大數(shù)據(jù)下生物醫(yī)學信息安全與隱私保護

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摘要：人類社會步入大數(shù)據(jù)時代，基于大數(shù)據(jù)技術的挖掘和分析在生物醫(yī)學研究和臨床診治中發(fā)揮了重大作用。大數(shù)據(jù)在為醫(yī)學研究和診療帶來便利的同時，數(shù)據(jù)挖掘和分析過程中的信息安全問題和病患的隱私泄露給生物醫(yī)學發(fā)展帶來了風險和隱患，對生物醫(yī)學研究和診療的社會公信產(chǎn)生了沖擊，生物醫(yī)學信息安全和隱私保護應從管理、技術和教育等多方面著手加以解決。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；生物醫(yī)學；信息安全；隱私保護

0引言

基于計算機技術、信息存儲方式、云計算和移動終端設備的高速發(fā)展與革新，人類社會步入了大數(shù)據(jù)時代，并給當代社會發(fā)展帶來了沖擊，正深刻影響著社會生活、工作與思維等各個方面[1]。對于生物醫(yī)學領域而言，自人類基因組計劃完成以來，隨著基因組學、腦科學等知識的快速積累，各種實時、定量分析測試技術的推陳出新，大規(guī)模臨床研究日益增多，以及數(shù)據(jù)的生成和共享急劇增加，在海量數(shù)據(jù)分析和解讀過程中信息安全和隱私保護逐漸成為生物醫(yī)學研究領域亟待解決的問題[2]。

1大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學領域的重要性

大數(shù)據(jù)（BigData）是指由于容量太大和過于復雜，無法在一定時間內用常規(guī)軟件對其內容進行抓取、管理、存儲、檢索、共享、傳輸和分析的數(shù)據(jù)集[3，4]。大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展以及對數(shù)據(jù)的研究在社會發(fā)展與進步的各個方面發(fā)揮支撐促進作用。大數(shù)據(jù)本身是一種信息資源，具備其他資源無法匹及的趨勢預測潛力，基于大數(shù)據(jù)的分析和應用是使這些資源的效益真正釋放出來的關鍵所在[5]。生物醫(yī)學研究不是孤立存在的，具有整體關聯(lián)性，且個體疾病復雜多樣。隨著高通量大數(shù)據(jù)存儲技術的革新和基因組測序成本的下降，以及醫(yī)院信息化和現(xiàn)代數(shù)字化研究、診療系統(tǒng)的發(fā)展，生物醫(yī)學在發(fā)展過程中產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)[6]。目前，每年全球產(chǎn)生的生物數(shù)據(jù)達到EB級別，生物醫(yī)學科學在某種程度上已經(jīng)成為大數(shù)據(jù)科學[7]。生物醫(yī)學數(shù)據(jù)不斷積累，促使研究者和臨床醫(yī)生的思維方式已經(jīng)從數(shù)據(jù)生產(chǎn)和積累轉變?yōu)閷?shù)據(jù)進行深層次的處理[8]。大數(shù)據(jù)技術的分析和挖掘在醫(yī)學研究、疾病診療、公共衛(wèi)生管理和健康危險因素分析等方面發(fā)揮了重要的作用，生物醫(yī)學的發(fā)展已經(jīng)離不開大數(shù)據(jù)的支持。

2大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學領域中的應用

2.1預測功能

預測功能是大數(shù)據(jù)挖掘應用于生物醫(yī)學領域的核心，在生物醫(yī)學研究和疾病診治、預防中都得到有效應用。大數(shù)據(jù)的信息統(tǒng)計分析為醫(yī)學研究提供方向指引和結果預判，避免重復研究；基于大數(shù)據(jù)挖掘技術，從大量的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)中分析某些疾病的病發(fā)因，針對疾病發(fā)生機制，及時準確確定治療方式，利于疾病的預防治理[9]；同時針對個體健康數(shù)據(jù)的整理也可為疾病的預防提供參考服務。

2.2信息共享

數(shù)據(jù)共享是大數(shù)據(jù)應用的基石，醫(yī)學領域積累了海量的數(shù)據(jù)，但分布相對分散，通過信息共享，把相對分散的信息資源連接起來，最大程度地增加數(shù)據(jù)量，為更多、更新的應用提供數(shù)據(jù)支撐。例如，醫(yī)學健康檔案和生物醫(yī)學專用數(shù)據(jù)庫的構建，極大地便利了臨床醫(yī)生的病患診治和生物醫(yī)學研究者的科學研究。

2.3個性診療

基于大數(shù)據(jù)技術構建個人健康檔案、基因信息以及動態(tài)網(wǎng)絡預測數(shù)據(jù)庫，為實現(xiàn)個性化治療奠定堅實的基礎[2]。大數(shù)據(jù)時代的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)共享互通，醫(yī)生在為患者診療時，可從已構建的數(shù)據(jù)庫信息中調用患者的所需參考數(shù)據(jù)，輔助疾病的診斷與治療，踐行個體化診治原則。

3生物醫(yī)學領域使用大數(shù)據(jù)存在的風險

3.1信息安全隱患

隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學發(fā)展產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不斷積累，在享受大數(shù)據(jù)為使用者提供便利的同時，信息安全問題也頻繁發(fā)生。2015年2月，美國發(fā)生了有史以來最嚴重的醫(yī)療信息泄露事件，第二大保險公司Anthem宣布黑客竊取了公司超過8000萬的個人信息；2015年4月，全球最大的漏洞響應平臺“補天漏洞響應平臺”消息稱：國內30余省市的社保、疾控中心等系統(tǒng)存在高危漏洞，涉及數(shù)據(jù)量高達5279.4萬條。根據(jù)美國衛(wèi)生公民服務部（HHS）的統(tǒng)計，近年受醫(yī)療信息安全影響的人數(shù)呈爆炸式增長，僅2015年就有1.1億人，為過去3年的2.7倍，信息安全問題已經(jīng)成為生物醫(yī)學研究中無法避免的內容。

3.2個人隱私泄露

大數(shù)據(jù)時代，生物醫(yī)學研究中病人的隱私問題是不容回避的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。醫(yī)療個人數(shù)據(jù)會涉及病人的隱私，且極具特殊性和敏感性，對其進行使用時面臨一系列法律和倫理問題，因此在大數(shù)據(jù)環(huán)境中保護好個人隱私至關重要[10]。生物醫(yī)學研究中對大數(shù)據(jù)的依賴程度越來越高，隨著大數(shù)據(jù)運用和普及范圍的日益擴大，人們對病患的隱私，特別是基因組隱私（個人基因組數(shù)據(jù)）的保密格外關注，現(xiàn)實情況是病人的隱私在大數(shù)據(jù)的采集、流通和使用過程中存在泄露的隱患。

3.3沖擊社會公信

信息安全隱患和個人隱私泄露給生物醫(yī)學領域帶來了極為惡劣的影響，不僅影響了個人及團體的生物醫(yī)學研究，同時部分數(shù)據(jù)的泄露也造成數(shù)據(jù)提供者的個人信息和隱私暴露的問題，為不法者及其不法行為提供信息渠道，導致嚴重的社會危害。信息安全和隱私保護關系到廣大數(shù)據(jù)資源提供者及病患的切身利益，其社會關注度持續(xù)攀升，一旦因此而產(chǎn)生重大的社會危害事件，必將給生物醫(yī)學發(fā)展研究的社會公信帶來嚴重沖擊?；诖髷?shù)據(jù)技術的研究與挖掘將成為生物醫(yī)學發(fā)展的趨勢。大數(shù)據(jù)已經(jīng)運用到生物醫(yī)學的各個方面，正在深刻影響生物醫(yī)學的發(fā)展，面對如潮水般涌來的海量數(shù)據(jù)，進行合理有效利用的同時，避免風險也至關重要。

4生物醫(yī)學信息安全和隱私保護的管控措施

4.1設置專業(yè)機構

生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的安全和隱私的保護需要專門的機構管理，目前比較著名的是美國的國家生物技術信息中心（NCBI）和歐洲的生物信息研究所（EBI），而國內缺乏類似的專業(yè)管理部門。政府應完善機構設置，建立專門的生物醫(yī)學信息管理部門，從事生物信息數(shù)據(jù)的管理、匯聚、分析和等工作，督導和引領國內生物醫(yī)學信息的數(shù)據(jù)安全和隱私的保護，此外，各級單位內部也應設置相應的信息安全管理處（室），逐級防護，確保信息交流的全過程安全。

4.2完善政策法規(guī)

目前國內尚缺乏專門針對生物醫(yī)學信息安全和隱私保護的政策法規(guī)，管理部門應著手加快推進生物醫(yī)學信息保護的政策法規(guī)完善，嚴格要求生物醫(yī)學信息管理、儲存以及使用，各級單位和部門要注重保護信息安全，加強數(shù)據(jù)傳遞過程中的管控和監(jiān)督，為提供信息數(shù)據(jù)的病患隱私提供法律保護，對竊取、倒賣重要生物醫(yī)學數(shù)據(jù)信息的犯罪人員應該予以嚴懲。

4.3研發(fā)使用新技術

由于計算機性能的不斷提升，以往的數(shù)據(jù)安全保護技術，如數(shù)據(jù)加密技術、生物識別和數(shù)字水印等投入使用的時間過長，容易被破解。云計算、云儲存技術的推廣使數(shù)據(jù)儲存的載體已經(jīng)從過去的物理轉向虛擬，這給現(xiàn)代數(shù)據(jù)保密技術提出了更高的要求。生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的存儲和使用部門應加大對保密軟件開發(fā)的投入，或者依托互聯(lián)網(wǎng)公司，研發(fā)適合目前計算機環(huán)境中所需的信息保密技術。

4.4構建數(shù)據(jù)庫防御體系

大數(shù)據(jù)安全和隱私保護技術體系中的安全防護技術主要分四個層次，分別為設施層、數(shù)據(jù)層、接口層和系統(tǒng)層的安全防護[11]。單純依靠專項技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代信息保密的要求，需構建縱深的數(shù)據(jù)庫防御體系，從存儲、訪問和管理三個角度出發(fā)，保障生物醫(yī)學數(shù)據(jù)在安全范圍內合理地進行挖掘使用；同時構建數(shù)據(jù)庫安全認證和評估體系，對各級數(shù)據(jù)庫的安全性能進行定期評估，發(fā)現(xiàn)風險及時反饋到各級管理部門。

4.5加強信息安全教育

信息安全教育是預防信息安全和隱私泄露問題產(chǎn)生的有效手段。對信息的采集、存儲和管理者來說，加強信息安全教育需要掌握相關信息保護的技術和手段，加強對信息傳播過程的管控；對信息的使用者來說，有效的信息安全教育能預防使用過程中無意識的泄露；對數(shù)據(jù)的提供者來說，信息安全教育能夠使其了解相關的信息安全政策和法律法規(guī)，在出現(xiàn)隱私泄露的問題時，能夠維護自己的合法權利。大數(shù)據(jù)改變了生物醫(yī)學的傳統(tǒng)實踐模式，有利于實現(xiàn)生物醫(yī)學的共享研究和臨床的精準診療。大數(shù)據(jù)環(huán)境的生物醫(yī)學研究基于信息安全和隱私保護的前提，應合理地采集和使用數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘和分析，實現(xiàn)信息共享者之間、信息使用者與提供者之間的利益互享，取得大數(shù)據(jù)環(huán)境下生物醫(yī)學研究的社會公信度。

參考文獻：

[1]秦文哲，陳進，董力.大數(shù)據(jù)背景下醫(yī)學數(shù)據(jù)挖掘的研究進展及應用[J].中國胸心血管外科臨床雜志，2016，23（1）：55-60.

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[3]王波，呂筠，李立明.生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)：現(xiàn)狀與展望[J].中華流行病學雜志，2014，35（6）：617-620.

作者:李全權 單位:陸軍軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所臨床醫(yī)學研究中心