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Frontiers in Science|大数据和人工智能加持的未来医学是什么样的?

已有 134 次阅读 2024-7-16 11:23 |个人分类:科研新闻|系统分类:科研笔记

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写在前面

大规模的流行病对医学和医疗实践的发展和进步产生了深远的影响。而新冠疫情则向我们深度展现了传染病以及个人、环境和社会风险因素是如何以一种复杂而不断变化的方式联系起来的。由疫情所带来的挑战激发了医学领域的快速创新,也为我们揭示了如何解决未来健康问题的新思路

原文链接

https://www.frontiersin.org/journals/science/articles/10.3389/fsci.2024.1236919/full?utm_source=

kexuewang&utm_medium=cpm&utm_content=FiSci0&utm_campaign=webpromochn

在近期发表于 Frontiers in Science 的一篇研究文章中,2024 年 Blaise Pascal 奖章获得者 Michel Goldman 教授(Q1 区期刊 Frontiers in Medicine 期刊主编)和他的研究伙伴共同描绘了一副未来医学的美好愿景,并提出了三个相互关联的支柱:个性化医疗/ 精准医疗、系统医学和数字医学。同时,作者还提出了一个全新的跨学科研究框架,以更好地使这一愿景成为现实。

新冠疫情如何影响

医学研究和医疗创新?

新冠肺炎对患者的影响根据其年龄、性别、基础疾病、环境和其他因素有着显著的差异;实践表明,要迅速控制疫情就需要有针对性地采取完全不同的治疗方法。而这一挑战对医学各个领域的研究和创新产生了积极的影响 —— 2020-2022 年间发表的健康和医学研究文章比预期多了9%。

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图 COVID-19 大流行引发了医学和健康科学出版物的总体增加,但各个领域之间存在差异

(A) 2016 年至 2023 年期间所有医学和健康科学的实际和预期出版物数量,以及与 COVID-19 相关的所有文章的比例。

(B) 2016 年至 2023 年期间选定研究领域的实际和预期出版物数量。

(C) 2020 年至 2023 年期间选定研究领域的实际和预期出版物数量之间的差异(以预期出版物的百分比表示)以及与 COVID-19 相关的所有实际文章的比例。

有关更多方法细节,请阅读原文。

这些研究文章的研究方向及内容主要集中在:

·      用于公共卫生干预的大规模数学建模

·      用于识别潜在治疗方法和高危患者的人工智能和大数据

·      用于医疗和护理的数字化解决方案

·      通过 mRNA 技术、公共资金与私人资金合作和新型临床试验设计以实现高度加速的疫苗开发进程

·      针对传染病的个性化疗法

同时,新冠疫情的顺利平息还凸显了确保公平获取医疗创新和跨多学科、多部门国际合作的重要性。

药物和疫苗开发的未来是什么?

新冠疫情在疫苗开发领域所带来的创新变化或可将促进其他疾病疫苗的研发。这其中就包括了可能新出现的传染病、HIV等慢性传染病、抗生素耐药细菌,以及癌症等非传染性疾病等。

在新冠疫情期间重新启用的免疫疗法,通过使用针对病原体的抗体来对患者进行治疗;同时,新冠疫情还强化了我们开发抗病毒疗法的能力。在目前的治疗选择有限的情况下,这两种方法都或可帮助登革热、疟疾和埃博拉等新兴疾病患者。

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此外,该研究强调了应对抗微生物耐药性持续威胁的新抗菌剂的紧迫需求。在这一方面,目前较有发展前景的方法包括:将现有抗生素与可抑制耐药性的药物配对;通过基因组学、合成生物学和其他先进的生物医学和计算工具推动的抗生素发现新方法。

个性化医学的未来是什么?

个性化医疗(或精准医疗)考虑的是生物、社会和环境等混合因素如何影响每个人对某种疾病和某种治疗的反应。个性化医疗的目标是为正确的患者在正确的时间提供正确的治疗,而不是以相同的方式治疗每个人的相同疾病

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个性化疗法在癌症治疗中最为常见,而这种治疗方法在未来也将越来越多地惠及其他非传染性疾病患者,包括 2 型糖尿病、阿尔茨海默病和多发性硬化症等炎症性疾病,以及一些传染性疾病。这种治疗方法将通过新的患者分类方法进一步推动:从临床观察转向反映分子水平上疾病机制的创新生物标志物。个性化医学在未来还可能利用新疗法,如基因治疗和针对我们肠道内微生物的治疗。

系统医学的未来是什么?

系统医学是一种跨学科的方法。这种方法将人体各种生物系统的数据以及社会和环境因素整合起来,以全面理解人体的健康情况和疾病情况。通过使用先进的计算技术和人工智能分析这些“大数据”,系统医学有助于识别复杂的疾病机制,开发新的治疗方法,并为公共健康和个体治疗决策提供信息

数据科学的革新和人工智能的进步将进一步推动系统医学的发展。而随着我们的大数据收集能力日益增强,这也在一定程度上推动了系统医学的发展,如临床数据、免疫数据、微生物组数据、基因组数据和其他“组学”数据的收集能力。作者也指出,将人工智能引入到医学实践中可能会造成一些医疗偏见。而不受控制的医疗偏见将可能使某些患者处于不利的求治地位。为了安全地使用大数据和人工智能,我们需要对相关个人和机构所使用工具及其工作原理的透明度进行一定程度的控制,并制定健全的隐私、安全和公平标准来保护患者的权利。

数字医学的未来是什么?

数字医学是一种可以使用视频通话、智能手机应用程序和可穿戴监测器等工具进行医疗活动的新型手段。这一手段减少了必须要进行面对面的接触才可以进行的医疗保健活动。这在一定程度上可以降低成本,使患者更能够掌控自己的医疗护理情况,并增强医疗系统的弹性。

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虽然血糖监测器等数字治疗手段变得越来越可靠、方便和便宜,但Michel Goldman 教授指出了采用这些手段是会产生的几个挑战。这些挑战包括:开发数字健康工具的难度;要对医疗专业人员进行进一步的相关培训,使他们不仅可以作为医疗服务提供者,更可以作为患者自助医疗活动的协调者。此外,过于昂贵的收费意味着并不是每个人都可以公平地使用到这些数字工具,从而会造成数字不平等的情况。因此,数字医学还需要更多的试验来证明其价值,并且需要解决无法在全球范围内实现公平获取的问题。

我们需要如何构建未来医学?

为了实现上述这些愿景,我们必须在通常以独立“孤岛”形式运作的各个学科和部门之间整合知识、技能和技术,这其中包括了生物医学科学、公共卫生科学、医疗保健、数据科学、药物开发、政策、经济学和社会科学等等。为此,研究人员、政府机构、行业和民间社会组织需要逐步在这些领域以全新的、跨学科的方式进行合作。

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Michel Goldman 教授指出了在促进跨学科合作方面可以优先进行的四个领域:

  • 健康研究的管理和资金筹集,例如,加强资助机构之间的协调,并让所有利益相关者参与研究计划决策

  • 基于开放科学方法开发的用于数据分析和数据共享的工具及基础设施

  • 生物医学和医疗保健专业人员的跨学科技能和教育,重点解决关键领域的研究差距,如数据科学等

  • 通过学术界和工业界之间的合作、创新的监管过程和公平的获取政策,将研究中的治疗手段转化为市场化的解决方案

这种跨学科协作的框架将允许科学家和其他利益相关者解开影响健康和疾病的个体、环境和社会因素之间的复杂关系,同时也将加速个性化医学的发展并改善公共健康,以确保未来的医学在全球范围内人人触手可及。

原文链接👇

https://www.frontiersin.org/journals/science/articles/10.3389/fsci.2024.1236919/full?utm_source=

kexuewang&utm_medium=cpm&utm_content=FiSci0&utm_campaign=webpromochn

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对文章内容感兴趣?加入我们的在线研讨会,和文章作者一起探讨包括个性化医疗,系统医学,数字医学在内的一系列未来医学发展,以及如何尽快实现可以公平获取的未来医学。

会议时间

2024年09月05日 16:00 (欧洲中部夏令时) 

2024年09月05日 22:00(北京时间) 

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注册链接

https://events.frontiersin.org/reimagining-healthcare/fsci?utm_source=wechat&utm_medium=social&utm_content=futuremed&utm_campaign=fscievpromchn

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关于 Frontiers in Science

 

Frontiers in Science 是 Frontiers 最新全力打造的一本旗舰期刊,于 2023 年 2 月 28 日正式发布。期刊以邀请制的方式发表经同行评审的、具有杰出影响力学者的最新变革性研究,期待构建一本以 “推进科学解决方案,实现健康星球上的愉悦生活” 为核心目标的跨学科开放获取期刊。

 

了解期刊详情请访问期刊官网:

http://www.frontiersin.org/journals/science 

如希望报导更多关于 Frontiers in Science 的相关内容,欢迎通过邮件说明意图发送至 marketing.china@frontiersin.org

END

Frontiers 总部位于瑞士,是全球领先的开放获取(Open Access)出版商,致力于使科学在全球范围内更加开放,其发布的研究文章已被浏览和下载超过 28 亿次。欲了解更多详情,欢迎访问 Frontiers 官方网站:www.frontiersin.org.



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