1、預(yù)先診斷，妙手回春先進統(tǒng)計工具提高對致命性敗血癥的診斷概率 如果運用傳統(tǒng)統(tǒng)計軟件和統(tǒng)計方法，我不可能完成這項工作。JMP Genomics是成功的關(guān)鍵。Ray Langley 洛夫萊斯呼吸道疾病研究所 助理研究員挑戰(zhàn)更準(zhǔn)確地對敗血癥患者病情的嚴(yán)重程度作出預(yù)測。解決方案一個醫(yī)療研究團隊運用SAS公司旗下的JMP® Genomics軟件對含有上萬個化合物的數(shù)據(jù)組進行研究。該研究團隊成員均非統(tǒng)計專家，但JMP® Genomics軟件讓他們得以快速、準(zhǔn)確地檢驗復(fù)雜數(shù)據(jù)組。統(tǒng)計專家證實其分析結(jié)果有效。結(jié)果JMP® Genomics軟件幫助該醫(yī)療

2、研究團隊進行一項可區(qū)分輕度敗血癥和重度敗血癥病例的血液檢查，提醒醫(yī)師重視需立即住院治療的病患。該項研究結(jié)果也可能提高其他傳染病的醫(yī)治效率。2012年7月11日，紐約時報的讀者們讀到了關(guān)于已故12歲少年、居住于紐約皇后區(qū)的Rory Staunton的故事。Rory周二晚放學(xué)回家，胳膊上有一塊擦傷，那是他在體育課上打籃球時做“插水”假動作時留下的。周日，Rory死于敗血癥性休克，那是敗血癥的一種重度表現(xiàn)。敗血癥是由身體對感染所作反應(yīng)引起的、可能致命的并發(fā)癥。紐約時報的這則報道引起了公眾對敗血癥的關(guān)注。據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心的數(shù)據(jù)，美國每年死于敗血癥的人數(shù)大于20萬，比死于乳腺癌、直腸癌、胰腺癌和

3、前列腺癌加起來的總?cè)藬?shù)還多。據(jù)估計，全球范圍內(nèi)每年有500多萬人死于敗血癥。Rory病逝前一年，美國聯(lián)邦醫(yī)療保健研究與質(zhì)量局報告指出，2000-2008年間，治療敗血癥的醫(yī)院數(shù)量翻了一番還不止。研究員們對該疾病的研究投入持續(xù)增長以期望更好地理解這種疾病，而在研究中，JMP Genomics扮演著關(guān)鍵角色。這張JMP® Genomics圖表展示了根據(jù)代謝體數(shù)據(jù)所得到的敗血癥結(jié)果及并發(fā)癥的主成分分析。病患在血液透析（綠色）、肝臟疾病（藍色）、敗血癥死亡案例（橙色）、敗血癥性休克（紅色）以及敗血癥存活案例（青綠色）等方面數(shù)據(jù)有明顯分別。 2013年，SAS旗下的JMP Genom

4、ics軟件幫助一個醫(yī)療研究團隊進行一項血液檢查，旨在預(yù)測敗血癥在人體全身擴散進程、以及預(yù)先診斷病患情況為輕度或重度感染。該團隊由美國密蘇里州堪薩斯市兒童慈善醫(yī)院及附屬診所兒科基因組醫(yī)學(xué)主管Stephen Kingsmore領(lǐng)導(dǎo)，如今，他們正致力于研制出一款可助內(nèi)科醫(yī)師作出快速、準(zhǔn)確診斷的手持設(shè)備。“JMP Genomics是我們評估數(shù)據(jù)質(zhì)量，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)可視化以及數(shù)據(jù)分析等的主要應(yīng)用軟件。”Kingsmore如是說。他還曾任美國國家基因資源中心主席兼CEO。 從混合模式的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量遺傳分析，到復(fù)雜的關(guān)聯(lián)作圖，JMP Genomics已經(jīng)被運用于精神分裂癥研究、草原植物用作生物燃料的可能性及

5、其它更多研究。JMP軟件將快捷的點擊式操作、動態(tài)交互式圖形與SAS強大的基因組數(shù)據(jù)集探索分析完美結(jié)合。 “如果運用傳統(tǒng)統(tǒng)計軟件和統(tǒng)計方法，我不可能完成這項工作。JMP Genomics是成功的關(guān)鍵。”Ray Langley，位于美國新墨西哥州阿爾布開克（Albuquerque）的洛夫萊斯呼吸道疾病研究所助理研究員、學(xué)術(shù)期刊上本項目論文 Raymond J. Langley et al, “An Integrated Clinico-Metabolomic Model Improves Prediction of Death in Sepsis,” Science Translational M

6、edicine, July 24, 2013.的第一作者如是說。 “鑒于我們必須篩選的巨大數(shù)據(jù)量，這一研究成果可稱得杰作。”Langley表示，“我認(rèn)為，在觀測病患人數(shù)上，考慮的臨床因素數(shù)量上，運用的前沿技術(shù)上，以及我們收集、分析并驗證的多重數(shù)據(jù)集上，這都是一項突破性的臨床研究。這項研究一定會為未來的異質(zhì)性疾病研究提供參考。”“概括地說，就是讓數(shù)據(jù)講故事。”疾病圖敗血癥是由感染擴散至全身引起的，可能引起肺、腎、肝等器官的功能衰竭。敗血癥的起因是身體免疫系統(tǒng)對感染的反應(yīng)；當(dāng)化合物進入血液對抗身體對感染的過度反應(yīng)時，敗血癥就進一步發(fā)展，引起炎癥。其癥候包括高燒、膚色泛紅、心率加速等；如病情嚴(yán)重，還

7、可能出現(xiàn)血壓降到安全值以下、身體器官停止運作等癥狀，數(shù)小時內(nèi)便可致人死亡。Langley于2008年加入這一研究項目，當(dāng)時他正在美國國家基因資源中心進行博士后學(xué)位課程研究。該項目主要目標(biāo)是，幫助醫(yī)生確認(rèn)病患是否患有敗血癥、并對敗血癥患者的病情發(fā)展進行預(yù)測。患者化驗于2005年進行，采樣點包括美國底特律的亨利福特醫(yī)院、北卡羅來納州德罕（Durham）的杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心以及退伍軍人醫(yī)療中心。四年多來共對1000多位實驗對象進行了測驗。基于這些患者數(shù)據(jù)，Langley選取了一個病患數(shù)據(jù)子集，并用系統(tǒng)生物學(xué)方式研究了該子集實驗對象的感染情況。敗血癥是由身體對感染所作反應(yīng)引起的。 “要了解敗血癥的發(fā)展路

8、徑十分困難。”Langley表示，“它是會采取簡易模式，還是迅速發(fā)展為敗血癥性休克、并最終導(dǎo)致死亡？”預(yù)測每個病患病情的可能發(fā)展路徑，將有助于醫(yī)生迅速采取合適診斷方式。 Langley與其同事檢測了患有敗血癥和未患敗血癥的實驗對象的代謝物（衡量身體生產(chǎn)能力、抵御感染能力的指標(biāo)）以及蛋白質(zhì)含量：第一次在他們抵達醫(yī)院急診科時，第二次是24小時后。他們發(fā)現(xiàn)，死于敗血癥的實驗對象和生存下來的實驗對象數(shù)據(jù)有相當(dāng)大的差異。 在這類疾病中，以年齡和紅細(xì)胞數(shù)為因子的生存預(yù)測算法與五種代謝物的衡量指標(biāo)一樣重要。該算法將有助于確定治療方案。“我不是統(tǒng)計專家”研究總是涉及大量數(shù)據(jù)。比如，在RNA（核糖核酸）分子變異

9、的研究中，就需監(jiān)測約30000個基因。通常來說，此類研究需用到基于服務(wù)器的分析程序，Langley 如是說。“而且還得有相當(dāng)深的編程背景，才能運用好這些工具。我不是統(tǒng)計專家，也不是編程人員我只有免疫學(xué)背景。”“JMP Genomics的好處在于，能夠讓我輕松地運用圖形用戶界面的軟件對大數(shù)據(jù)集進行分析。”Langley表示。Langley運用JMP Genomics中的主要成分分析來確定數(shù)據(jù)是否以預(yù)期方式聚類，并執(zhí)行方差分析（ANOVA），來判斷其統(tǒng)計學(xué)上的差異。預(yù)測建模是JMP Genomics的另一重要功能，已被證實極為有效。“我通常使用Logistic回歸，不過其實還有許多不同的方法能確定

10、哪種代謝物對結(jié)果最具預(yù)測作用。”Langley表示。“JMP Genomics考慮到預(yù)測性損失，這就減少了我們過度擬合的風(fēng)險而這本是運用此類工具最大的擔(dān)憂。”Langley還運用JMP Genomics來驗證訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。除了原有的數(shù)據(jù)外，該團隊還從波士頓布萊根婦女醫(yī)院的危重病登記處獲取了數(shù)據(jù)。“利用危重病登記處的數(shù)據(jù)集，我能夠很快地訓(xùn)練并驗證原有數(shù)據(jù)集。”Langley如是解釋。數(shù)據(jù)編制完成后，Langley的團隊將結(jié)果發(fā)送給一名統(tǒng)計專家。經(jīng)統(tǒng)計專家運用支持向量機分析，證實該統(tǒng)計結(jié)果有效。該研究團隊骨干Kingsmore、同時也是JMP Genomics的忠實粉絲表示：“能夠處理一千萬條數(shù)據(jù)，

11、這能力真是太棒了而且還是用手提電腦做的。”圖示為全球匹配患者的代謝體數(shù)據(jù)以及蛋白質(zhì)體數(shù)據(jù)的交叉相關(guān)性分析,可以用來進行已知和未知酶促反應(yīng)模型的潛因發(fā)現(xiàn)。 他發(fā)現(xiàn)，JMP Genomics軟件的方差分解工具在確認(rèn)數(shù)據(jù)集能否檢驗假設(shè)、后期確定評估該假設(shè)的方差分析的固定效應(yīng)方面非茶館簡易和有效。 Kingsmore也很青睞JMP Genomics實現(xiàn)布爾函數(shù)的功能、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芤约昂喜⒐δ堋２饺胲浖A段到2013年年底時，在攻克敗血癥方面仍需下很多功夫，該團隊正在制定前瞻性的驗證分析。Langley表示，“最主要的是看我們的測試能否成功，在考慮投入臨床試驗并做出患者管理協(xié)議決定之前，我們想確定它

12、是準(zhǔn)確的。”該團隊的長期目標(biāo)是幫助開發(fā)一個便于臨床醫(yī)生診斷敗血癥并能在幾個小時內(nèi)預(yù)測病情嚴(yán)重程度的手持床旁檢測醫(yī)療設(shè)備，這種醫(yī)療設(shè)備或許可以拯救Rory Staunton的生命。Langley補充說，“如果你能確定這些患者的癥狀是惡性情況的征兆，那么你就知道得竭盡全力治療了，你得采取積極的治療手段。而且我認(rèn)為在我們可能很快投入的臨床前測試中，可能會有一些潛在的治療方法，這些方法可以改善病情。”他表示目前推動該項研究的勢頭很足。他的另外一個志向是將研究結(jié)果應(yīng)用到包括流感在內(nèi)的其他類型的傳染病中去，不過該項研究項目是Langley第一次用JMP Genomics軟件分析，他直言這肯定不會是他最后一次使用JMP Genomics軟件。 目前他使用是非人靈長類的敗血癥樣本來對比分析肺部核糖核酸（RNA）的代謝分子。Langley 正在使用JMP Genomics 來檢