題圖來源:視覺中國
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自從顯微鏡發(fā)明以來,組織學(xué)和病理學(xué)已經(jīng)以相似的方式發(fā)展了近200年。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,采用新技術(shù)的速度明顯慢于其他行業(yè)。建立一個可擴(kuò)展的組織學(xué)實驗室是一件極具挑戰(zhàn)的事情。
這讓彼時正在一家癌癥診斷所工作的 Ke Cheng 看到了組織病理學(xué)行業(yè)巨大的潛力。2012年,擁有有著康奈爾大學(xué)和哈佛醫(yī)學(xué)院雙料博士學(xué)位的她,本可以在全球頂級實驗室從事博士后研究的工作,選擇離開實驗室回到紐約,獨自創(chuàng)立病理組織學(xué)服務(wù)商 HistoWiz。
HistoWiz 是全球首個癌癥病理學(xué)數(shù)據(jù)庫。簡單說來,HistoWiz 通過購置先進(jìn)的設(shè)備,實現(xiàn)全自動化操作,為實驗室提供切片服務(wù)。同時,結(jié)合大數(shù)據(jù)和云存儲技術(shù),把實驗結(jié)果放置云端,構(gòu)建起來的數(shù)據(jù)庫可以幫助研究人員節(jié)約大量的時間。
在傳統(tǒng)意義上,組織病理學(xué)行業(yè)(histopathology industry)主要分為三個層次。首先,在組織學(xué)的層面,將組織標(biāo)本加工成載玻片,再對其進(jìn)行研究和評估;之后在病理學(xué)層面,病理學(xué)家研究這些載玻片并且對其進(jìn)行診斷;最后,在分析層面,通過機器學(xué)習(xí)工具對于對上一層聚合的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
傳統(tǒng)的組織學(xué)和病理學(xué)行業(yè)研究周期耗時較長,主要分為以下四個步驟:
Ke Cheng 告訴鈦媒體,從以上步驟中可以發(fā)現(xiàn),無論是在研究還是臨床中,一個非常必要的情況是在實驗室之間及時地運送樣品,這通常需要幾個星期左右的等待時間。
在這期間,研究人員可以利用這些寶貴的時間去治愈癌癥,或者,醫(yī)生也可以開始著手為病人提出治療方案,然而卻因這些樣本依舊在郵寄的途中而耽誤了。
為了解決這些問題,首先是要將實驗室自動化,必須將傳統(tǒng)的組織學(xué)工具更新為最新的數(shù)字掃描儀,然后把這些工具與協(xié)議鏈接,將不同的工作功能串在一起,以此建立一個自動化的工作流程。
在 HistoWiz 的自動化的實驗室中,樣本處理的時間從幾周的流程縮短到幾天以內(nèi)。存儲在云端的數(shù)字化的幻燈片,可以提供給 HistoWiz 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)客戶和頂級的病理學(xué)家即時在線共享、評估,并且與客戶分享結(jié)果。
擁有數(shù)據(jù)庫是組織病理學(xué)行業(yè)向前邁出的重要一步。HistoWiz 還搭建了一個組織學(xué)的數(shù)據(jù)庫,稱其為 PathologyMap。通過利用機器學(xué)習(xí)和圖像識別的工具,該數(shù)據(jù)庫可以產(chǎn)生對人眼無法觀察到的病理學(xué)見解。
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HistoWiz 官網(wǎng)上展示的切片樣本
PathologyMap 數(shù)據(jù)庫允許即時共享樣本和結(jié)果,并提供給生物醫(yī)學(xué)研究人員、病理學(xué)家和外科醫(yī)生之間無縫合作。
這個細(xì)分市場也是該行業(yè)中最具創(chuàng)新性和競爭力的市場之一。從機器學(xué)習(xí)的工具可以從中獲得出未被發(fā)現(xiàn)的見解,可以促使研究和藥物開發(fā)的進(jìn)步。在各個層面上,研究人員、藥物開放團(tuán)隊、醫(yī)生、患者和科學(xué)家都能從結(jié)果中獲得價值。
在技術(shù)層面最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)是,建立一套基于技術(shù)的工具。這套工具可以利用數(shù)據(jù)庫和數(shù)字化的幻燈片,附帶的注釋和評估中,匯總大量的數(shù)據(jù)。
實現(xiàn)這些需要開發(fā)機器學(xué)習(xí)工具,需要在研發(fā)方面進(jìn)行大量人力和資金的投入。2015年12月,HistoWiz 收到來自真格基金百萬美元投資,并入選硅谷著名孵化器 Y-Combinator,Ke Cheng 也成為唯一一位入選 Y-Combinator 的華人女性創(chuàng)業(yè)者。
這些工具不僅為客戶所用,也可以服務(wù)于內(nèi)部。在 HistoWiz 的團(tuán)隊中,任何有助于自動化以及簡化工作流程事宜均被看作是優(yōu)先級。專業(yè)的行業(yè)經(jīng)驗告訴他們,浪費時間和資源是組織病理學(xué)最大的兩個問題。
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HistoWiz 的工作流程
現(xiàn)代化的組織學(xué)實驗室的另一個關(guān)鍵的問題是,彌合生物學(xué)與計算機科學(xué)之間的鴻溝。這兩個學(xué)科對于現(xiàn)代化的實驗室至關(guān)重要。Ke Cheng 相信,憑借支持生物醫(yī)學(xué)的計算機力量,團(tuán)隊將找到治愈癌癥或者其他疾病的辦法。
但要將生物學(xué)與計算機結(jié)合起來存在著一個困境。盡管二者都非常努力,但他們都很難理解對方究竟需要的是什么。除此之外,他們對于客戶的需求也缺乏清晰的認(rèn)知。
作為公司的 CEO,Ke Cheng 認(rèn)為自己扮演一個很重要的角色就是充當(dāng)雙方的連接點——讓生物學(xué)和計算機學(xué)的團(tuán)隊達(dá)成共識,成功地完成這項事業(yè),并最終使得客戶滿意。
雖然完善公司不同方面的業(yè)務(wù)能力很重要,尤其是在實驗室的環(huán)境中,Ke Cheng 認(rèn)為,企業(yè)生死存亡的關(guān)鍵是應(yīng)該意識到這一點——理解客戶的需求高于一切。
理解客戶的關(guān)鍵所在為目標(biāo)客戶推出合適的產(chǎn)品。在一開始,Ke Cheng 制作了一個最小可行的產(chǎn)品,并把他推向市場來證明其之前的假設(shè)。為了創(chuàng)造出真正有價值的產(chǎn)品,產(chǎn)品團(tuán)隊必須不斷完善,從一開始的一個設(shè)想,到來自客戶的反饋,這些過程逐步塑造出了最終的產(chǎn)品形式。
每個 CEO 必須在開始的時候就明白銷售工作。在公司成立的初期,Ke Cheng 挨家挨戶的跑銷售,一遍遍確認(rèn)自己的服務(wù)是否滿足了之前所假定的客戶需求非常有效。
雖然不一定所有的反饋都會有用,但重要的是,Ke Cheng 始終如一地收集反饋,并確保它在生產(chǎn)的過程中發(fā)揮重要的作用。2016年,HistoWiz 已經(jīng)每個月有8萬美元的利潤,并且一直保持著良好的增長態(tài)勢。
越來越普及且重要的云計算技術(shù),也成為了 HistoWiz 的業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)部分。多年來,組織病理學(xué)行業(yè)的發(fā)展,一直因為缺乏基于云的基礎(chǔ)設(shè)施而受到阻礙。這些障礙使得這個行業(yè)很難利用共享數(shù)據(jù)庫,遠(yuǎn)程訪問和協(xié)作工具,更不用說一些通過機器學(xué)習(xí)工具可能產(chǎn)生的觀點。
為了將組織病理學(xué)更進(jìn)一步的發(fā)展,Ke Cheng 將云技術(shù)成為了 HistoWiz 的業(yè)務(wù)核心組成部分之一。每個 HistoWiz 的組織樣本都被掃描并且存儲在云端,整個 PathologyMap 數(shù)據(jù)庫都在云上,所有的虛擬病理學(xué)家評估也都在這里進(jìn)行。
“醫(yī)療行業(yè)已經(jīng)落后了很長時間,現(xiàn)在是時候在這個領(lǐng)域使用尖端技術(shù)成為規(guī)則,而不是例外??棽±韺W(xué)引入未來,我需要使這項技術(shù)成為業(yè)務(wù)的核心組成部分之一。” Ke Cheng 說道。
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HistoWiz創(chuàng)始人兼CEO Ke Cheng
Ke Cheng 告訴鈦媒體,在未來的十年內(nèi),智能和數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用,將解決一些沒有被滿足的大的市場需求,甚至是改善人類生活的其他部分。這不僅僅適用于醫(yī)療保健行業(yè),也可以影響到可再生能源與可持續(xù)的食物來源。隨著這些企業(yè)在云上增長,收集和存儲數(shù)據(jù),機器學(xué)習(xí)工具增強人類努力的機會將呈指數(shù)級增長。
隨著這些工具不斷完善和發(fā)展,從這些海量數(shù)據(jù)集中獲得的見解將變得越來越有價值,這些行業(yè)也將會以更快的速度前進(jìn)。因此,為了為未來的成功做好準(zhǔn)備,特別是在醫(yī)療領(lǐng)域,盡快開始收集和整理數(shù)據(jù)非常重要。
接下來,HistoWiz 還在繼續(xù)構(gòu)建新的數(shù)據(jù)庫機制,包括機器學(xué)習(xí)的工具在內(nèi)也將會在云上運行。
得益于這些技術(shù)的應(yīng)用,在未來幾年的研究和藥物開發(fā)中,研究人員將擁有比以往更多的工具和數(shù)據(jù),他們的研究成果將會有更好的發(fā)展。通過這些研究成果,有可能改變針對個體優(yōu)化的藥物和治療,并且將顯著改善發(fā)現(xiàn)癌癥治愈的可能性。醫(yī)生將能夠更快更準(zhǔn)確地診斷患者,并且可以為他們的患者開具個性化的藥物和治療方案。
HistoWiz 的技術(shù)棧不僅為全球病理學(xué)市場提供了重要益處,在許多新興市場中,尤其是在發(fā)展中國家這樣的益處更為明顯。缺乏合格的病理學(xué)家進(jìn)行診斷,他們需要的病理學(xué)家經(jīng)常在數(shù)千英里以外,無法獲取組織樣本以進(jìn)行診斷。通過使用 HistoWiz 的數(shù)字病理學(xué)網(wǎng)絡(luò),新興市場可以即時訪問世界頂級病理學(xué)家,為數(shù)百萬人提供平等的診斷訪問。
Ke Cheng 和他的團(tuán)隊希望 HistoWiz 成為世界上最快、技術(shù)最先進(jìn)的研究服務(wù)提供商之一,在多方面成為組織病理學(xué)行業(yè)的完整解決方案,并且延伸至尋求治愈和新藥開發(fā)的分析方面。其快速增長的數(shù)據(jù)庫對于使用機器學(xué)習(xí)工具已經(jīng)成熟,這將為醫(yī)學(xué)界帶來新的啟發(fā)。
在未來的幾年中,HistoWiz 計劃擴(kuò)展到研究領(lǐng)域之外,以涵蓋臨床。為了成為 FDA 批準(zhǔn)用于組織處理和患者的數(shù)字診斷的目標(biāo),并且使得數(shù)百萬人有接觸到最優(yōu)秀的專家的機會。(本文首發(fā)鈦媒體,采訪、作者/李程程)
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