運用數位科技實現歐盟的抗癌使命

    運用數位科技實現歐盟的抗癌使命

    臺歐盟科研專欄

    陳欣珏博士後研究員(工程平臺)2022年01月27日

    一.   前言

    歐盟的抗癌計畫是馮德萊恩委員會在健康領域中所提出的優先事項,也是歐洲衛生聯盟(European Health Union)的關鍵支柱[1]。為了邀請專家學者們一同實現歐盟使命,歐盟代表團在2022年1月18-19日舉辦了一場網路研討會「EU mission info days」,讓有興趣提出提案的申請人了解歐盟今年工作計畫中所包含的新主題。本文試圖從工程領域所涵蓋的產業範疇出發,探討如何藉由科技的發展,協助歐盟實現抗癌使命。

    二.   抗癌使命的具體目標[2]

    圖一、抗癌使命的具體目標

    歐盟抗癌使命的主要任務在於幫助人們戰勝癌症。期盼在2030年前有至少300萬歐洲人透過癌症的預防與治療,提升了他們的生活品質。抗癌使命亦盼望能使癌症患者的壽命更長,他們與家人的生活品質也更好。這個主要任務可分成四個具體目標,分述如下[3](圖一):

    (一)     了解癌症

    儘管現今對於癌症的起因有更多的認識,但仍需更深入研究以了解為什麼擁有某些特質的人(例如:性別、年齡、疾病…等)比較容易罹患癌症,抑或引發副作用。因此,需要了解個人的職業、飲食、社經地位、生長環境、生活方式,以及遺傳…等風險因子,是否會影響他罹患癌症的機率。另外,也需要更多研究探討癌症是如何擴散的,以及為何現有的癌症治療方法對於某些人不起作用。

    (二)     預防癌症:癌症篩檢與早期檢測

    如同大家耳熟能詳的諺語,「預防勝於治療」。比起治療,癌症的預防是更具成本效益的癌症控制策略。例如,運動就是一項預防癌症的方式。根據Soerjomataram等人(2018)的研究指出,40%的癌症可以藉由改善生活方式(舉凡:抽菸、喝酒、飲食習慣…等)而獲得預防[4]。因此,政府應該加強有效的癌症預防措施,並了解不同特質的人所需要的不同預防方式。除此之外,歐盟公民的健康素質也有待加強,許多人不知道可以透過預防策略來避免罹患某些癌症。在癌症篩檢方面,目前歐洲國家的癌症篩檢計畫僅限於大腸癌、乳腺癌,以及子宮頸癌等三種癌症。並非所有人都能參與癌症篩檢,也非罹癌風險較高者或身障者就能符合參與癌症篩檢的資格。癌症篩檢的品質與可用的資源亦因篩檢項目而異。因此,需要更多研究與政策來改善諸如此類的現象。在癌症的早期檢測方面,一般人與普通科醫師(general practitioners)並不完全了解癌症症狀,使得癌症檢測的時間過晚,耽誤了癌症的治療。

    因此,抗癌使命的第二個具體目標是提升歐洲公民對於癌症的預防。在知識方面,需要更多理解已知與潛在的癌症風險因子,以及多種風險因子之間的相互作用。在政策方面,需要提高現有癌症篩檢計畫的績效。在研究方面,需要開發新的篩檢工具,使之整合到新的篩檢項目當中,且得以在國家層面輕易地實施。

    (三)     癌症診斷與治療

    癌症通常被診斷出來的時間過晚,抑或無法用早期檢測發現某些癌症。這是因為我們對於將近兩百種癌症類型與亞型的認識不足。另外,儘管歐洲某些地區已經提供了癌症的治療方針與護理標準,但這些實施方式並未推廣到整個歐洲,導致歐盟不同的會員國、不同的區域,以及不同的社會經濟群體存在著不一致的護理標準,也因此造成治療結果的差異。再者,癌症患者常伴隨著其他的「共併症」(comorbidity),例如:他們同時也是高血壓或者糖尿病患者。兒童與成人的罕見癌症亦需要格外注意。在這樣的情況下,不同患者必須採取不同的治療方式。然而,這些癌症患者們無法平等地獲得全方位且最新的治療方式,也無權對他們治療方式作出明智的決定。最後,在整個歐洲國家中,獲得最先進臨床試驗的機會是不足的、分散的,且是不均等的。

    因此,抗癌使命的第三個具體目標是根據公平獲取的原則優化癌症的診斷與治療。這不僅意味著公平取得高品質癌症研究結果,以確保癌症患者得以公平獲得最好的治療。在開發新的治療方法時,更應充分考慮兒童與青少年癌症的特定需求。另外,應該由公認的標準設定一致的診斷與治療品質,而專業護理人員也應學習新的診斷技術與定期接受護理標準培訓。

    (四)     癌症病患、癌症倖存者與其家人的生活品質

    由於缺乏理解或不夠周全地考慮到患者的需求,患者在癌症治療期間與治療後常因身心健康問題、共病症、晚期副作用和殘疾而降低生活品質。另外,社會對癌症患者與癌症倖存者的污名化對他們的職涯造成負面影響,並難以獲得健康保險或貸款。這些情形給癌症患者、癌症倖存者、他們的家人、國家衛生系統,以及整個社會都帶來了沉重的負擔。

    因此,抗癌使命的第四個具體目標是藉由廣泛分析所有與生活品質相關的因素與需求,改善癌症患者、癌症倖存者,與其家人的生活品質。其中包括研究與生活品質相關的早期預測因子、對生活品質影響較小的癌症療法、更好的癌症監測系統、新的診斷技術,以及舒緩照護(palliative care)[5]。

    三.   抗癌使命的基石與支柱

    圖二、抗癌使命的支柱與計畫徵求案

    從上述四個具體目標不難看出,「了解癌症」是抗癌使命的基石。而抗癌使命的三大支柱則分別為:「預防可預防的」、「優化癌症的診斷與治療」,以及「提升生活品質」。根據抗癌使命的基石與三大支柱,歐盟在2022年提出了三大計畫徵求案,兩者之間的對應關係如下表所示:

    表一、歐盟2022年抗癌使命的計畫徵求案

    抗癌使命的基石與支柱 計畫徵求案名稱
    了解癌症 更多地了解「風險因素」和「健康決定因素」對癌症的影響。
    預防可預防的 開發癌症篩檢與早期檢測的新方法與新技術。
    提升生活品質 為癌症患者與倖存者開發與驗證一套措施,藉此提升他們的生活品質。

    四.   運用數位科技實現歐盟的抗癌使命

    從上述三個計畫徵求案中,可以窺知主題內容多元且廣泛,尤其強調跨領域結合與跨國合作。因此,本文試圖探討如何運用數位科技的發展,協助歐盟抗癌使命的實現。以下根據三個徵求案的目標與預期結果,逐一進行撰述。

    (一)     開發癌症篩檢與早期檢測的新方法與新技術

    1.          目標與預期結果

      此計畫徵求案目標在於開發無創的、非入侵性的,抑或微創的癌症篩檢與檢測方法,以提升人們對癌症篩檢的參與度。期望透過新方法與新技術的研發,使健康公民與癌症患者獲得更快、更早、更精確、個性化、容易取得且經濟實惠的癌症篩檢與早期檢測方式。

    2.          數位科技的運用

      有別於傳統的診斷方式,僅採用檢驗醫學(laboratory medicine)、病理學或放射學三種概念上分離的診斷學科為病患進行診斷。由於新興技術的發展,「綜合診斷」(integrated diagnostics)逐漸以壓倒性的優勢作出更早且更準確的診斷[6]。綜合診斷是將大數據分析工具結合放射學、影像學、病理學、遺傳學、基因組學、表型分析、實驗室檢測、資訊科技、人工智慧、機器學習…等方面的數據,為病患作出整合性的診斷。除了數據的收集與分析外,數位科技亦可用於更精確的檢測方法當中。例如:在敗血症的檢測中,可以使用「電腦斷層」(Computed Tomography, CT)磁振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI),他們比傳統的放射線攝影更為靈敏[7]。應用程式(APPs)、生物感測器、可穿戴技術(例如:智能手錶)、遠程醫療、遠距監測技術…等,也在綜合診斷中扮演舉足輕重的角色。

    (二)     為癌症患者與倖存者開發與驗證一套問卷量測工具,藉此提升他們的生活品質。

    1.          目標與預期結果

    此計畫徵求案目標在於開發一個新的、統一的系統性調查問卷,並發放給所有國家進行調查。這調查問卷在發放前必須經由研究人員、護理人員、健康保險公司、產業界,以及政策制定者進行審查。期盼藉由該問卷調查結果的研究分析,使得癌症患者與癌症倖存者獲得更有效且更經濟實惠的治療方式,也能獲得更好的支持性護理(supportive care)與諮詢方式。支持性護理意味著根據癌症患者的個人情況,提供必要的服務,以滿足他們在診斷與治療期間,身體上與心理健康上的實際需求,提升他們的生活品質。另外,也希望醫療保健專家、支持性護理人員、諮詢人員,以及產業界,得以透過調查問卷的研析結果,更多了解並滿足癌症患者、癌症倖存者,以及他們家人的需求與期望。健康政策的制定者亦得以有一套可以採用的指標,將其納入健康資訊與績效衡量的系統當中。健康照護機構可以有一套衡量標準,評估新衛生政策的風險與收益。勞工市場與社會福利的政策制訂者在協助於癌症患者、倖存者與其家人重返工作岡位與積極參與社會時,也能有更多可供參考的研究分析結果。

    2.          數位科技的運用

    在開發系統性調查問卷以供所有國家進行調查的過程中,必須從大量可用的問卷項目中篩選最重要的幾項問題以限制問卷項目的數量。經由匯整許多臨床數據後,大數據分析系統(big data analytics systems)可以輕鬆針對問卷中的每個項目進行分析,以協助開發出完善的調查問卷。

    (三)     更好地了解「風險因素」和「健康決定因素」對癌症發展和進展的影響

    1.          目標與預期結果

    該計畫徵求案的目標在於使研究人員、護理人員,以及政策制定者可以更多地了解「風險因素」與「健康決定因素」對癌症的影響。「風險因素」指的是可能誘發癌症的相關因素,例如:菸草、紫外線照射、飲酒、超重…等。「健康決定因素」則意味著我們的健康會受到這些因素的影響,可從個人層面推展至社會層面[8-9](圖三)。期盼藉著研究人員、護理人員,以及政策制定者對這些因素的認識,優化癌症預防、癌症篩檢,以及早期檢測的相關政策與措施。

    圖三、健康決定因素

    2.          數位科技的運用

    為了達到此目標與預期結果,數位科技可用來開發UNCAN.eu平台,並進行數據的分析與建模,以下個別闡述之。

    (1)     協助UNCAN.eu平台的開發

    來自不同學科和部門的研究人員與發明家,透過多種來源的綜合數據開發UNCAN.eu平台。建立UNCAN.eu平台是歐盟所提出的一項倡議,其目的在於整合臨床數據、患者生活方式、生長環境、基因…等數據,研究潛在的風險因素與健康決定因素在兒童和成人癌症中的相互作用。UNCAN.eu是在「健康研究創新雲」(Health Research and Innovation Cloud)的架構下開發的,是歐洲開放科學雲(European Open Science Cloud, EOSC)[10]下的一個主題雲,它將結合「綜合癌症基礎設施網絡」及「虛擬歐洲癌症患者數位中心」的數據資料。這樣一個整合性平台,透過大數據的收集、交換,以及共享,運用人工智慧和超級計算,從而在研究創新和政策制定之間建立無縫的連結。

    圖四、UNCAN.eu平台

    (2)     數據分析與建模

    在研究風險因素與健康決定因素的過程中,大數據可以用以收集並整合來自不同來源的數據庫(databases),以廣泛匯整與健康領域相關的多重數據,例如:生活方式、組學(omics)[11]、臨床數據、生活環境、氣候、農作物、土地利用…等。在獲得來自生醫研究和臨床研究的現有知識與高品質數據後,可使用電腦建模(computer modeling)、人工智慧與機器學習,以找出誘發癌症的風險因素和健康決定因素,以及不同因素之間的交互作用。

    五.   結語

      從歐盟在2022年所提出的三大徵求案中,可以發現大數據的收集與分析在其中所扮演的關鍵角色。藉由整合來自多源數據庫的數位平台之建立,我們可以更深入地了解癌症,藉此優化癌症的治療與癌症倖存者的照護模式,以提升癌症患者、癌症倖存者,以及他們家人的生活品質。結合多源數據庫的優點在於避免因碎片的資訊來源所造成研究分析上的偏差,有助於更完整拼湊出真實世界的樣貌。然而,在數據共享的同時,也需要留意數據保護的立法與道德原則,確保患者與個案的隱私權。除非患者允許,否則他的病歷必須限制保存於治療機構當中。歐洲數據保護政策規定需要在不限制數據使用的情況下防止數據濫用。另外,在數位轉型的過程中,國家機構也需要提供更實用的培訓課程,訓練更多從業人員獲得與醫學研究或臨床護理相關的電腦技能。

    註釋

    [1] De Keersmaecker S. (2020, November)。Building a European Health Union: Stronger crisis preparedness and response for Europe. European Commission. 取自:https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_20_2041

    [2] EU Mission Cancer Implementation Plan. (2021, September). 取自:https://ec.europa.eu/info/publications/implementation-plans-eu-missions_en

    [3] What are EU Missions? 取自:https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/funding/funding-opportunities/funding-programmes-and-open-calls/horizon-europe/missions-horizon-europe/cancer_en

    [4] Soerjomataram, I., Shield, K., Marant-Micallef, C., Vignat, J., Hill, C., Rogel, A., Menvielle, G., Dossus, L., Ormsby, J., Rehm, J., Rushton, L., Vineis, P., Parkin, M., & Bray, F. (2018). Cancers related to lifestyle and environmental factors in France in 2015. European Journal of Cancer105, 103-113.

    [5] 舒緩照護(palliative care)≠安寧療護(hospice care)。舒緩照護的目的旨在提供全人整合性照護或改善病人的生活品質,並提供臨床治療。後者安寧療護所提供的是從治療疾病轉向支持與緩解症狀為主的照護,屬於較特殊形式的舒緩照護。

    [6] Lippi, G., & Plebani, M. (2020). Integrated diagnostics: the future of laboratory medicine? Biochemia medica, 30(1), 18-30.

    [7] Creamer, A., & Keep, J. (2014). Imaging in severe sepsis and septic shock: is early radiological identification of occult sources of infection needed? Critical Care18(2), 1-53.

    [8] Whitehead, M., & Dahlgren, G. (1991). What can be done about inequalities in health?. Lancet338(8774), 1059-1063.

    [9] 健康城市基礎原則系列之健康的決定因素。資料來源:https://www.chp.gov.hk/files/pdf/hcp_health_determinants_tc.pdf

    [10] 歐洲開放科學雲網址:https://eosc-portal.eu/

    [11] 組學(omics):「組學」一詞是指以-omics結尾的生物科學研究領域,結尾的 -omics 指的是這些領域研究對象的集合。例如:基因組學(genomics)是系統性研究生物體基因組(genome)中各種基因(gene),以及它們之間的相互關係的學科。蛋白質組學、脂類組學、糖組學,以及代謝物組學…等,也屬於組學的範疇。

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