基因检测、大数据、人工智能？畅想兽医诊断技术的发展前沿
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基因检测、大数据、人工智能？
畅想兽医诊断技术的发展前沿
原文发表于2024年5月9日
作者：Don Jergler
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威斯康星兽医诊断实验室（WVDL）的微生物学家Rod Clark在自动液体处理机上准备384孔PCR板。
近年来，兽医领域的诊断技术取得了大面积的进步，人们已经很难找出某项技术比其他技术具有遥遥领先的优势。事实上，更方便、结果更精确和更好的护理水准是这些新技术带来的主要好处，而这些新技术似乎每年都在不断涌现。设备、软件、5G和人工智能的发展是推动诊断技术发展的"必须关注"的几个领域。
威斯康星兽医诊断实验室主任Keith Poulsen（DVM PhD,DACVIM）认为，只有提高诊断和治疗的能力，才能更高效地完成诊断和治疗。
Poulsen医生说："我们在威斯康星实验室做了大量牛的PCR检测，随着检测数量的增加，检测费用也越来越低，因为我们节省了试剂和耗材，"他同时也是美国兽医实验室诊断师协会(AAVLD)的主席。"技术和平台在不断改进，以提高效率，这样我们就能在日常工作中提供这些服务。
马萨诸塞州西康科德动物诊所的Catherine Cole（DVM）经常使用抗原检测。
"寄生虫的排出周期以及传统粪便漂浮法的局限性，使得寄生虫的筛查变得很困难"Cole医生说，"现在我可以更准确进行治疗，因为我知道寄生虫感染能够确诊。
院内检测
Cole医生也是塔夫茨大学卡明斯兽医学院助理临床教授，所谓的"院内检测"包括CRP，她认为CRP是评估疾病严重程度的"宝贵工具"。
Cole补充说："我很高兴能在重新分装药物前快速诊断，这既能为诊所带来利润，也能为宠物家长带来好处，他们在出院时可以拿到新的剂量。
她说，筛查测试是她几乎每天都要做的最重要工作，这让她能够"撒下更大的网"，在这些致命疾病变得临床症状明显、有可能发展到更晚期、更难治疗之前就发现。
Cole说："我肯定会看到更多的筛查测试以及基因测试的发展。"人医中已经取得了长足的进步，兽医也理应紧随其后。
自动化和下一代
Poulsen认为，诊断效率的下一个重大飞跃是自动化和384孔PCR板的小反应体积。他说，目前大多数PCR检测都是在96孔板中完成的。
Poulsen说："这样可通过减少试剂使用量，使效率大大提高，每个板或每次运行可检测的样本量是原来的四倍。
"这种设计在新冠疫情时很流行，因为需要384孔板来完成数百万次测试。我们需要自动化机器人来操作384孔板，因为孔很小，人手无法填满。
Poulsen认为，未来诊断检测行业的研发将更多地采用元基因组学和下一代测序技术，例如实验室正在利用这些技术帮助管理2022年开始的高致病性禽流感疫情。
他认为，了解病毒的序列和品系至关重要，这有助于追踪病毒传播的地点和方式，并监测基因变化。
Poulsen说："因此现在可以在几小时内完成样本测序，但我认为元基因组技术是未来的主流技术。在元基因组分析中，样本中的所有基因组材料都会被测序，而不仅仅是特定的目标”。
"基因序列和扩增部分其实非常简单，但阻碍这种方法的不一定是DNA和RNA的扩增，而是我们所说的生物信息分析"。
他补充道"生物信息学的作用是分析和解释DNA和RNA中的所有碱基对。
5G和远程医疗
J.K.Waldsmith（DVM）认为诊断技术的进步中最重要的是新技术，它能更快、更详细地为临床医师和专家提供图像和信息。他认为，5G技术本身就是将远程医疗推向更高水平的关键发展之一。
加利福尼亚州Vetel诊断公司总裁Wald Smith医生说："随着5G网速和接入能力的提高，以及各州兽医法案的放宽，远程医疗正日益成为现实。
远程服务的方式以及兽医-客户-患者关系（VCPR）的前提条件因地区而异。总之在允许的情况下，远程医疗可以改善动物获得治疗的机会，早期干预有可能改善预后。"Waldsmith补充说。
这些技术的持续发展不仅需要临床医师转变观念，甚至可能需要改变商业模式。
Waldsmith说："临床兽医必须克服数十年的习惯，结合费用和时间分配，在工作中开展远程医疗服务。
他还建议，这些转变应包括临床医师接受5G的另一个好处：远程咨询。
"这一点在超声诊断中尤为明显，因为许多兽医师由于缺乏培训和经验，对于超声诊断没有信心”。Waldsmith说："随着网络接口的超声技术的发展，临床从业人员可以在诊所自己进行超声检查，同时向超声专家提出实时咨询。这有助于改善治疗效果，因为在诊所内超声辅助诊断比转诊给外部专家更直接有效。
大数据
任何大数据都会产生浩瀚、庞杂的信息，但需要注意的是，实际操作者需要大量工作才能理解这些数据，并有效利用。
Poulsen举例说，通过比对遗传物质或正常菌群，确定病原体具体是什么微生物。目前终端用户可以利用新的序列信息与已知基因序列进行比较，以确定是否发现了新病毒。
"或者，如果病毒发生了进化或变异，比如2015年犬流感病毒的新毒株从亚洲地区的患犬传播到美国，之前也可以利用宏基因组学和全基因组测序针对性设计针对新病毒株的PCR检测方法，但现在这类方法的速度要快得多，成本也低得多。"Poulsen补充说。
他认为，在不久的将来，这些信息和目前正在开展的工作将使临床医生和兽医行业能够更好地应对新病毒。
Poulsen医生说："我确实认为，在未来五到十年内，我们甚至有可能放弃PCR，实现对所有样本做元基因组分析，从而为送检的临床兽医提供更多信息，了解样本中含有哪些遗传物质。"成本费用大致像现在的PCR一样，大约130-150美元，而且数据分析应该是自动化。”
远程医疗等技术的不断发展有可能重新塑造兽医行业的商业模式。
未来前景
当今讨论最多的技术是人工智能，Waldsmith医生认为，人工智能在临床兽医的可能性和诊断技术前景尤其值得注意。
Waldsmith说："基于影像学技术的提升、网络平台以及人工智能的前景，医学的质量和效率将得到提高，动物将过上更好的生活--只要动物主人能够负担得起费用，那是另一个话题。
他还认为，采用人工智能需要谨慎。围绕人工智能发展的媒体报道和讨论大多是关于该技术取代人工、接管人类的关键工作或变得邪恶。但是Waldsmith的担忧是，对兽医领域来说，更直接的问题可能来自人们变得更急功近利或厂家对此类技术的过度营销。
他说："任何学习博弈论的人都知道，在一个新游戏中，首先受到奖励的就是作弊。"与人医相对来说，兽医学缺乏监管和审查，这使得兽医学在提供基于人工智能的功能时很容易出现滥用。临床医师必须对人工智能和神经网络有一定了解，以判断打着人工智能旗号的产品是否真正有效。
这也是Waldsmith建议对任何提供诊断的人工智能工具保持审慎态度的原因之一。
他说："人工智能应被视为极具效率且不带偏见的助手，它能帮助你识别那些异常发现。"换个角度说，人工智能真的很擅长大海捞针。然后，医生需要根据临床表现和经验，评估人工智能所发现的异常现象的临床意义。
无论是人工智能还是新设备，Cole对技术发展的速度感到振奋。
"我感觉自己每周都能读到一些新东西，看到我们现在唾手可得的东西令人兴奋。"他说，作为一名兽医，就我们现在能为动物做的事情而言，这是一个好时代"。
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