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第69章 检验医学的网络思考

这一章献给我们的寿星公王美妙同学。这位姑娘是太阳,是月亮,是群星环绕,是开启天堂之门的天使,值得好好珍惜。好吧我编不下去了,总而言之,是个好姑娘。21年前的今天呱呱落地,如今长成一个标致的淑女,一路走来殊为不易。当你说你是普通姑娘时,我傻傻地信以为真,结果认识越多发现完全是在逗弄我。这就是人生赢家的恶意。之所以会有谦虚,不仅仅是真正认识到天外有天人外有人,还是对自己连续人生轨迹的一种坦然。当然不同的人的连续的人生轨迹是不同的线,于是我们就会发现从初生之始差不多的小人儿在社会这个大熔炉中有不同的分化,有各自的精彩。回到正题,还是祝福我们美丽的美妙同学能够继续拥有这份坦然,不断在人生的道路上越战越勇越走越远。生日快乐!!!

医学检验不一定要成为临床医学的附属,以如今的计算处理能力,完全有通过对体液的各种微量成分的测量(分光光度计)和对这些有意义的物质的组合形成的通路,这就是一种高维结构,我们需要与不同的疾病建立一定的投射关系就可以在这个层次以足够的精度做出诊断,理论上是可以提高检验项目来无限提高精度。这种关系可以表示为如同病理和病理生理的关系,病生的各种机制的表达是病理的形态变化的基础,是一种基于马尔科夫序列的在模拟中的具体表达,即其相关性只能在统计层次理解。于是一次性的大通路的各种测量数据在理论上应该可以形成一定的模式,这是一种低维层次的结构,我们可以往上不断遍历,即形成不同的组合,最后能够跟宏观的病理变化构建相关性。这样或许能够真正做到治病于未病,即还没有造成明显的不可逆的病理损伤之前发现这种可能,然后加以调养,利用人体网络的抵抗能力能够恢复为正常的状态。即使是真的有病,也能够通过数据挖掘分析来得出更加准确的答案,做出更好的诊断。因为医生能够考虑的因素不多,因此更加注重各种特征性的变化,对应于数学的拓扑几何就是不动点,因此牛的医生真的是很牛,能够做到一针见血。但这是少数人,而计算机提供的计算能力使得我们能够逼近其能力的上限。就我理解,医生的诊断是高维结构的运算,是很复杂的,但是我们可以参考微积分的建立,就是把复杂的关系无限分解为简单的可以运算的单位,然后低维层次的加法一路递推上去。牛顿-莱布尼茨公式就告诉我们高维的加减运算等于低维的叠加即积分运算。要在医学领域找到这种运算的量,目前的想法是基于不同事物之间的概率连接关系,然后形成不同的通路,通路之间有一定的竞争,参考博弈论,可以认为其能够达成的均衡就是机体网络各个层次之间的平衡。然后这些均衡之间的博弈形成的高维均衡就是我们理解的健康或者疾病状态。

关于检验我有一个想法,即我们一般的检验的各种蛋白能够以组学形式来得到高维的结构本征(疾病诊断),即通过已有的检验手段得出的数据进行一定的处理从而揭示其中数学的不动点原理,我认为是检验技术的核心,即通过一定的低维变化能够反映高维的整体情况。如ALT/GPT谷丙转氨酶反映肝损害,AST/GOT谷草转氨酶反映心肌损伤,同时能够通过其明显变化说明肝损害明显。这种定性的描述是我们当前的一般技术的模糊判断,我构想的是如同模糊数学一样使用层次的隶属度来统合各层次的信息。我看到的检验单是不同检测项目的阴阳性+-,可能还有多几个+,但这是定性的描述,我想能够提供数学的公式表述是检验的发展未来,其实医学的各个方面都是追求如同经济学之于社会学科一样的数学形式化。这就要求我们进行一定的建模。其中病理生理的酸碱平衡就给我很大的启发,其可以视为一种理想化的层次的平,即层次的竞争,宏观的是pH在7.35~7.45是说明机体处于稳定的状态,然后其可以分为HCO3-和PaCO2的浓度的相对比例,然后可以继续分为呼吸系统,泌尿系统等等各种效应,如肺的呼吸与CO2变化有很大的相关性,从而可能有不同的情况(肺泡受损,气道堵塞,炎症反应等等),然后其就可以与更广阔的机体的各种情况(休克,平衡紊乱,缺血缺氧,缺血再灌注等等)耦合。在这个过程中,其衍生的不同的路径可能产生的效应是不同的,如胰岛素使血糖下降,而胰高血糖素,肾上腺素,糖皮质激素使等等激素使得血糖上升,这种通路我们理解为通路的竞争,理论上是可以得出一定的均衡的,即机体倾向于形成稳定状态。层次的相对比例,可以视为偏导,其可以有格林公式来将不同的积分转化,这就是我的第一步运算的基础。其中的一种理想化就是一种求极限,即求导。以上是理论的指导思想,接下来就是具体的课题,因此我们需要选择一定的对象,然后根据文献调研已有的路径,看看这两者的耦合是否会有新的效应,如中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白在急性肾损伤中的保护作用。但是我们可以尝试开发试剂盒或者各种试纸。如绒毛膜促性腺激素检查,其中免疫学胶乳凝集抑制试验、单克隆乳胶凝集试验等的基本原理是序列匹配,即结构具有一定相似性的能够有比较大的概率产生差异,或许能够在树胶锚定一定结构的蛋白质,与其有一定相似性的可以被结合吸附。也可以选择开发药物,重要的是找到作用机制,如英脱利匹特这种药物可以干涉免疫系统的信号,使得血液中的TH1细胞因子含量下降,从而提高人工授精的成功率。这就是一种通过外界刺激对机体内部免疫系统的调节,通过锚定一定的层次,造成局部的不平衡,这对于机体是一种疾病,但我们可以达到我们的目的。快速酶触反应是根据细菌在其生长繁殖过程中可合成和释放某些特异性的酶,按酶的特性,选用相应的底物和指示剂,将他们配制在相关的培养基中。根据细菌反应后出现的明显的颜色变化,确定待分离的可疑菌株,反应的测定结果有助于细菌的快速诊断。这就是一个很好的思路,这种染料的合成其实和免疫的杂交思路相似,都是利用特定结构的特异性结合。一个由点到面的发散思路:一个特定的检测指标的变化在统计层次与其他的基本有一定的相关性,如弥慢性血管内凝血(DIC)、深静脉血栓(DVT)、肺栓塞(PE)、急性心肌梗塞、脑梗塞、恶性肿瘤、卵巢癌、肺癌、败血症、肝病、妊高征孕妇、先兆子痫、烧伤、外科手术、创伤和脓毒血症等均可使D-二聚体升高,而这些基本还有其他的效应变化,于是可以衍生出网络的关系,这是人脑处理不了的。我们只能以一定的模式来理解宏观对象之间的关系(不动点),这依赖于经验,而计算机的计算能力使得其能够以一定精度来处理这种关系。即对症治疗可以更加细化,从而导致的抵抗性变化就不会那么大了即带给网络的变化就处于可控范围,如高尿酸症予别嘌呤醇300mg/d,口服,并充分补液以维持尿量,这可能发生一系列的次级效应,如出现过敏性皮炎。我们一直推崇的治本就是一种对不动点的运算,如果不能够,那根据我们对模糊数学的理解,然后层次可以选择性表达为其他层次的线性组合(仿傅里叶级数),我们就可以对这些细化的层次进行处理了,可能是深入到对胰腺B细胞的胰岛素分泌水平的调节。当然在具体的实用中我们只需要提取模式的处理就足够了,但是只有在理论中做到百分百,才能在实践中发挥50-60%的效果。理论上不同的检测项目的变化可以以一定的矩阵表示,特定的组合就是一定的模式,对疾病诊断具有很大的意义。一个好的标志物最好是处于动态平衡的指标,如,D-二聚体直接反映凝血酶和纤溶酶生成。

至于ToCureSometimes,ToRelieveOften,ToComfortAlways,在我看来,能力不够就是不够,这是我们的限制,我们于是有了计算机的帮助。不能一直拿以往的限制一直限制如今的脚步。我们不是追求治疗一切疾病,而是基于现代科技对疾病的本质有更深一步的认识。理论上的治疗就是通过各种手段恢复机体的平衡状态,各种药物的作用,产生的效应应该可以以微观的细胞层次的变化来运算,手段我们最后那个时域不同的药物组合来个体化医疗。因为一般的药物的作用是其余机体网络博弈的结果,如IFN治疗慢性髓系细胞白血病CML的早期常见副反应有发热、畏寒、流感样症状、头痛等,持续约几天到2个月;晚期可有持续乏力、食欲下降,少数病例可有贫血、、肝肾功能损害、秃发,有时有骨骼、肌肉疼痛及甲状腺功能低下、忧郁等,严重者可有心绞痛、注意力不集中、记忆力减退及昏睡等神经系统毒性表现。这些效应可以以不同层次的药物-机体交互来理解,我们如果能够更加深入,就能够超越现有的思维进入到更低维度的计算了。因为现在所谓的药物使用就是极其依赖经验,是一种碰运气的行为,我不是否认其意义,只是觉得可以有更好的机制来筛选。

我想共同完全完成一篇可以投稿的论文是很好的礼物(年轻人真敢想)。还是送一次课题完成的体验?具体的实验可能不能进行,但还是可以做一次科研模拟活动的。做meta分析也是一个好想法。希望这份礼物与众不同,因为这不是简单的接受,还是一次主动的付出和赢取。算了,想多了,以上的都不现实。那就把我的脑洞当做一份礼物吧。

总而言之,王美妙生日快乐!

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