抽空到创伤外科(骨科、脑外科)看一看,肯定会对他们的交通安全意识有一个震撼性的提高。
患者的一头秀发被剪掉真是可惜!当时我并没有这种意识,要把患者的头发保存下来交还患者。作为医生,我只想着挽救患者的生命,例如头发这些鸡毛蒜皮的“小事”根本没放在心上,恐怕全国也没有一个脑外科医生会这样做。但反过来想想,如果把患者的头发保存下来交还患者,让患者的心里得到安慰,这样会不会更好?
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(三)几斤香稻米
那是很多年以前的事了,我刚参加工作不久,当时正在骨科轮转。
一天,从乡镇医院转过来一位女性车祸患者,30多岁。她在当地医院拍的骨盆平片提示,左髋臼骨折。当时患者左髋部疼痛明显,左下肢不敢活动。体检显示左髋部稍肿胀、左腹股沟处压痛阳性、足底扣痛阳性。因为放在我的床位上,所以在上级医生的吩咐下,我给患者做了左胫骨结节骨牵引。骨牵引术做得很顺利,患者也没有多大的痛苦,牵引过程中患者感到左髋部疼痛减轻很多。
就这样牵引了6周,因为我对患者很热情、负责,她的丈夫很感激。有一次,他带来了他们家乡的土特产,几斤有“一家煮饭十家香,十家煮饭香满庄”美誉的香稻米。据说这种香稻米早年间是献给皇帝的贡米,打开米的塑料包装,一股淡淡的清香扑鼻而来,特别是煮饭的时候,满屋都弥漫着稻米的清香,沁人心脾,煞是好闻。
6周后,估计髋臼骨折处应该愈合的差不多了,我就让患者去拍一张骨盆片,然后就可以把骨牵引去掉了。可是患者拍回来的骨盆片让我大吃一惊,怎么片子和报告上写的都是右髋臼骨折?是不是我们医院拍片子的技师把左右的铅标放反了?
我就到放射科向当时摄片的李医生询问情况,李医生一听就很生气地说:“怎么可能?我拍了十几年片子,怎么可能犯这种低级错误?”我说:“您别生气,您看这是患者从乡镇医院带来的片子,而且患者的左髋臼疼痛明显,左下肢不敢活动,而右下肢活动自如……”。“不可能!”还没等我叙述完患者的情况,李医生就打断了我的话,“患者来摄片,都是头朝东躺在床上,我们站在患者的右侧,也都是习惯地在右侧放一个‘右’的铅标。这决不可能错!”“要是你不相信,再让患者来拍一次。”
如果让患者再来拍一次,患者肯定就会问怎么回事?我该怎么解释呢?可是,如果不拍,那到底是谁错了呢?这和临床症状、临床查体也不相符啊!于是我向科主任做了汇报,主任听后也非常吃惊,非常重视并劝说患者再拍一次。
第二次摄片证明李医生是对的,乡镇医院的骨盆平片左右标错了。我们也就将错就错地给患者做了骨牵引,将错就错地给患者牵引了6周,将错就错地对骨折侧没有采取任何措施。患者及家属知道真相后,十分恼火,说我们误诊误治,耽误了患者的病情,声称要去起诉我们,要赔偿损失。好在患者骨折的髋臼下床活动后仍然不痛,好在患者并没有因为误诊误治而落下任何残疾,好在我和患者家属的关系非常好沟通,好在患者的损失由车祸的肇事方赔偿,好在那时的医疗环境还没有现在这样紧张……总之,患者及家属没有跟我们打官司、要求赔偿。
可是直到现在我还是很纳闷:为什么患者骨折的髋臼一侧不痛,而没有骨折的另一侧反而疼痛呢?为什么各种临床体征、查体都支持左侧髋臼骨折呢?这件事已经过去十几年了,它时刻警示着我:对待患者不能有丝毫的马虎,不能先入为主,不要被病情的假象所迷惑,要反复地验证自己的诊断;要对患者认真负责,多和患者沟通,像朋友一样相处,取得病家的理解和信任。这样,即便有医疗上的瑕疵,病家也能宽容你。
自那以后,我又买了几次患者家乡生产的香稻米,每次吃到稻米,闻到稻米香的时候,都会想起这件事。
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(四)从《医者仁心》看医患关系
我很少看电视剧,在同事的推荐下看了《医者仁心》,感觉非常震撼。这部电视剧全景式地展示了医院、医生(护士)、患者、医药代表、新闻媒体以及当前十分紧张的医患关系。一幕幕真实的剧情,就像真的发生在我们身边一样。
看到令人揪心的医患纠纷,我总是很压抑。我为有朝气、有正义感、严谨敬业的医生而感动,也为那些自私、虚荣、争名夺利、不把患者的安全放在眼里的医生而愤怒。尽管我也知道这只是一部电视剧,但真的要承担着很大的心理压力才能继续看下去。如此真实、如此紧张的医患关系还是让同为医生的我心情久久不能平静。就像电视剧里武院长的一席话:“如果医生都想着怎样保护好自己的时候,谁来保护患者!”现实生活中不就是这样吗?本来几个简单的检查就可以解决的问题,医生却要给患者做大量、重复的检查。为什么?怕一旦漏诊、甚至仅仅晚两天诊断就可能遭到患者投诉而引发纠纷!这样做的结果就是患者要花费更多的钱在一些并不必要的检查上,这也是患者看病贵的原因之一。
剧中还揭露了一些媒体为了吸引大众眼球,达到自己的私利,置事实于不顾,甚至是有意歪曲事实,在日益紧张的医患关系上推波助澜、火上浇油。近几年来,医患双方关系总是以对立面的形象出现,医患双方真的存在不可调和的矛盾吗?是不是现在的医疗事故增加了呢?卫生部门的统计数字表明,医疗事故近几年没有增加,而且明显减少。但现实却是医疗纠纷却几倍、十几倍地增加。为什么医疗纠纷会越来越多?为什么医患关系会如此紧张?我认为主要有以下几种原因:
一、患者乃至整个社会对医院的期望值过高,对医疗服务的特殊性不理解。一旦出现患者死亡、残疾等情况就以为是医疗事故,吵闹、打骂、人身攻击也随之而来。剧中王欢的妈妈就是一个典型的例子,“好好一个孩子,怎么就死了?”这话说给哪个人听,都会博得人们的同情。可是我们仔细想一想就明白:一个肾脏衰竭的患者,不论哪种意义上说都不是一个“好好的人”,况且连续两次做了肾脏移植术。当然,剧中武院长在患者欠下巨额医疗费的情况下,居然还敢给患者做肾脏移植手术,在现实生活中是不存在的。我也一直在为他捏一把汗:如果患者的预后不好,巨额医药费怎么要回?患者家属会不会找医院的差错,从而拒付甚至要求医院赔钱?我的担心果真在以后的情节中表现出来,好在欢欢妈没有听信医闹的话,把医院闹个天翻地覆。但让精心救治他们的医生站在被告席上,不能不说这是做医生的悲哀、整个社会的悲哀!
二、我国的医疗保障体系不健全。医院的生存、发展和医务人员的收入,90%以上靠医院自己挣。我国的医疗保险体制尚未建立起来,医疗保险覆盖的人口有限,多数患者仍需自费,医患之间缺乏缓冲地带。一旦生病,家庭负担就很重,因病致贫、因病返贫的现象十分突出。欢欢的妈妈失去了儿子,而且还欠医院巨额的医药费,要把房子卖了才能还得上,经济问题成为医患矛盾加剧的重要因素。
三、新闻舆论导向有问题。一部分医务人员自身确实存在一些问题,损害了医务人员的形象。但是,近年来正面反映医务人员高尚情操的影视作品、新闻报道实在太少,而对个别医德败坏医生的曝光有加,造成了全社会对医务人员不利的舆论导向。新闻媒体单位应该反思,你们正在引导社会建立一个怎样的医疗环境,怎样的医患关系。不良的医疗环境和医患关系,从深远意义上讲,最终受害的还是患者。因为有许多医务人员宁愿采用不利于患者但却符合医疗原则、能保护好自己的治疗方案,而不愿意采用有利于患者病情却不合医疗常规的治疗措施。剧中王冬医师在给一位心肌肥大的患者贺志梅做手术时,打开了胸腔却找不到主动脉,无法建立体外循环,也就是无法继续手术。下一步怎么处理,我想绝大部分医生都会选择王冬医师的做法,与患者家属沟通后就关胸结束手术。可是钟主任却创造性地选择了通过静脉建立体外循环,使手术成功地进行下去。这样做的后果是:一种是手术成功,患者获救了;另一种结果就是患者死在手术台上。可是现实社会中又有几位医生敢像钟立行主任那样冒险去做呢?可如果缺少冒险、缺少探索精神,医学的进步就难以持续。
四、出现医疗纠纷、医疗差错事故后不能得到及时而公正的解决。一个小小纠纷的处理也要拖上几个月、几年甚至更长时间,这在社会上造成的负面影响是巨大而深远的。
五、医患沟通不畅。现在许多医院都在强调医患沟通的重要性,苏州市甚至在病历中加入了《医患沟通备忘录》。可是有些医生还是不能真正认识到沟通的重要性,跟患者沟通时敷衍了事、流于形式。真正能做好、做到位的医生不多。有报道称,80%~90%的医疗纠纷缘于医患沟通不到位。那么,怎样才能沟通到位呢?
总之,医患之间的关系并不仅仅局限于医患两方,全社会都有责任和义务让日益紧张的医患关系趋于缓和,走向良性的循环,我们的政府、媒体更有不可推卸的责任。
(作者:王秋生 苏州高新区人民医院 脑外科)