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"十三五"是我国全面建成小康社会的关键时期和建设创新型国家的冲刺阶段。深入开展战略研究,科学谋划科学基金"十三五"发展,对于繁荣基础研究、提升我国原始创新能力、服务创新驱动发展具有十分重要的意义。
呼吸系统疾病在我国和全球的临床防控和基础科研形势都不容乐观。各种传统的慢性气道炎症性疾病患者数量非常庞大,发病率持续升高;各种突发性的急性呼吸系统疾病给大众健康带来重大危害;我国目前大气污染非常严重,以细颗粒物(PM2.5)为主的大气颗粒污染严重地威胁广大群众的呼吸系统健康;呼吸器官结构复杂,细胞种类繁杂,各种实验动物模型并不完全成熟,中国乃至全球呼吸系统疾病的基础研究仍比较薄弱,亟待发展。
受国家基金委医学科学部的委托,浙江大学沈华浩教授牵头邀请了国内呼吸研究领域的多位知名专家组成工作小组,并征求了国内外著名呼吸专家对本领域发展的建议和意见,于2014年9月完成撰写了"十三五"医学学科呼吸领域发展战略报告。该报告对呼吸领域的国内现状和国际发展前沿进行广泛调研、客观评价和深入思考,期望引领呼吸学科"十三五"期间发展的正确方向,在未来几年给中国呼吸病学的临床和基础研究带来创新和突破!
本文将简略展示该报告中关于我国"十三五"呼吸学科发展的重点和策略等核心内容。
呼吸病学是主要研究人体肺脏及与呼吸功能相关的急、慢性疾病的流行病学特点、发病机制、诊治方法、危害与转归以及预防的科学[1]。呼吸病学的主要研究内容为呼吸系统疾病,包括呼吸中枢调控、肺、气道、肺循环、纵隔、胸膜、胸廓、膈肌等疾病以及肺移植、呼吸系统诊疗新技术、呼吸疾病动物模型等方向相关科学问题的基础和临床研究。
1.呼吸系统疾病种类多,影响人口基数庞大,发病率、患病率、致残率及病死率高,对人类健康危害大[2,3]。各种常见呼吸系统疾病如慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)、支气管哮喘(哮喘)、肺部感染与急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、间质性肺疾病、肺血管疾病、睡眠呼吸障碍(SBD)、肺癌等,影响全球1/3以上人口的健康。
2.呼吸系统器官结构复杂,细胞种类繁多。作为人体与外界气体交换的场所,肺是人体结构最复杂的器官之一。目前已知在呼吸系统存在40余种细胞,这些不同类型的细胞在呼吸系统的各种疾病中起到不同的调控作用。
3.各种环境因素(如吸烟、过敏原、大气颗粒污染、病毒、细菌、真菌等)对呼吸系统疾病影响巨大。这些因素有的是诱发呼吸系统疾病发生的根源,有的则能加重或恶化呼吸系统疾病。
4.各种疾病致病因素复杂,动物模型研究不成熟。同一类型疾病,其致病因素可能不同,相应的临床的防治也可能不一样。同时,由于呼吸系统本身的复杂性,呼吸系统疾病的动物模型非常不成熟,很多目前广泛使用的动物模型,都不能完全反映出人类呼吸系统疾病的某些关键特征,从而导致呼吸系统疾病的基础研究相对落后。
5.常有大规模突发性传染性呼吸系统疾病的爆发流行。近年多次爆发的急性呼吸道病毒感染性疾病已成为严重的公共卫生与社会问题,防治形势严峻。传染性非典型性肺炎(SARS)、新发的H1N1、H7N9等呼吸道传染病病死率高,危害大。
6.复杂因素导致的呼吸系统常见病和危重症临床尚无有效的治疗措施。基于呼吸系统疾病致病因素和发病机制的复杂性,许多呼吸系统疾病均为异质性疾病,而目前临床对于这些疾病的治疗尚缺少非常有效的药物和措施,许多呼吸系统疾病的病死率非常高,有的慢性疾病则缺少非常有效的治疗方法。
主要体现在以下几个方面。
1.近年来我国呼吸系统疾病的防治任务不但没有减轻,反而更重。《2013中国卫生统计年鉴》关于我国2012年城市和农村居民前10位主要疾病死亡率及死因构成的统计数字显示,呼吸系统疾病(不包括肺结核、肺癌和肺源性心脏病)在城市人口死因中排第4位(12.32%),死亡率为76/10万,在农村也排第4位(15.75%),死亡率为104/10万[4]。
哮喘和慢阻肺是最常见的气道慢性炎症性疾病[5,6,7,8]。哮喘是全球发病率增长最快的2种疾病之一,目前全世界约有3亿、中国约有3千万哮喘患者,我国哮喘病死率较高[6]。全球慢阻肺患者已超过2.3亿,且病死率逐年上升,中国目前约有4.5千万慢阻肺患者[5,7]。预计到2020年慢阻肺将成为全球第3大死因[8]。
吸烟是许多呼吸系统疾病的关键发病因素。我国是世界上最大的烟草生产和消费国,吸烟者约占世界总吸烟人群的1/3[9]。据调查,我国吸烟人群逾3亿,另有约7.4亿不吸烟人群遭受二手烟的危害[9]。我国每年烟草相关疾病的死亡人数超过100万,如不对吸烟流行状况加以控制,至2050年每年死亡人数将突破300万,成为人民群众生命健康与社会经济发展所不堪承受之重[9]。
急性肺损伤(ALI)/ARDS是最常见的呼吸危重病,病死率高,每年危及60~70万人[10]。2004年上海地区的发病情况分析显示,收入重症监护病房的患者中2%是ALI/ARDS,病死率高达70%[11]。我国估计每年有40~50万人死于ALI/ARDS[11]。ARDS尤其是新发呼吸道传染病的出现,对人群健康有巨大风险,对公共安全造成极大压力。
肺栓塞及肺动脉高压为两种主要的肺血管疾病[12],近年来其发病率逐渐上升。目前全世界约有2 500万肺动脉高压患者[12],但原因不明的特发性肺动脉高压和继发于慢阻肺等常见病的继发性肺动脉高压患者的实际人数均被严重低估。近年,中国内地每年新发5 000例特发性肺动脉高压患者,诊断年龄平均为36岁,现有约4万成年患者每人每年需要近30万元人民币的高额药费[13]。目前虽已有药物可改善患者临床症状、延缓疾病进展、提高患者生存率、推迟到达临床恶化时间,但疗效仍有限。
间质性肺疾病目前发病率逐年增加,疾病种类繁多。特发性肺纤维化(IPF)患病率近来呈上升趋势[14,15]。美国IPF的患病率是(14~42.7)/10万,年发病率是(6.8~16.3)/10万[14]。我国缺乏相应的流行病学资料,中华医学会呼吸病学分会组织调查并发现在我国十几家大型综合医院1990—2003年间住院的间质性肺疾病患者与同期呼吸病房和全院住院患者的比例呈明显的上升趋势,首都医科大学附属北京朝阳医院2000—2012年间质性肺疾病患者占同期呼吸疾病住院人数的比例由3%增加至11%,其中27%是IPF[16]。对于IPF,目前除了花费巨大的肺移植外,尚无有效的治疗方法,预后极差,中位生存时间仅2~3年[14,15],低于很多恶性肿瘤,也造成了严重的疾病经济负担。
肺癌在所有肿瘤中发病增长最快,在恶性肿瘤的发病率与死亡率中居首位[17,18]。每年我国约有60万人被确诊为肺癌,且发病率和患者数绝对值仍在迅速增加。遗憾的是多数确诊者往往已经到了晚期,只有不到5%的患者能够活过5年[18]。
SBD人群患病率高,需要治疗者的人群患病率在2%~4%,与慢阻肺及哮喘不相上下,随老年、体重增加发病率会进一步上升;中国有6 000万患者需要治疗,目前得到诊疗的不足1/100[19];公众及医护人员对该病认知度低。SBD是一种慢性病,危害严重。可累及全身各个系统,显著增加患者并发症的发生率及病死率(未经治疗5年病死率11%)[20],是代谢综合征的始动因素。SBD是夜间猝死的主要病因,同时患者因嗜睡而引起的交通事故的发生率升高7倍[20]。
呼吸系统疾病也是儿科常见病、多发病,在我国前十位住院率中排首位,呼吸道感染占儿科门诊的60%以上[21]。近十年来,虽然由于医疗技术迅猛发展、多价疫苗等干预手段推广运用,全球范围内5岁以下儿童因肺炎致死人数由170万/年下降至130万/年,肺炎仍是除新生期死亡外最常见的死亡原因,新发病原不断发现给临床呼吸道感染的诊治与预防均提出了新的挑战[21];目前我国0~14岁城市儿童哮喘患病率达4.5%,是20年前的2倍;与之相伴行儿童SBD性疾病患病率也显著增加[22]。
2.由于严重的大气污染、吸烟、工业经济发展导致理化因子、生物因子的吸入以及人口老龄化等因素,近年来呼吸系统疾病患病率不断增加。我国工业化进程加快,面临的环境问题日趋严峻,尤其近几年来对于大气悬浮的PM2.5的关注,已经从呼吸健康问题逐步演化成社会性问题。
3.自2002年底以来,我国以及世界范围内爆发的SARS、禽流感(H5N1)及新甲型H1N1和H7N9流感的疫情对全球的社会稳定和经济发展带来了很多的冲击,而呼吸系统正是这些突发性传染病的主要靶器官。这些病毒往往直接侵犯肺泡及气血屏障,导致心肺功能衰竭,病死率极高。
呼吸系统疾病常见多发、致残致死率居高不下,危害大;急性呼吸道病毒感染性疾病更成为严重的公共卫生与社会问题,防治形势严峻。
呼吸病学重要发展任务包括:通过建立临床资源共享体制,建立标准化的多中心临床资源库网络,结合基础研究手段,对重大呼吸疾病的病因及发病机制开展深入研究工作,研发诊断治疗和预防的新技术、新方法,并强化早防、早诊、早治的战略思想。优化呼吸系统疾病的防控体系。
呼吸病学的发展目的是满足广大人群因呼吸系统疾病困扰而产生的健康需求,利用新技术、新理论,与临床工作紧密结合,力争在较短的时间内通过转化医学获得有效降低"两率"(发病率和死亡率),提高我国人民的生活质量。
呼吸病学发展的最终目标是"顶天立地为人民"(钟南山院士语)。"顶天"即掌握国际前沿理念与技术,顺应5P医学模式,立足早期防、诊、治;"立地"就是要开展适合国情及中国特色的诊、治、防研究;"为人民"即以提高中国人群的呼吸健康水平为最终目的。
自2003年SARS爆发流行以来,我国呼吸系统急性传染病的防治水平及基础研究有了大幅度的提高;对慢性气道疾病特别是哮喘和慢阻肺能防能治也开发了不少具有中国特色的防治技术及药物;在肺栓塞的防治方面建立了具有中国特设的诊治防体系并用于国际指南制定;但总体来说,研究水平较之国外先进国家还有较大距离。在临床防治方面,主要存在下述问题:(1)我国已经开始重视慢性气道疾病防治研究,但对肺纤维化、支气管扩张、结节病、睡眠呼吸紊乱、肺血管病等的防治还处于起始阶段。(2)肺癌预防和早期诊断工作落后,目前治疗较多集中于中晚期患者,预后差。(3)我国导致呼吸疾病的危险因素如雾霾和吸烟等因素长期存在甚至加剧,对呼吸疾病的防控十分不利。
在基础研究和临床基础研究领域,我国呼吸病学研究的整体水平与国际相比,落后于欧美国家,特别是分子遗传学和呼吸系统免疫学。2009—2013年全世界共发表呼吸相关SCI论文410 835篇,其中中国(包括港澳台地区)51 754篇,约占12.60% (图1)。具体到单个疾病如哮喘、慢阻肺、ALI、肺部感染、肺纤维化、肺动脉高压、肺癌、SBD等,我国在这些领域发表的SCI论文占国际论文总数的4.60%~15.46%不等,其中最少的是SBD,只占4.60%,最多的是肺癌,占15.46%(图1)。然而更重要的是,我们发表论文的质量与国际差距更大,高影响因子和高引用率的文章数量更少。


从以上呼吸系统疾病发表的SCI论文数量来讲,全世界肺癌领域的论文占比超过40%,而在中国,肺癌领域的论文占比>50%。这一方面反映了当前呼吸学界对肺癌高发的关注,另一方面,跟其他呼吸系统疾病相比,肺癌更容易获得大量的临床标本,更便于开展临床相关的基础研究。
从图1的数据还可以看出,无论是全世界还是中国,肺血管疾病和慢阻肺的研究所占比例都非常低。全世界肺动脉高压的论文只占全部呼吸系统论文数的2.58%,而在中国,这一比例更低,只有1.08%。这一现状可能跟这两种疾病发病机制的复杂性以及动物模型的不成熟性有关。
然而,随着我国经济的持续发展以及国家对基础科学研究的持续投入,我国呼吸病学的研究也取得了可观的进步,发表论文的数量有了长足的发展(图2)。2009—2013年,全世界呼吸领域发表的SCI论文总数只增加了1.24倍,而中国增加了1.87倍;具体到各个疾病类型,全世界分别只增加了1.00~1.50倍,而中国则增加了1.37~3.07倍;全世界增长最快的是慢阻肺和哮喘的研究,均只增加了1.50倍左右,而中国增长最快的肺癌和慢阻肺,分别增长了3.07和2.72倍。值得一提的是,我国呼吸疾病研究的论文质量取得了很大提高,近年来呼吸领域的中国学者已在New Engl J Med、Lancet、Ann Inter Med、BMJ、Nature Med、Nat Immunol、Am JResp Crit Care Med、Nat Commun、Proc Natl Acad Sci U S A等国际顶级期刊发表论文几十篇。


注:图中曲线以起始部位为准,自上而下分别代表:肺部疾病、肺癌、肺部感染、急性肺损伤、哮喘、肺纤维化、慢性阻塞性肺疾病、肺动脉高压、睡眠呼吸障碍
我国目前呼吸疾病基础研究的人才主要分布在一个呼吸疾病国家重点实验室和两个呼吸疾病国家临床研究中心,此外还有部分高校和大型综合医院的呼吸疾病相关临床与科研机构。
目前我国呼吸病学由于临床研究的复杂性和临床研究方法的局限性,导致了临床研究科学性、规范性、实用性的矛盾。表现其一,针对性的基础研究较零散不深入,应用性的基础研究更少。重点布局不够清晰、引导力度不够。其二,临床研究顶层设计不够;临床资源缺乏有效整合;研究队伍缺乏有效组织;临床研究体系不健全;临床研究意识薄弱,能力有限,平台不健全。
为适应临床医学发展规律,有效解决呼吸病学临床研究中的瓶颈问题,世界各国大力加强和积极部署临床医学网络研究,我国要加快呼吸病学的发展需以呼吸临床研究中心和协同研究网络的建设为切入点,创新组织管理模式,建立形成我国呼吸病学科技发展的高效组织,以整合集成临床医学研究资源和研究力量;推动呼吸疾病领域临床研究和转化医学发展;促进呼吸医学科技向临床的转化应用和向基层普及推广。
近年来呼吸病学研究的重点为慢性阻塞性肺病、哮喘、ALI与肺纤维化、呼吸道耐药菌感染、呼吸衰竭与呼吸危重症、肺癌、呼吸睡眠障碍等。可以预见的是,空气污染相关性呼吸疾病、呼吸系统免疫、肺再生医学也将成为重点发展领域。
经过历代呼吸学者的共同努力,我国呼吸病学的一些基础和临床研究渐成特色,对其进一步加强资助则有望形成部分引领性的研究方向:(1)利用我国近10年来因新发突发呼吸道传染病的不断发生而发展起来的队伍,实现基础研究、临床诊治以及预防团队的大协作,力争在呼吸道传染病/肺部感染领域达到世界领先水平。(2)在慢阻肺领域,可以依靠目前累积的临床资源,建立国家级资源共享平台,在国际上率先开展慢阻肺早期诊断、早期治疗的策略及队列研究。(3)在哮喘领域,争取在国际上率先开展早期干预、早期治疗及个体化治疗,支持在哮喘基础研究领域探索新机制,开辟新方向。(4)在肺血管病领域,加强发病机制的研究,开发简便实用的治疗药物。(5)在肺癌领域,我国主要的研究机构目前多从事晚期肺癌的综合治疗。我们应将综合干预(分子靶向治疗、生物治疗、免疫治疗,化疗、放疗、手术等)的战略重心下移,关口前移,建立较大幅度提高肺癌存活率的个体化治疗方案。同时建立国家级的临床资源共享平台,在国际上率先开展肺癌早期筛查,并推广个体化治疗方案。(6)在SBD领域,利用中国特殊而丰富的病例资源,加强呼吸中枢调控的机制及其遗传基础研究和新型生物标志物的筛选。(7)在儿童呼吸病研究领域,积极探索早期呼吸道感染对儿童肺及免疫功能发育的影响。
总体来说,我国呼吸病学的基础比较薄弱,结合目前国内外呼吸疾病研究现状和国家与社会发展的需要,建议扶持以下薄弱领域:(1)加强大气PM2.5和烟草烟雾对人体健康尤其是呼吸道疾病影响的机制研究,积累临床研究资料。提高大众对雾霾防护的意识,研究广泛可行、有效的雾霾防护方法、产品和设备。(2)加强慢阻肺、急/慢性肺损伤、肺纤维化、哮喘、肺癌等疾病动物模型规范化、标准化研究。(3)肺癌领域,通过体内肿瘤细胞及相应分子标志物的检测寻找肺内小结节诊断高敏感性和特异性的标志物和方法,探索建立肺部结节良、恶性数学诊断模型,通过微创手段切除肺内孤立性小结节标本并早期诊断的方法研究,对肺癌的早期发现和早期治疗具有非常重要的意义。(4)肺功能检查是重要的呼吸疾病诊疗手段方法,但目前各医院仍在使用老的正常值数据,缺乏国家统一标准的新数据,而且肺功能仪多为进口产品所垄断,缺乏我国独立自主研发的肺功能诊断产品,限制了肺功能诊断技术在我国的广泛推广应用。有必要探讨适合基层普及推广的肺功能检查方法、优化诊断及仪器开发。(5)呼吸系统转化医学研究目前非常薄弱。现有的绝大部分基础研究尚没有往临床疾病防治方面进行相关转化。(6)中药及其方剂被用于多种急慢性呼吸道疾病的治疗,但绝大多数缺乏循证医学的证据,因而其临床应用和推广受到极大的限制。部分中药成方已逐渐被国际接受,有望成为研究热点。(7)鼓励支持一些老药新用的前瞻性研究,在呼吸领域公益性推动老药新用。(8)扶持烟草病学的发展,鼓励探索中国人群的戒烟行为模式、戒烟治疗模式,研究吸烟成瘾的发病机制等。
我国呼吸疾病研究近10年来取得了长足发展,但尚未在全球形成特色及诞生新的学派,没有提出创新、领先的理论或学说,因此我们要鼓励和促进这些交叉前沿研究:(1)我国免疫学研究已接近国际先进水平,但多集中在血液与肿瘤方向,在呼吸系统方向几为空白。国外已有针对呼吸系统免疫方向的研究,但整体力量不强,处于发展早期,尚不能将呼吸系统与免疫学研究密切结合,未形成创新的交叉学科。如果我们能集中力量,充分调动、整合目前的医疗资源,将有望在5~10年里发展出具有特色的新学科(呼吸免疫学)。(2)我国干细胞研究在某些方向(如肝脏)处于国际先进水平,但在肺再生医学领域尚属空白,国际也鲜有涉足。如能抓住机遇,组织我国干细胞研究的主力人才,针对我国对肺癌、肺损伤、雾霾危害等产生的研究需求,将有希望在10年内发展出具有特色的新领域(呼吸再生医学)及新学派。该门科学属医学科学部内部学科交叉的优先领域,也与其他科学学科有交叉,如纳米科学、生物学、生物技术科学。(3)非编码RNA,包括长链非编码RNA与小分子RNA是当前生命科学基础研究领域的热点之一,但在呼吸系统疾病的研究中尚未深入开展。因此,利用已有的呼吸疾病标本资源,寻找在疾病发生发展过程中起到关键调控作用的非编码RNA,也是目前呼吸系统研究领域需要关注的热点。(4)推动神经科学-呼吸病学这一交叉学科的发展,充分利用我国神经科学基础研究领域的优势,争取部分该领域的基础研究人才向神经-呼吸交叉领域发展。(5)推动呼吸系统医学信息网络的建设,建立大数据分享和分析平台。互联网的发展和广泛使用,使得医学信息的获取方式发生巨大改变。应该着力推动医学信息网络的建设,保证这些医学信息的准确性与及时性。另外,由于临床病例累计的增多,需要加强临床资源的共享。
要促进我国呼吸疾病基础研究的长足以及可持续性发展,建议加强如下基础性平台建设:(1)全力推动国家级的大型多中心流行病学研究。呼吸系统的许多疾病几乎都没有较完整、权威的全国范围的流行病学数据,这样的研究非常迫切,势在必行。(2)增加国家级呼吸疾病重点实验室。目前我国只有一个呼吸疾病国家重点实验室和数个卫生计生委/教育部呼吸疾病重点实验室,完全满足不了呼吸疾病基础研究迅速发展的需求,建议国家增加国家级呼吸疾病重点实验室的建设。(3)加强呼吸疾病临床研究中心尤其是标本资源库的建设。争取统一管理全国呼吸领域各种重大疾病的标本资源库,使这些资源能得到最大程度利用,最大程度地帮助我国呼吸疾病基础和临床基础研究的迅速发展。(4)建议国家自然科学基金委扶持弱势学科,在呼吸病学的创新团队、重大项目、重点项目、协同创新中心、杰出青年基金、优秀青年基金等需要全部学科竞争的项目上适当给予政策倾斜,以帮助呼吸学科更快更好发展。
提供原始资料及参与报告讨论定稿工作的有关单位及专家(排名不分先后):广州呼吸疾病研究所 呼吸疾病国家重点实验室(钟南山、陈荣昌、陈凌、赖宁);中日友好医院呼吸与危重症医学科(王辰、代华平);复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科(宋元林);华中科技大学附属同济医院呼吸与危重症医学科(胡清华、赵建平);中南大学基础医学院生理学系(秦晓群);上海交通大学医学院附属瑞金医院呼吸与危重症医学科(瞿介明);北京大学人民医院呼吸与危重症医学科(韩芳);上海交通大学上海胸科医院胸外科(韩宝惠);西安交通大学附属第二医院呼吸与危重症医学科(李满祥);中国科学院上海巴斯德研究所(苏枭);南开大学生命科学学院遗传学与细胞生物学系(宁文);浙江大学基础医学院分子医学系(柯越海);首都医科大学附属北京儿童医院呼吸内科(申昆玲);重庆医科大学附属儿童医院呼吸内科(刘恩梅);中国医学科学院基础研究所(蒋澄宇);同济大学上海肺科医院呼吸内科(李惠萍);浙江大学医学院附属第二医院呼吸与危重症医学科(李雯)





















