大數(shù)據(jù)在疾病預(yù)防控制中的重要性＊

董銀峰，劉忠于，王好鋒，陳暉娟，劉 欣，郭宇冰，高春芳

大數(shù)據(jù)是指利用信息收集和處理技術(shù)對(duì)所掌握的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理、分析的統(tǒng)稱。它的意義在于實(shí)現(xiàn)對(duì)全部信息的整體把握，并從中挖掘出重要信息。疾病預(yù)防控制工作一直承擔(dān)著保障人民群眾健康的首要職責(zé)，涵蓋包括傳染病防治、慢性病預(yù)防、兒童疫苗接種、各種危害因素監(jiān)測(cè)及干預(yù)等諸多方面，貫穿于生命的全過程。近些年，隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備的普及，國(guó)家層面的醫(yī)療系統(tǒng)、手機(jī)、可穿戴醫(yī)療器械等日常設(shè)備為我們提供了巨大的醫(yī)療信息流，疾病預(yù)防控制成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)不僅能夠顯著提高醫(yī)療工作者對(duì)傳染病疫情的追蹤和響應(yīng)能力，對(duì)疾病早期預(yù)警信號(hào)的判斷能力［1］，而且能夠加深醫(yī)務(wù)工作者對(duì)慢性疾病的成因了解，為早期預(yù)防、精準(zhǔn)施藥、實(shí)時(shí)治療監(jiān)控等提供便利。本文就大數(shù)據(jù)在傳染性疾病和慢性疾病防控方面的重要性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 大數(shù)據(jù)在傳染性疾病防控方面的重要作用

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，人員和貨物的全球高密度流動(dòng)極大增加了大規(guī)模流行性疾病暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。近年來，非典、禽流感、“埃博拉”病毒等嚴(yán)重傳染病的大暴發(fā)，使我們深刻意識(shí)到傳染病預(yù)防和控制研究的重要性。傳統(tǒng)的傳染病調(diào)查主要通過調(diào)查嚴(yán)重傳染病病例，以確定類似案件，嚴(yán)格管理傳染源，迅速切斷傳染途徑，防止疾病進(jìn)一步傳播［2］。但這個(gè)過程非常耗時(shí)，往往還在調(diào)查中，傳染病已經(jīng)呈現(xiàn)地區(qū)性大暴發(fā)。此外，患者常常忘記近期到過的地方和接觸的人，這就更增加了防控的難度。然而通過全球定位系統(tǒng)信息和疾病流行數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)卻可以在短時(shí)間內(nèi)確定患者到過的場(chǎng)所、可能的感染者和傳播途徑，從而提高公共衛(wèi)生人員對(duì)疾病追蹤、早期預(yù)警等能力。

1．1 大數(shù)據(jù)在傳染病疫情預(yù)測(cè)中的作用 2014年埃博拉病毒大暴發(fā)，大數(shù)據(jù)在疫情預(yù)測(cè)上發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。一方面醫(yī)療救助機(jī)構(gòu)利用大數(shù)據(jù)，透過分析電信公司提供的當(dāng)?shù)鼐用裥袆?dòng)通信資料，定位當(dāng)?shù)匾邊^(qū)位置，預(yù)測(cè)當(dāng)前病毒散布區(qū)域，為合理規(guī)劃醫(yī)療救助站位置、分配醫(yī)療物資、安排最優(yōu)救助路線提供第一手資料［3］；另一方面，加拿大Bio．Diaspora公司利用大數(shù)據(jù)，運(yùn)用地理資訊系統(tǒng)，通過分析全球航班起降、人口移動(dòng)、氣候溫濕度變化、家禽家畜密度、城市衛(wèi)生管理系統(tǒng)等資訊，建立模型，發(fā)布動(dòng)態(tài)全球病毒地圖［4］，預(yù)測(cè)下一個(gè)可能引暴埃博拉病毒的地區(qū)，為早期預(yù)警、優(yōu)先預(yù)防搶占先機(jī)。大數(shù)據(jù)在傳染病的預(yù)測(cè)防控上的應(yīng)用還有很多，谷歌流感趨勢(shì)、百度疾病預(yù)測(cè)，以及科學(xué)家整合大量數(shù)據(jù)集，繪制H5N1禽流感感染風(fēng)險(xiǎn)地圖，并據(jù)此預(yù)測(cè)研究 H7N9 病例區(qū)域［5］。

1．2 大數(shù)據(jù)在傳染病監(jiān)測(cè)的作用 自2003年非典后，我國(guó)加強(qiáng)傳染病信息化建設(shè)，目前國(guó)內(nèi)已有包括傳染病與突發(fā)公共衛(wèi)生事件監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)、傳染病公共衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)、預(yù)防接種信息系統(tǒng)等多條信息收集途徑。不僅覆蓋全國(guó)所有縣級(jí)及以上疾控機(jī)構(gòu)，縣級(jí)及以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)報(bào)告率達(dá)98%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院報(bào)告率達(dá)87%，平均報(bào)告時(shí)間為0．8天；而且覆蓋39種法定傳染病，建立了霍亂、血吸蟲、鼠疫、艾滋病、結(jié)核病、不明原因肺炎等單病種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并開發(fā)和實(shí)施了國(guó)家傳染病自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)［6，7］。如此龐大的衛(wèi)生信息系統(tǒng)，再加上互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)設(shè)備等提供的實(shí)時(shí)資訊，為我國(guó)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳染病、及時(shí)快速應(yīng)對(duì)傳染病提供了廣闊的空間。在此基礎(chǔ)上結(jié)合基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的BI和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分析、挖掘技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到規(guī)律再到可執(zhí)行策略的升華，為傳染病防控建立起堅(jiān)不可摧的防控城墻。

2 大數(shù)據(jù)在慢性非傳染性疾病防控方面的重要作用

最近發(fā)布的《2020年健康醫(yī)療預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示目前我國(guó)高血壓患者超過1．6億人，高脂血癥超過1億人，糖尿病人口約有9240萬，血脂異常1．6億人，脂肪肝患者1．2億，并且預(yù)計(jì)2020至2050年我國(guó)將進(jìn)入加速老齡化階段，到2050年，老齡人口總量將超過4億，老齡化水平將超過30%。隨著老齡化的到來，我國(guó)慢性疾病患者的人數(shù)勢(shì)必更加龐大，消耗醫(yī)療資源也將更多。對(duì)這些慢性疾病的防控及相關(guān)健康服務(wù)的管理將深刻地影響國(guó)家的福祉。大數(shù)據(jù)的發(fā)展將為慢性疾病的預(yù)防和治療帶來革命性的進(jìn)展，為公眾健康來帶了轉(zhuǎn)機(jī)。

2．1 大數(shù)據(jù)在慢性非傳染性疾病防控中的作用慢性非傳染性疾病起病隱匿，病因一般非常復(fù)雜，不僅與遺傳相關(guān)，還與環(huán)境因素、個(gè)人行為等息息相關(guān)?；诖髷?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)收集、分析及大量個(gè)人健康數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)上的巨大優(yōu)勢(shì)，可以找出導(dǎo)致患病的非遺傳性關(guān)鍵因素，為慢性病公共衛(wèi)生防控提供有力的參考依據(jù)。日趨完善的電子病歷、電子健康檔案等提供了豐富的慢性病資料，包括患者群基本信息、患病情況、家庭健康行為及個(gè)人健康行為等各方面信息［8］。以WHO全球慢性病監(jiān)測(cè)框架為例，其監(jiān)測(cè)包括水果攝入量、超重和肥胖、血糖升高、血壓升高、總膽固醇升高等多種指標(biāo)。另外，社交網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端、可穿戴性醫(yī)療設(shè)備也提供大量的個(gè)人社交、心理、生理等醫(yī)療信息。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、綜合分析，建立慢性數(shù)據(jù)模型，衛(wèi)生管理部門能夠預(yù)測(cè)家庭生活環(huán)境、個(gè)人生活習(xí)慣與慢性疾病之間的潛在關(guān)系，適時(shí)采取干預(yù)措施，做好慢性病追蹤、疾病防控工作，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)未病先防、既病防變。

2．2 大數(shù)據(jù)在個(gè)人健康管理中的作用 公眾的醫(yī)療健康意識(shí)逐漸提高，個(gè)人健康管理越來越受到重視，Google Health、百度云健康平臺(tái)、微軟的Health Vault等都在個(gè)人健康管理上嶄露頭角。借助可穿戴性醫(yī)療設(shè)備對(duì)人體的血壓、血糖、血氧、心率、BMI指數(shù)等進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)采集到的連續(xù)體征數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向的波動(dòng)規(guī)律分析，橫向分析是將體征數(shù)據(jù)與同年齡、性別的人群比對(duì)，分析健康情況和罹患中長(zhǎng)期慢性病的風(fēng)險(xiǎn)，縱向是與自己的基準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，判斷自己的健康狀況的發(fā)展趨勢(shì)，通過這些分析，可對(duì)身體進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，盡快進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)警調(diào)整，降低疾病風(fēng)險(xiǎn)。

2．3 大數(shù)據(jù)在臨床醫(yī)療決策中的作用 慢性疾病一般病程長(zhǎng)，病情遷延不愈，因此慢性病的治療也是一個(gè)長(zhǎng)期的過程?；诖髷?shù)據(jù)的疾病治療模式，一方面遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的移動(dòng)醫(yī)療健康服務(wù)、可穿戴移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)臨床指標(biāo)的遠(yuǎn)程和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)病情變化進(jìn)行預(yù)判或及時(shí)調(diào)整治療方案，為患者提供最及時(shí)，最佳的醫(yī)療處理［10］。另一方面根據(jù)電子病歷等提供的醫(yī)療信息，可精準(zhǔn)地分析患者的體征、療效數(shù)據(jù)，輔助臨床決策，避免過度或不良反應(yīng)較為明顯的治療［11］。

目前我國(guó)電子化慢性病監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)尚未健全，與WHO全球監(jiān)測(cè)框架指標(biāo)比較，還有很多指標(biāo)缺乏中國(guó)的數(shù)據(jù)［12］，為此《健康中國(guó)2020戰(zhàn)略研究報(bào)告》中提出將推出611億元預(yù)算的全民電子健康系統(tǒng)工程，完成健康檔案中的數(shù)據(jù)積累。并在《中國(guó)慢性病防治工作規(guī)劃（2012—2015）》提出了慢性病監(jiān)測(cè)工作的三個(gè)指標(biāo)：一是全人群死因監(jiān)測(cè)覆蓋全國(guó)90%的縣（市、區(qū)）；二是慢性病及危險(xiǎn)因素監(jiān)測(cè)覆蓋全國(guó)50%的縣（市、區(qū)）；三是營(yíng)養(yǎng)狀況監(jiān)測(cè)覆蓋全國(guó)15%的縣（市、區(qū)）。通過收集分析這些醫(yī)療數(shù)據(jù)，可把握不同時(shí)期我國(guó)慢性病的流行現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)、積極采取應(yīng)對(duì)策略及措施，切實(shí)做好疾病防控工作；同時(shí)還應(yīng)通過講座、特刊、健康行活動(dòng)等形式宣傳慢性病防治工作，提高全民健康意識(shí)，改變不良生活方式，降低疾病發(fā)生率。

3 大數(shù)據(jù)存在的不足

大數(shù)據(jù)在疾病防控方面有著巨大的潛能，特別是在預(yù)防傳染性疾病方面能夠發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)階段醫(yī)療大數(shù)據(jù)也存在著不足。

3．1 大數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高 2009年 “谷歌流感趨勢(shì)”曾成功預(yù)測(cè)美國(guó)冬季流感的發(fā)病率，但之后的幾年，預(yù)測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)的公共衛(wèi)生監(jiān)測(cè)方法相比，不同程度的高估了類流感的發(fā)病率，有時(shí)甚至高出一倍以上，使該項(xiàng)目在美國(guó)遭遇到了很大質(zhì)疑。回顧該項(xiàng)目的原理主要是根據(jù)美國(guó)各州和主要城市對(duì)流感短語(yǔ)的搜索來預(yù)測(cè)流感的暴發(fā)，從中可以看出忽略了一個(gè)重要的因素——數(shù)據(jù)噪聲［1］，即并非搜索流感資料的都是類流感患者。為避免大數(shù)據(jù)帶來的大錯(cuò)誤分析，我們必須重視數(shù)據(jù)噪聲，在技術(shù)層面上避免或減小錯(cuò)誤的發(fā)生。Khoury和Ioannidis在science一文中提出通過以下幾個(gè)方面可以有效降低噪聲信號(hào)［1］：①重視分析方法，建立數(shù)據(jù)－結(jié)果間合理、強(qiáng)有力關(guān)聯(lián)假設(shè)，避免數(shù)據(jù)與結(jié)果間的虛假關(guān)聯(lián)；②建立更專業(yè)的流行病學(xué)研究基礎(chǔ)，以獲得具有良好流行病學(xué)特征的人群優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)信息；③綜合多方面數(shù)據(jù)信息，注重多學(xué)科知識(shí)的融合；④圍繞循證醫(yī)學(xué)原則，驗(yàn)證關(guān)聯(lián)、預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

3．2 醫(yī)療大數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)開放和個(gè)人隱私的平衡問題 從監(jiān)管和技術(shù)層面來看，可以通過以下幾方面的改善逐步實(shí)現(xiàn)在不暴露個(gè)人隱私的前提下提供數(shù)據(jù)共享：①鼓勵(lì)公私合作；②明確數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，出臺(tái)隱私和數(shù)據(jù)所有權(quán)政策，確保患者和他們的醫(yī)療保健提供者能夠正常訪問數(shù)據(jù)，同時(shí)為他們提供可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和安全的數(shù)據(jù)共享；③允許數(shù)據(jù)開放，聯(lián)合非限制性的政府?dāng)?shù)據(jù)和非特有的私人數(shù)據(jù)組成一個(gè)開放的公共數(shù)據(jù)，以促進(jìn)一個(gè)“大數(shù)據(jù)”的健康生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展；④加強(qiáng)可利用開源工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的人才隊(duì)伍建設(shè)；⑤加大醫(yī)療工作者與大數(shù)據(jù)人才之間的協(xié)作，打造“生活實(shí)驗(yàn)室”，開發(fā)新的醫(yī)療大數(shù)據(jù)解決方案。

雖然大數(shù)據(jù)存在不足，但大數(shù)據(jù)為疾病的預(yù)測(cè)帶來的巨大變革是不可否認(rèn)的，而且我們相信，在不久的將來，大數(shù)據(jù)匹配的分析方法會(huì)更加全面和精準(zhǔn)，與大數(shù)據(jù)相關(guān)的政策法規(guī)也會(huì)陸續(xù)出臺(tái)，大數(shù)據(jù)必將在疾病防控方面發(fā)揮巨大的潛能。

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