这样不务正业的医学图书馆,让人拍案称奇

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。然而,它存在的意义却远非一座医学图书馆而已……

互联网+知识的鼻祖

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,Pubmed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180年后的今天,Pubmed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。

可视化人体项目(VHP)

1989年,NLM建立起了采集人体横断面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,这就是可视化人体项目(Visible Human Project,VHP)。

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。

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”。

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。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。

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。

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。

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。

灾难信息管理研究中心

灾难响应系统是NLM最新开发的功能之一,从起步至今只有十余年的历史。2010年10月20日,NLM灾难信息管理研究中心(Disaster Information Management Research Center,DIMRC)网站正式上线。

追溯DIMRC的起源,是在1998年,当“米奇”飓风(Hurricane Mitch)袭击尼加拉瓜和洪都拉斯时。“米奇”飓风引起的水灾使它成为大西洋有纪录以来杀伤力第二大的热带气旋;截至1998年年终,共导致近11000人死亡,超过8000人失踪,经济损失达50亿美元。

在“米奇”飓风肆虐之际,美国国会前来寻求NLM的帮助。回忆起这件往事时,NLM专业化信息服务总监Steven J. Phillips感慨,他们当时的第一反应是:“我们是一个信息数据库,在这方面能做些什么?帮得上什么忙呢?”然而,经过与中美洲公共卫生官员们的会议讨论,答案变得越来越清晰——NLM可以管理飓风过后的卫生信息,提供实时在线访问,同时也有助于政府部门收集和数字化健康数据,为灾后重建卫生基础设施提供方便。这些扎实而有效的工作确保了“米奇”飓风发生期间及之后的健康信息收集与管理,也促使了后续工作的进行。

在美国本土的灾难救援过程中,NLM也起到了关键性的作用。2001年,举世震惊的9.11恐怖袭击事件发生后,NLM下属的国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)开发了计算机软件,对灾难现场的DNA样本进行分析和整理,以帮助确认罹难者身份。

通过对数万件遗体残骸逐一进行清洗、消毒、分类、编号和甄别,近3000名遇难者中大部分的身份得到确认,不断有新的DNA技术被用来继续确认其余身份未明者。10年来,这些工作一直都在进行。

邓月薇是“9.11”事件中第一个向地面报警的华裔空姐,被誉为“美国英雄”(周建设《9.11十周年:美国英雄华裔空姐邓月薇》)。

2002年3月,邓月薇的父亲邓达民先生突然接到纽约医学检测中心的电话,称“他们找到了邓月薇的一块腿骨,上面还有一些皮肤”。此前,邓家人向检测中心提供了唾液和皮肤样品,供DNA对比。这块腿骨是在距离世贸大厦两个路口的教堂街(Church Street)和维西街(Vessey Street)交界处找到的,最终被确认为邓月薇的骸骨,也是这场灾难中她留给家人的唯一纪念。她的家人将这块腿骨火化,骨灰存放在旧金山以南的科尔玛墓园。

邓月薇的故事是灾难搜救过程中的一个典型案例,在搜救中,很多人都只能被找到一只手、一块骨头,通过DNA比对,确认身份之后,将他们一一还给家属,这是对生命的无上尊重。

2011年9月11日,美国总统奥巴马在9.11恐怖袭击十周年纪念之际,将近3000个遇害者的名字一一诵读。而NLM的NCBI所开发的DNA数据库系统,为最终识别这些罹难者的身份作出了贡献。

人类基因组计划

人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)旨在对人类基因组进行测序,完成人体23对染色体由30亿个碱基对所组成的全部DNA序列的测量。

1984年,美国能源部(United States Department of Energy)首次将HGP摆上议事日程。

2000年6月26日,伟大的时刻终于来临,美国前总统克林顿等六国领导人共同宣布HGP的草图完成。

当这一信息公布时,也意味着NLM面临着来自HGP的巨大信息存储需求。因为,在HGP的进行过程中,作图和测序会产生大量的数据,这些数据只有被有效地收集、储存和分析,并对全世界的研究人员开放才有价值。

为此,NCBI建立了大量的数据库,为全世界提供了一个基因组信息的一站式资源,例如:基因银行(GenBank)存储了HGP的基因组序列数据;基因型和表型数据库(Database of Genotypes and Phenotypes,dbGaP)为研究基因和性状之间关系的全基因组关联研究提供了平台。

这些数据库已经改变了科学家们进行人类基因组关联研究的方式,例如,通过与弗莱明翰心脏数据库结合来进行黄斑变性研究,研究者可以找到与高血压相关的遗传标记模式,而无需做另外500个人的体检和基因分析,大大提高了疾病研究的效率。

后记:对未来的展望

30年前,即使是NLM的主任Lindberg也没有想到,在后来这些年里,互联网技术的发展为NLM提供了如此巨大的生物医学信息存储和分析功能。

展望未来20年,Lindberg希望计算机能够在自然语言识别方面取得跨时代的进步,这样,计算机就可以真正地理解科学文献,而不是仅仅在索引器的帮助下来泛泛地“阅读”。目前,计算机技术只能做到对医学信息的索引,但愿在科学家们的努力下,Lindberg的这一愿望能够早日实现。

NLM的健康网站(MedlinePlus.gov)目前已经建立了800种疾病和症状的信息搜索。

Lindberg的另一个合理预期是希望计算机能够早日读懂患者的病历记录,通过对其搜索信息的分析自动生成一个适合他的医学信息系统链接。这些及时的链接对患者来说是一个很好的教育方式,让其了解疾病的诊断及并发症信息。同样的,我们共同期待着这一天早日到来!

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