医学技术的发展方向
医学技术的基本任务是解决医学发展过程中存在的技术难题,推动医学科学的发展。因此,研究医学技术的发展方向,必须明确当前医学中存在的主要问题和未来医学的发展方向。
一、当前医学科学面临的主要问题
医学的任务是维护与促进人类健康。1946年,在纽约召开的国际卫生会议上曾对“健康”下过一个科学的定义:“健康不仅意味着疾病与羸弱的解除,健康是体格、精神与社会的完全健康状态。”目前世界卫生现状与人类健康的状况距离“人人享有卫生保健”的宏伟目标还有相当大的差距。当前的医学科学仍然面临着严峻的挑战:人类生存的环境污染、生态破坏;新的传染病仍在肆虐;与人的行为和生活方式相关的非传染性疾病已成为威胁人类健康的主要问题。在我国,恶性肿瘤、脑血管病、心脏病、呼吸系统损伤及中毒已占死因的前五位,我国的疾病谱正处在从发展中国家向发达国家转化的阶段;老年、妇女、儿童及残疾人等弱势人群的健康状态尤为堪忧。
二、21世纪医学科学的发展趋势
由于当前医学面临种种挑战,有许多疾病的病因、发病机制和治疗对策在医学上并没有彻底解决。因此,如何解决当前医学中存在的问题,是未来医学发展的主要方向。
(一)医学与众多学科融合发展为疾病诊断和治疗带来新突破
巴德年院士在《医学科技的发展趋势和我们的发展策略》一文中提到:“自然科学和技术科学将更大规模更加普遍地向医学渗透,将来的医学绝不是医学家的一统天下,而是一个跨学科跨行业人才密集、知识密集、技术密集的大学科。”
21世纪,分子生物学将成为医学的带头科学,生物技术和生物医学工程将成为医学主导技术,从而带动医学各个领域的发展。基础医学的各个领域,包括解剖学、生物学、病理学、遗传学及免疫学等学科,都将进入分子水平的研究。从分子水平阐明人体的结构功能正常与疾病,使基础医学发生根本性的革命。人类基因组计划和后基因组时代的开启,基因诊断、基因治疗、基因预防、个体化实施用药等,一旦这些研究有所突破,患者只要检测一下自己的“基因卡”,就能迅速地对自己的疾病做出诊断。比如癌基因的发现无疑是近年来分子生物学的重大突破,2010年由新乡医学院组织协作攻关,利用全基因组关联分析(GWAS)方法,在人类第10号和20号染色体上首次发现两个食管癌易感基因(PLCE1和C20orf54),为食管癌高危人群预警和个体化防治开辟了新的研究方向。另外,蛋白质组学也是一种新兴的学科,应用多种技术研究蛋白质组,以揭示基因和蛋白质的功能,阐明相关疾病的分子机制。近年,蛋白质组学已在对癌症、老年痴呆等人类重大疾病的临床诊断、治疗和发病机制及新药物的开发等领域显示出诱人的应用前景。其中,再生医学也应运而生,将成为21世纪医学研究的热点。干细胞研究是再生医学的基础和核心,它具有多种分化潜能。利用细胞的这种特性进行组织再生,应用于治疗某些因疾病、创伤所造成的组织器官缺损或功能障碍。2009年,美国的一间生物技术公司开展了世界上首例基于人胚胎干细胞的临床试验。该公司首先把人胚胎干细胞分化成运动神经元,再将这些细胞移植到瘫痪患者体内,并观察这些细胞恢复损伤的脊髓功能。经过几十年的发展,造血干细胞已成为治疗白血病的有效手段。有理由相信干细胞研究将会为人类许多目前难治之病提供有效的治疗依据。
相信随着分子生物学发展,对于新的传染病如艾滋病及癌症等重大疾病的致病机制和防治方法的研究不断深入,有效的疫苗、抗体、反义核酸药物等研制,人类终将战胜这些疾病。
(二)预防医学发展将促进卫生革命
21世纪的预防医学将会在防治结合、预防与保健相结合的基础上,向以增强体质、提高生命质量和人口素质为主的方向发展,体现社会大卫生战略,推动第三次卫生革命。同时,预防医学将在分子生物学和生物技术的促进下,生产出高效安全的新型预防药物以及多种高效疫苗;将根据基因图谱分析等先进方法和技术预测疾病,并采取相应的预防措施。
(三)高度信息化将使医疗卫生服务发生根本性变化
随着计算机技术的高度发展和日益普及,网络化、高速化、双向化、多媒体化及信息存储大容量化,将越来越促使人类知识的更新、交换、积累、应用的加快。利用信息网络,人们可以远隔千山万水相互联系,可以传图像和各种数据,进行全球会诊。例如,全球因特(Internet)信息网络为医疗服务从单个或小范围扩大到全球性服务提供了可能,这样世界各地的医疗同行可以对疾患的诊治进行同步探索。信息技术的发展必将推动现代医学科学的高速发展,使先进的医疗服务很快得到普及。
三、医学技术的发展方向
随着医学科学的发展,现代医学技术也正在突飞猛进地发展。医学科学面临如前所述新形势下的新的挑战,为医学技术的发展提出了新任务、新要求。现代医学技术向着解决医学科学目前面临的或即将出现的新情况、新问题,适应医学模式向生物—心理—社会医学模式的转变,不断满足社会进步和发展需要,为人人享有健康保健服务的目标前进。
我国科学技术部、卫生部(2013年与国家人口和计划生育委员会整合为国家卫生和计划生育委员会,简称卫计委)等十个部门联合制定了《医学科技发展“十二五”规划》,提出要发展前沿技术,引领医学发展;把握科技前沿领域的发展趋势,以生物、信息、材料、工程、纳米等前沿技术发展为先导,加强多学科的交叉融合,大力推进前沿技术向医学应用的转化,努力在国际医学科技前沿领域占据一席之地,引领医学科技发展;提出发展的重点包括五项:“组学”技术、系统生物学技术、纳米医学技术、干细胞与再生医学技术、医学工程技术。
规划中提出重点发展技术的内容基本上反映了未来医学技术发展的方向。
1.分子生物学技术 DNA重组和转基因技术等一系列现代生物技术的建立,成为最活跃的技术领域。
2.内镜、腔镜技术与微创外科技术 超声内镜、电子内镜、激光内镜等,应用范围已由消化系统发展到泌尿、生殖、呼吸、循环、腹腔、五官等器官系统。内镜与现代电子技术相结合还具备了摄像显像功能,为诊断信息的传输和使用提供了便利。在内镜治疗方面,可通过内镜采用高频电刀、微波、激光、冷冻和注药等技术,进行异物衔取、切割、摘除息肉、扩张狭窄、烧灼、冷冻及肿瘤药物注射等。还可以通过内镜进行某些病灶器官切除与肿瘤切除。腔镜技术作为一项较古老的技术也逐渐焕发青春,随之而派生的微创外科技术革新了外科技术的理念,机器人辅助外科手术系统相继问世,将对外科技术产生革命性的影响。
3.介入诊疗技术 所谓介入放射学技术,就是在传统的X线诊断学基础上,利用X线、超声或CT的导向,将特别的穿刺针或导管插入人体靶器官(病变部位),进行X线诊断或组织学、生化学、病理学诊断,并可借诸导向穿刺、插管进行疾病治疗。目前,介入放射技术已广泛应用于各系统疾病的诊断和治疗,应用范围不断扩大,新的技术与方法不断出现,效能不断完善。介入放射技术还可进行血管内溶栓术、经皮穿刺血管腔内成形术、选择性血管栓塞术、血管内药物灌注术等。
4.影像技术 电子计算机X射线断层扫描(CT)问世,表明X线成像技术跨入了以计算机重建图像为基础的新阶段。以CT诞生为契机,各种结合计算机的CT技术相继被应用到临床上来,如SPECT、PET、数字减影血管造影(digital subtracton angiography,DSA)、微波CT、全息摄影、红光热图等成像技术接连问世,大大丰富了现代X线影像诊断学的内容与技术,为临床医学诊断开创了崭新而广阔的天地。
5.免疫技术 单克隆抗体技术促进了细胞工程技术的飞速发展。我国已制成数百种单克隆抗体,并应用到多种疾病的研究与诊治中,如白血病的分类与治疗、新生儿溶血的治疗、人口出生控制等。
6.生殖技术 1978年,世界第一例试管婴儿Louise Brown在英国诞生,至今全世界已完成试管婴儿几十万例,标志着人类生育模式的重大变革,影响久远。但由此而引起的一系列社会法律与道德问题、伦理问题应当受到重视。
7.组织器官移植技术 1986年,心肺肝联合移植术成功,器官移植技术空前发展。随着组织相容性抗原配型技术和免疫抑制剂环孢素A的使用,至今同种异体肾移植手术的开展已相当普遍,在发达国家已成为良性终末期肾病的常规治疗方法,且存活率日见提高。目前,全世界已做胰脏移植数百例,肾上腺、甲状腺、胸腺、脾、睾丸等移植均告成功。
8.人工器官技术 目前除人体大脑以外的所有器官、组织几乎全部都能用人造器官代替。人工骨、人工关节、人工血管等已广泛用于临床,全世界有数十万肾功能衰竭的患者靠血液透析维持生命,体外循环呼吸支持技术也已用来抢救和治疗心肺功能衰竭。1982年,第一颗人工心脏首次植入人体。复杂的人工器官有的已在临床上得到应用,有的已取得显著实验成果,即将过渡到临床。
9.网上医疗技术 近年来,人们可以随时随地利用因特信息网获取世界各地的医学信息。这些信息由成千上万个医学科研机构、高等院校和图书馆提供,如国际、国内已建立了西医专家系统、中医专家系统、中西医通用专家系统、癌症诊断专家系统等,内容涉及生物医学数据库、基因库、药物信息、医学图像、临床咨询等各方面。