十年砥砺耕耘 今朝风劲帆满—— 北京大学公共卫生学院生物统计系诞生记

◎ 文/周海淑

大数据时代的需求、计算技术的进步推动生物统计学进入了一个前所未有的发展时期。大规模基因组测序、蛋白质组学或代谢组学等研究、医疗电子健康记录等都使得生物数据飞速增长，而要从这些海量的数据中获取有用的信息，转化为知识，生物统计学便可以大显神威。

解密生物统计学

何为生物统计学？

生物统计学是一门结合统计学、概率论、数学和计算的方法来提高我们对生物医学学科理解的学科(Zelen, 2006)，是对生物医学数据进行分析、测量、控制和解释不确定性的一门科，其目的是科学地设计试验，并对所得试验数据进行分析，达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到最优化的试验方案或数学模型的目的。近年来，随着人们在医学、制药学等领域研究的不断深入，越来越多的科学问题需要以量化研究依据作为支撑。生物、医学等学科由实验科学走向实用科学时都离不开统计学。随着互联网时代的到来，大数据的盛行，生物统计学正日益广泛地应用于医学科学研究中，为医学研究提供了手段和方法，是医学研究不可分割的部分。

2015 年8 月在美国华盛顿州西雅图市召开了联合统计会议(Joint Statistical Meeting, JSM)——JSM 是全球最大统计盛会之一，由美国统计协会（ASA）举办，内容涵盖统计理论及其方法在各领域的应用。在为期6 天的会议中共发表了近千篇关于生物统计学研究的报告，涉及老年学、医学图像学、基因组学、临床诊断学、流行病学等多个分支，由此可见生物统计学越来越受到研究者以及产业界的重视。

中国生物统计学的现状与挑战

随着应用领域不断深化，统计方法的应用水平不断提高，生物统计学目前已深入到医疗及公共卫生的各个领域并广泛应用在诸多方面:（1）临床试验方面，从试验开始到结束，很多工作涉及生物统计，包括试验的设计、数据管理、撰写统计分析计划、统计分析与解释、协助完成临床试验报告等；（2）生物医学数据的因果推断方面，因果推断是生物医学领域一个重要且富有挑战性的问题。在评估新的干预措施与治疗效果因果效应时，随机试验是公认的金标准设计。但是，在实际的随机试验过程中，常常不能很好地按照计划实施试验，存在违背随机化的情况（比如截断死亡、非依从性、缺失数据），即存在被破坏的随机试验。在被破坏的随机试验中，常规的统计学方法不再有效，需要采用新的统计方法来处理被破坏的随机试验中因果效应的估计问题；（3）精准医学方面，个体化治疗方案选择是现代医学研究中最关注的热点问题之一。患者需要根据自己的病情选择最优的治疗方案，医生也需要根据各治疗方案的特点针对最适宜的患者进行个体化治疗。最优个体化治疗方案选择的临床经验的设计和分析需要生物统计学；(4)健康医疗大数据分析方面，健康医疗大数据是新时代重要的基础性战略资源之一，其应用发展将推动健康医疗模式的革命性变化，有利于扩大医疗资源供给、降低医疗成本、提升医疗服务运行效率，将对我国经济、社会、科技和人民生活生产等产生重大而深远的影响，具有巨大发展潜力和商业价值，健康医疗大数据的正确分析需要生物统计方法。以上种种，使得生物统计学日益成为现代医学研究中不可分割的一部分。

在这样的机遇面前，国外生物统计学科发展迅速，且影响深远。国际上的知名医学院、公共卫生学院的生物统计学均为重点学科，实力雄厚。比如美国新闻（US News）排名前10 位的公共卫生学院中，生物统计学系规模最大的聘用了60 多名教师。《新英格兰杂志》亦将生物统计学的贡献列为近500 年医学领域排位第四的里程碑式重大事件。运用大数据加强与医疗技术、产品、服务和群众健康需求对接，有助于促进健康产业发展，释放健康消费潜力。由于健康医疗大数据主要包括医疗机构的诊疗数据、医疗费用数据、公共卫生与疾病监测数据、自我健康管理数据、网络数据等，因此具有数据量大、数据类型和结构复杂等特点，这使得生物统计学研究也面临着海量数据、非随机数据及极小样本数据等挑战。

值得正视的还有，相较于国外，国内生物统计学科作为一门独立的学科而言，其规模和学术地位仍显不足，这一问题日益突出：我国的生物统计学在学科体系中尚没有明确的位置。生物统计学在中国一直以来都被称为“卫生统计学”（health statistics），隶属于预防医学下，教学着重于统计方法学在公共卫生领域的应用。目前我国培养出来的卫生统计学人才较偏重于应用，缺乏统计方法学的研究及数学背景，在新的统计方法研究上较难赶上国际生物统计学的水平。此外，国内生物统计学科与医学研究结合尚不够紧密。医学研究需要大量生物统计人员的参与，而目前专业的生物统计学人才缺乏，因此限制了国内医学研究的发展。综上，国内生物统计学在学科成熟度、学科功能及专业定位方面还存在不少误区，这些成为国内生物统计学发展道路上迫切需要解决的问题。

前进中的北大生物统计人

为促进国内生物统计学科的发展，缩小与国外先进国家的差距，在北大医学部医学和公共卫生研究的基础上，结合数学科学学院、北京国际数学研究中心在数学和统计理论方法研究上的优势，由北大校本部和医学部共同建立了一个跨学部、跨院系、新体制的生物统计系，以助力北大“双一流”建设，探索生物统计方法学在转化医学、精准医学、大数据研究等领域的应用。2018 年11 月16 日，北京大学生物统计系成立，首届系主任由国际知名的生物统计学家、国家“千人计划”特聘专家周晓华教授担任。新成立的生物统计系隶属于公共卫生学院，由数学科学学院和北京国际数学研究中心共建，是国内第一家在综合性大学成立的生物统计系，也是第一个跨数学科学，医学及公共学科的生物统计系，将对提高我国生物统计专业人才培养的质量、促进多学科交叉和融合等，产生重要的现实意义和长远意义。

在北大成立生物统计系的仪式上，周晓华教授在致辞中介绍，在未来发展方面，北大生物统计系将立足中国，面向全球，有效整合北京大学及国内外各种优势资源，致力于使生物统计学科进入国际一流学科的行列，以“改革创新、科学发展”为主线，优化学科整体布局，增强学科内源创新能力与可持续发展能力，加强创新人才培养、推进学科交叉，实现整体建设的全面、协调、可持续快速发展，努力建设既能从事统计方法学研究又能将其应用在医学科学及公共卫生学研究的人才的国家级培养基地，促进医学研究发展和统计学发展的研究基地的尽快落成。

北大生物统计系将充分结合北大数学科学学院及北京国际数学研究中心在数学和统计理论方法的优势，以及北大医学部在医学和公共卫生研究上的优势，全力促进生物统计学科的发展。在培养生物统计专业人才、建立健康研究的协作中心、生物统计方法学的研究和探索方面持续努力，同时加强与临床医学、数学等学科的联合，探索生物统计方法学在转化医学、精准医学、大数据研究等领域更广泛的应用。

21 世纪是生命科学的世纪，而要对生命现象揭示得越深刻越彻底，需要运用的统计学知识就越多。正在突飞猛进的生命科学无疑将在大统计学理论与方法的推动下更加深刻地揭示出生命现象的本质，生物统计学将成为研究生命科学不可缺少的重要工具，引导我们更好地探索生命的奥秘，把人类对生命世界的认识提高到一个新水平。千帆竞发，百舸争流，中国生物统计学的新篇章已经开启，周晓华教授带领的北大生物统计系研究团队正以切实的行动实践着他们的愿景和发展理念，不断缔造新的传奇。对未来，我们充满希冀。