俞梦孙院士展望人类健康系统工程

展望人类健康系统工程[1]

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世界卫生组织在《21世纪的挑战》报告中强调：“21世纪的医学，不应该继续以疾病为主要领域，应当以人的健康作为医学的主要发展方向。”
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人类健康工程的提出
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% G+ C3 X. b9 r3 r当前的医学模式主要以疾病的诊断和治疗技术作为主要的研究方向。这种医学模式的发展趋势是医学的现代化、专门化、精细化和商业化。
(1) 医学的现代化，体现在医院的信息化和规模化，导致高新技术的过度应用；
(2) 医学的专门化，表现在分科的细化，导致专科医生匠人化，失去了整体性，反而易导致错误行为；
(3) 医学的精细化，体现在分子基因诊断、分子基因治疗等方面，客观上增进了学科发展，所达到的目标却渐行渐远；
$ \, J0 K. ]: e+ W  K7 q' d(4) 医学的商业化，使医学成为人均产值最高和投资热点行业，这完全改变了医学的初衷。
& M  L# d: m+ g. s$ G* L其现实后果是全球性的医疗危机：非传染性慢病成为人类健康和生命的主要威胁，虽然各国医疗卫生界均投入了大量人力、财力，但从总体上控制不住非传染性慢病的发展，医疗费用消耗已经远远大于社会经济发展速率，呈现一种不可持续的态势。

5 O) P) |4 N0 D) v( O/ C0 S7 L  i造成以上种种现象的原因是医学变成了疾病医学，以疾病的治疗和诊断为主。而实际上已经形成的共识是：
. l8 D  ^+ I& z) Z, v(1) 疾病是整体失调状态的局部体现；
# V4 R8 a  n% e+ b( D. w(2) 局部体现成什么病，则与性格、行为、遗传等有关，是第二位的。
$ W6 `/ x6 a2 H1 u1 K+ S" D9 }6 j4 q韩启德院士曾经在香山科学会议上指出：“我们应该看到还原论思想带来的科学进步、带来的现代医学的发展和对生命体由表及里的认知，但也必须清楚：在还原论的指导下，我们对生命和疾病的认识是局部的、分离的，缺乏系统的、综合的、整体的和本质的认识和理解。”
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这说明，当前医学的工作重点应从关注疾病为主转向关注整体状态为主。所以，世界卫生组织在《21世纪的挑战》报告中强调：“21世纪的医学，不应该继续以疾病为主要领域，应当以人的健康作为医学的主要发展方向。”



关于医学的发展，中国生物医学工程学会的一批老专家一直在关注，已有近30年的历史。
8 F" H) A9 O0 o- K( l20世纪80年代曾提出过“省钱的生物医学工程”概念。
2002年提出的“战略前移、重心下移”概念，已被政府接受，成为未来中国医学发展的纲领。但是对于呈井喷样的慢病怎样应对，一直未找到切入点。
- Y  @* _* q3 K( [, }8 q, m直到2008年，笔者读到钱学森的复杂系统理论之后，联想到慢病的具体发病规律，找到了解决慢病肆虐的切入点：恢复自组织能力。这是解决慢病问题，解决困扰人们整整一个世纪的难题的人类健康工程的内涵。它的具体内容包括相互联系的两大部分：
(1) 用健康医学模式替代目前的疾病医学模式；
4 O" K; D/ r5 R( p% p, c) D- I: L(2) 用健康物联网方式，在全社会范围内推进健康医学模式。

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- v) g  j/ W7 {, p  v' `  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。

  
( Q; b6 f; l. J( H7 a人类健康工程从研究人的自组织功能开始


从系统科学角度看，人体是一个开放的复杂系统，而开放的复杂系统通常应具备5种主导系统运行的系统学原理，它们是：
! u8 m# I7 Z: {(1) 自组织原理；
- Y0 `3 o' c( b0 O(2) 开放性原理；
(3) 能量原理；
. O9 n' _2 t& g* R(4) 层次结构或网络化原理；
8 M' X! D- ?& Q% W3 G3 I2 s(5) 进化原理。
8 ]+ Z8 N- l6 E% z' K* V2 z! Y在这5种系统学原理中，自组织原理是这5种原理的核心，因为自组织原理本身就具备了开放的性质，也是能量耗散的结果，而且自组织过程一定是多层次网络化的，并且自组织的结果一定具有进化意义。因此，我们只要认识清楚人的自组织功能，也就相当于对人的复杂系统规律有所了解。
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从健康和疾病角度看，人的自组织功能主要表现在如下三方面：
(1) 自组织系统自发地走向“目的点”的能力是人体强大的维持和促进健康的能力；
( H& q/ _0 {$ T: e(2) 自组织系统动态内稳机制的存在是人体健康地适应环境的基础，是自组织系统自发地走向“目的环”的体现；
" ^% R, E# [% ]9 [; R: v0 m2 t2 }(3) 自组织系统表现出的自修复能力，是回到“目的点”的能力，因此是人体祛除病痛、恢复健康的最安全、最有效的途径。


* Y6 g! ?7 Z6 \; ]* i  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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1 b5 B8 B+ i& E5 ]: B) x% m健康医学模式
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人体是一个在内外各种因素作用下的动态内稳态系统。按照系统理论研究结果，内稳态范围可分为两部分：
. y0 W8 S: b* K( \7 `6 J: X1 w, E(1) 线性非应激区；
(2) 非线性应激区。
前者属对称倒易关系，处于线性非平衡态的稳定状态，后来被普利高津证明是一种最小熵产生原理。因此，线性非应激区是生命的常态，是稳定的、对称的、低功耗的。
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但生命在一定条件下具有适应环境的能力。当外因(风、寒、暑、湿、燥、火)或内因(七情)对机体的刺激作用超出人体的线性定态性稳态范围，而进入内稳态的非线性区，使原有的对称性开始破坏，属于应激反应区。这时，机体会产生普遍性适应综合征(GAS)，会在反应之后表现为全面的回归。这正如普利高津所说的那样，机体在远离平衡态，进入非线性区之后，会产生新的适应环境的有序功能和有序结构，并产生较高的有序性耗散。但生命体的自组织功能存在自发地走向低耗散、恢复低耗散下的对称性的能力，并在新的环境下，重新建立起上述的线性稳态区，达到再一次的低功耗状态。

3 w" X1 A, C) {: R1 o; J9 P6 \& Y2 w+ W这就告诉我们，人体对新环境的适应，一定存在2个阶段：
: g: O3 j% W  {3 |) f& c! K" a6 ~(1) 功能习服阶段，或称“耗散性习服阶段”；
- W: P) \4 m  k4 C6 D(2) 结构习服阶段，或称“低耗散习服阶段”。
0 r# }4 l2 v' e2 m' \这种应激反应所引发的是新的有序结构，一般不会产生不利于整体有序运动的新的无序结构，因此，我们称这类反应是“生理性应激反应”，是人体适应新环境所必须经历的应激反应。我们应该恰当利用它，使它成为促进人体稳态水平提高的主要途径。
  
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9 k. ^; A  `! k" Z  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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随着社会经济发展，非传染性慢病的肆虐成为当前人类生活的主要矛盾。慢病本质上是自组织功能弱化，是体内形成了持续内部应激原的结果，是系统稳态水平下降、失调、失稳的表现。

解决这一问题的突破口有两个相互联系的内容：
(1) 用健康医学模式对待非传染性慢病；
9 u2 v. }1 D  l# b8 r(2) 用健康物联网方式应对井喷样慢病发病态势。

1 W/ @: h5 F; F# r7 p健康医学模式提出的理论依据有如下两点：
(1) 健康人所具备的自组织自修复能力是人体祛除病痛最安全最有效的途径；
" [7 `# l, q4 C; W9 h(2) 各类慢性病生成的条件是：“状态失稳”与“遗传因素”同时存在、即二者“相与”的结果。
( k% v3 i6 d+ ^( s/ g. L上述理论依据表明：消除慢病的唯一原理是使上述2个条件不“相与”，而唯一可行的途径是重塑自组织功能，充分运用恢复过来的自修复能力祛除各类慢病，变“状态失稳”为“状态稳定”。这就是健康医学模式的理念。
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# m4 Z+ v! G' E0 X  }以人为中心的“SIR模式”[Sensing(监\检测)——Identifying(辨识)——Regulating(调理)]，是实施健康医学模式的具体形态，其内容不仅指科技，也包括与人文的结合。在具体实施时不排除能直接祛除病灶而又不损害整体的办法，但主要的努力应放在通过序参量的调整、自组织功能的重建上。
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  【补充插图】 健康医学实施模式“SIR模式”[Sensing(监\检测)——Identifying(辨识)——Regulating(调理)]


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1 [$ P* N: g$ M+ o- I1 L7 k  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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4 Q: ]6 d( E0 T, Q  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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  【补充插图】 俞梦孙院士从事医学科研工作。
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[1] 俞梦孙：《展望人类健康系统工程》，北京：《中国科学报》，2014年04月04日第7版“智库”专栏。中国航天社会系统工程实验室·北京实现者社会系统工程研究院健康系统工程中心添加了补充插图，源自资料图片。
3 k  a  H( x' K3 w  P* q[2]【作者简介】 俞梦孙，中国工程院医药卫生学部院士，中国人民解放军空军航空医学研究所航空医学工程研究中心主任，中国航天系统科学与工程研究院(军工代号：中国航天12院)钱学森决策顾问委员会委员，北京大学健康系统工程研究所所长，中国生物医学工程学会名誉理事长，2013年“国际健康论坛”《人类健康宣言》(Human Health Declaration, HHD)专家起草组成员。