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医学与科学(4)

发表日期:2015-08-07 来源:药剂科 作者:樊代明院士 本页责编:王占荣,原驰
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十五、因果与相关

科学通常强调事物的因果关系,医学高度关注因果关系,同时又强调相关关系。在医学实践中,因果与相关两种关系难辨彼此,容易混淆。一般来说相关关系包括了因果关系,但相关关系决不是因果关系。

因果关系不难理解,一般是满足两个条件:①两个变量要符合因果逻辑;②改变“因”变量的特征,必将导致“果”变量特征发生相应改变。就医学上的因果关系,通俗一点讲,要确定A与B有因果关系,必须同时具备三个条件:①A和B要同时存在;②有A必然导致B;③取消A,B自然消失。

相关关系,特别是医学研究或医学实践中的相关关系,与因果关系相比,要难理解得多。按科学的解释是连续结构数学分析中的定义;即如果存在两个或两个以上的变量,它们之间呈现出定义所容许的趋同或者相异的变化趋势,这就是相关,否则就不相关。常见的描述方法有:①概率法:出现事件A看有多大概率出现事件B;②数理统计法:具有有意义的相关系数的两个随机变量、残差平方和小于阈值的回归方程;③函数拟合法、最小二乘法函数拟合,龙格库塔函数拟合等等。

在医学实践中,确有不少因果关系,但存在最多的还是相关关系。比如在教科书中,几乎每一种疾病都列出了数种甚至十种以上的病因。本来一种疾病,如果病因明确,应只1—2种,这就是因果关系。为什么举出10多种呢?其实很多是相关关系。但随着研究的进展,有的相关关系可能会被确定为因果关系;有的会被排除之;有的相关关系又会不断地被纳入其中。在以经验为主导或以问题为驱动的医学研究中,从相关关系中去发掘因果关系,是十分常见的,而且是非常好用的方法。听说有两个科学家,一个不断做实验,获得了大量数据,但至死也没找到一个病的因果关系。另一个不做实验,而是把那个同事留下的大量数据进行相关分析,最后获得了重要发现。在临床实践中,我们看到的病是“果”,医生或研究者的任务是去探寻“因”,即收集因果关系可能存在的证据,并据其做出合理推论,再通过实验验证这个推论从而证实其间存在的因果关系。

但是,由于医学的复杂性和个人有限的认知能力,很容易有时是很愿意把相关关系看成因果关系。医学的因果关系可能有,但不一定都有传递性。比如A是因,B是果;B是因,C是果,在科学,A—C之间通常有传递性,而在医学上则不然,A—C之间可能毫无因果关系。不能看到A—C相关就误认为其有因果关系,这也是医学上要强调元因果的缘故。在医学上,由于一个事物影响因素太多,我们还可能发现因果关系中还有因果存在,这就是元因果。比如从统计数据上看,肝硬化与抽烟有关,因为抽烟的人肝硬化多,其实是肝硬化的人爱喝酒,爱喝酒的人又爱抽烟,肝硬化与抽烟其实并无因果关系。在医学上这样的情况大量存在,表面的相关其实无法抽离出因果关系,但受认识水平限制,抽出了很多因果关系。比如绝经期妇女用雌激素替代疗法后,心血管病发病率降低,故认为二者有因果关系,后来发现是因为用得起激素的人原来是社会经济条件好,而且有空闲时间经常锻炼身体,其实是后两个因素的作用。即使这样,也是暂时正确,说不定将来还会发现更重要的因素呢?

在医学研究中,为何判断因果关系如此难呢?①海量数据致相关关系混淆不清,使之难分孰因孰果;②混杂变量,多重间接因果使之难说孰因孰果;③自身认识水平有限,使之难辨孰因孰果。医学的确与其他科学,比如数学,力学极为不同,各因素之间并非黑白分明,且相互转换,多数都是处于中间状态的相关关系,可称“灰色关系”。

因果关系和相关关系都是事物中各因素间的联系。就医学来讲,因果是局部的,相关是整体的;因果是直接的,相关是间接的;因果是暂时的,相关是长期的;因果是狭义的,相关是广义的。在医学研究和医学实践中处理因果关系比较容易,因为是真刀真枪,有的放矢。但处理相关关系是困难的,因为是目标不明,雾里看花。治疗疾病是处理因果关系,把病人看好。而处理好相关关系可以加强保健,使健康人不得病,少得病,或得病轻;处理好相关关系还可以加速康复,使病人治愈后尽快恢复健康,或完全恢复健康。

十六、科学与伦理

科学除了考虑自身对其他领域的影响甚至危害之外,一般不受到其他因素的影响和限制。但医学的研究对象是人,人除了自然属性外,还有社会属性和思维属性。换言之,科学研究的对象是静止的(固定的非生命体)和均一的,而医学研究的对象是动态的(活的生命体)和复杂的,而且不允许对其有任何明显的伤害甚至致残,无论是生理的或心理的。因此,必须要以道德规范作为导向,并受到约束。任何一项人体内的实验都必须经伦理委员会批准,才能进行。也就是说不是想怎么做就可怎么做,想怎么干就怎干的,这在多数的科学研究中不是这样。

科学经常遇到双刃剑,同时又被视为双刃剑。科学的进步,一方面为人类文明带来巨大的帮助,比如粮食增产,蛋肉增多,使人均寿命延长;另一方面又为人类文明带来巨大挑战,甚至是危害,比如营养过剩导致冠心病糖尿病发病率猛增。又比如经济生产突飞猛进,人类的住房多了,住房好了,更利于人体健康,但PM2.5增多,可能导致肿瘤骤增。有人估计,未来5—10年中国肿瘤的发生将呈井喷状态。爱因斯坦早就说过:“科学是一种强有力的工具,怎样用它,究竟是给人带来幸福,还是带来灾难,全取决于人自己,而不取决于工具。刀子在人类生活中是有用的,但它也能用来杀人。”

医学本身的进展中也充满了科学与伦理间的矛盾。表现在某时某事从科学上的要求是严格的,正确的,且满足了科学的要求,但从伦理上却行不通,甚至从人道主义上是残酷的;某时某事在科学上是合格的,但在伦理上是不合理的,于是在医学上是不合法的。比如,器官移植中存在的第一个大问题是器官短缺。科学上要解决这个问题,是将人基因移植到猪的身上,因为猪的基因与人更相似,而且长得快,10个月就可利用,成为“转基因器官”的第一侯选动物,这在科学上是合适的。但若将猪的器官移植到人身上,岂不成“人面猪脑”或“人面兽心”了吗?这在伦理上是通不过的。器官移植存在的第二个大问题是免疫排斥反应。为了克服这个问题,近年国内外都在开展具有亲缘关系的部分活体移植术,比如进行父子之间的小肠移植,将父亲的部分小肠移植给子女,那么接受移植后的受者与其兄弟姐妹是什么关系呢?他是否成了父亲或叔叔,他的子女是父亲的儿女或是孙辈。又比如,国外有一个男性先后接受过4个人的不同器官的移植,那么对他的妻子来说,这个人还是不是他原来完整的丈夫。如果移植的是别人的生殖器官,那这个女人是否遭到别人强奸呢?这在科学上是做得到的,但在伦理上是不可用或不好用的。同理,这在人工授精出现的“生物父亲”或“代理母亲”,也有类似的伦理问题。又比如,接受异体手移植的受者,当他用移植手偷盗或者杀害别人时,你能判断究竟是谁在犯罪呢?是供者还是受者呢?

大家都希望长寿,但人体正常细胞由于端粒酶有限,到一定状况时细胞就停止分肿瘤因有丰足的端粒酶可使端粒不断加长而使细胞不断分。能否将正常细胞的端粒控制机制引入癌细胞来治疗肿瘤或将癌细胞的端粒加长机制引入正常细胞使人长生不老呢?这在科学上是完全做得到的,但医学论理上是不行的,因为有可能使正常人长出肿瘤来。

还可举出很多类似的例子,有很多事作为科学,甚至生命科学的研究是可行的,但就医学的要求是不行的。因此,做医生难、做杰出医生更难。他们的创新要受到伦理的影响,要受到伦理委员会严格限制,这种限制几乎到了苛刻的程度,同时他们还要受到国家药审或法律的影响,甚至受到宗教神学的影响。他们不能像科学家一样想干什么就可以干什么,而且干成什么。科学家对人有益的他们可干,对人(当然是敌人)不利、有害、甚是灭顶之灾的事他们也在干,比如制造原子弹。又比如,二战中日本为了制造细菌武器,拿中国活人做实验。医学和医生必须实行人道主义,而科学家可以选择实行革命的人道主义,什么是革命的人道主义,就是最大限度保护自己,最大可能杀伤敌人,将敌人的命都革了嘛!

十七、理论与实践

理论与实践的相互结合是医学发展不可或缺的环节,也是医学实践必须经历的过程。医学实践的进行必须有正确的理论来指导,而理论的正确必须由实践来检验。医学特别强调实践,可以说比任何一门科学都强调实践的重要性。医学理论是从临床实践中抽像出来形成的,它代表人体的基本规律,可以用来指导实践,且具有普遍意义。但是,医学理论对医学实践决不是通通有效的。医学的难度通常表现在那些偏离这些基本规律的个体或疾病的诊断处理,这也会时常暴露出临床医生水平的差异。观察和掌握一般规律,我们可以用之形成共识或指南。但后者只是基本要求或常识,只是对一般基层医生或一线的青年医生有用。但到大医院来就诊一般是小医院或年青医生已用通用指南治过而没治好的,也就是经过指南治疗筛选出来的病例,如果我们还用一般的指南去重复治疗,肯定效果不好。这些病例是指南以外的,我们可称其例外的病例,也是最容易发生意外的病例,这就需要我们用更加高级的实验尝试和独道经验去解决病人的问题,继之再形成新的指南,更适合疑难病人的指南,然后加以推广。为何资深医生遇到的例外少,发生的意外少呢?因为他们经历多、实践多,所见病人的诊治也就在意料之中。

另外,基础医学成果一定要向临床应用方向走,临床遇到的问题要放到基础研究中去,这就叫转化医学,但是转化医学搞了十七年,美国人总结“进展缓慢,收效甚微”。所以这不是一件小事,也不是一件易事,理论究竟怎么向临床这个方向走,哪些理论已经成熟可以走了,哪些还不成熟,还需孵化,研究这些问题确实是一篇大文章。

理论是共同认识,实践能取得经验,怎么把认识变成经验?研究理论是因为我们对事物的本质不了解,是因为我们无知,发现本质形成理论称为已知,但已知是局限的,也不一定有用,只有将理论与实践相结合,才能真正去探寻未知,才能在病人面前说明道理,找到治病的良方。

理论与实践相当于两个圈,把两个圈相交,二者重叠越多,提示理论越正确,实践越有效。就某个药品对某类疾病的治疗效果,用什么方式最为可靠,目前我们还是有效+自愈+无效/异质+异体,将来应该是有效/异质+异体,意即找到病人中的适应证,这是未来临床研究的最高境界。该公式分母中的异体性为同一群体中不同个体的情况不同,异质性指同一个体对疾病治疗的反应与别的个体不同。要解决上述复杂的问题,需要的是理论与实践的紧密结合,并不断推进,螺旋上升。正确的理论只是现在的认识水平,需经过不断的实践,最后理论才能与真理更靠近。

以上谈了医学与科学的不同,其实还不止这17个方面,比如,还有表像与实质、治愈与自愈……等。我不打算照此这样总结下去,也不打算继续分析下去。我必须就此打住,因为这是一个总结不尽、分析不完的问题。如果你支持我的观点,你还可以依此作些努力,向广度进军,争取横向到边。如果你反对我的观点,你也可以就此作些努力,向深度发力,争取纵深到底。因为问题越辨越清,道理越说越明。到头来你会发觉我们原来战斗在同一条战线上,最终的结果一定是果不其然。

列举前面17个方面,我的本意不是想一言以概之曰:医学不是科学。一因国人通常把“科学”二字当真理来解,说医学不是科学,就似医学不是真理,而是谬论,甚则邪说。这不仅我自己难以说服自己,而且必将成为众矢之敌,甚被万炮齐轰,还是收敛一点,保守一点为佳;二因医学中包含了大量科学或科学的元素,比如物理的、化学的、数学的,生物的……。所以,说医学不是科学,一是我不愿、二是我不敢、三是我不能。

但要说医学就是科学,这是我坚决反对的。科学的巨大进步,把科学推上了至高无上的地位,导致了科学主义的出现,于是乎什么学科都把自己往科学上靠,似乎一戴上科学的帽子,就会更接近真理,就会名正而言顺。但医学自从戴上科学的帽子后,其实好多问题不仅解决不了,反而导致医学与人的疏离,甚至越来越远。“医学就是科学”,尽管它已成为当下大众的普识,也是近百年来一次又一次,一步又一步,逐渐形成并锁定的习惯性概念。正是这种普识与概念,导致时下医学实践出现了难堪的现状:我们不仅在用科学的理论解释医学,用科学的方法研究医学、用科学的标准要求医学、也是在用科学的规律传承医学。最终的结果,医学的本质将被科学修改;医学的特性将被科学转变,复杂的医学将被单纯的科学取代,医务工作者将成为科研工作者;医学院将成为科学院;病人不再是医生关怀呵护的人群而将成为科学家实验研究的对象。这将是一种难以接受甚至难以承受的事实。这既不是医学发源的初衷,更不是医学发展的目的。大家都知道,医学的本质是人学,若抽去了人的本性,医学就失去了灵魂;若抽去了人的特性,只剩下其中的科学,那就成了科学主义。它所带来的严重后果将不堪设想。正像有人说过“高科技离医学越来越近,医学离病人就越来越远,医患之间的问题就会越来越严重”。这是我们医学领域包括科学领域都不愿意看到的事实。曾经,科学脱胎于自然哲学,其后获得了巨大发展;现在,医学出现科学化,导致了不少难解的问题;将来,医学如果能从科学回归医学本源,必将引起医学发展史上的一场革命。科学对医学的发展究竟该起什么作用?诺奖获得者费因曼说过“科学这把钥匙既可以开启天堂之门,也可以开启地狱之门,究竟打开哪扇门?有待人文的引领”。狭义上讲,人文就是医学中除去科学以外的所有重要的成分。它与科学尤如车之双轮,鸟之两翼,共同推动医学的健康发展。正因为如此,我认为将来的医学实践,包括医学教育,应高度关注如下几个问题:

一、我们可用科学的理论帮扶医学,但不能用之束缚医学

科学的理论是世界各种事物的普遍规律,有其普遍性。人体存在于世界之中,是世界的一份子,当然也受这种普遍规律的规范和影响。但这并不尽然,如果把科学发现的理论死搬硬套地纳入医学体系,必将影响医学研究和医学实践,不是误导之,便是束缚之。比如转化医学,其本意是基础研究成果向临床应用转化,这是一种正确的科学的思维方法,本身是积极的和先进的。但如果把现今在科学研究中或医学基础研究中发现的各种科学的数据、分子全部用到临床去诊治病人或预防疾病,必将铸成大错特错,甚至引发灾难。因为科学的理论,也包括它的数据,它观察到的现象,正如前面所述,多数是瞬间的、局部的、静态的、微观的……,而医学实践遇到的实况却是长期的、整体的、动态的、宏观的……二者相差甚远。正如美国学者所说的那样“转化医学在美国搞了十七年,目前只有两个结果:一是进展缓慢;一是收效甚微。”其实转化医学这种想法是对的,有人说是在炒概念,玩花架,这是不对的。那么为什么进展缓慢,收效甚微呢?实质就是科学与医学之间的区别。因为科学具有普遍性,而医学常有例外和意外发生。

二、我们可用科学的方法研究医学,但不能用之误解医学

应用科学的研究方法,或科学的计算方法,我们曾破解了很多医学上的奥秘,也极大地促进了医学的进步。但是,在历史上,由於应用科学研究方法不当或者是对其结果解读不当,或更多的是由於科学研究方法或计算方法的局限性,惹出过不少医间笑话,甚至是严重后果。因为用科学的方法观察到的结果,多数是个体的、体外的、结构的、微观的……,而医学实践遇到的实况却是群体的、体内的、功能的、宏观的……,二者相差甚远。我们不能把科学当作“文档的格式刷”,一切学问通过科学格式刷一刷,就都成了科学的属性。照此办理,最终医学成了科学,本属医学的重要东西统统被刷掉了,这必将铸成大错特错。例如,循证医学是很正确的科学分析方法,但是由於其局限性,引入临床试验就出了不少问题。比如,经循证医学证实理想的药品,尽管上市后年收入达数百亿美元,可因偶然发现致命的毒副作用而在一夜之间被撤离市场。

三、我们可用科学的数据(或技术)助诊疾病,但不能用之取代医生

最近几十年临床医学的发展最瞩目的两个方面是科学或基础医学的成果用到了临床领域:一个是检验医学;一个是影像医学。一个从细胞深入到了分子基因;一个从一维发展到了四维影像,从而使医学诊断水平大为提高。但同时引发了大量年青医生难抑的依赖性,严重影响高水平医学人才的培养。因为用科学的技术得到的数据多数是瞬间的、直接的、生理的、客观的……,而医学实践遇到的实况却是长期的、间接的、心理的、主观性的……,二者相差甚远。实际上,科学的结果及其引发的影像技术和检验医学的进步,再先进、再快速、再精准也是不能代替医生的。它们只能提供一个参考。它们提供的正常值都有一个范围,比如血糖的正常值是4-7毫摩尔,但对正常值是7的人来说,4就是低血糖了,反之就是高血糖了。

四、我们可用科学的共识形成指南,但不能用之以偏概全

应该说所有疗法,或所有药品都是经过科学的方法研究出来的,其疗效都是经过科学的方法计算出来的,但决不是所有疗法或所有药品对所有的人都是有效的。因为我们用科学的疗法治疗病人,判别疗效多数依据数据、证据、因果、必然性……,而医学实践遇到的实况却是依据事实、经验、相关、偶然性……,二者相差甚远。我们医生每天坐诊,在诊桌前的是千百个不同的病人,在诊桌后药柜上摆放的是千百种药品,这千百种药品都经科学研究发现是有确切疗效的药品。但我们既不能让一个病人吃千百种药品,也不能用一种药品治千百个病人,怎么能将正确的药品发给正确的病人呢?这是相当困难的!这就是医生的作用所在,这也是有经验医生与年青医生的区别所在。难怪外国人说,“There is no safe drug, but safe doctor.”尤其要提到的是,很多药品引发的疗效,其实不是药品本身所为,而是病人自愈所致。同样一群病人,给予同样的药品治疗,有不治也愈的,叫“自愈”;有治也不愈的,叫“治不愈”。法轮功和张悟本之流之所以施骗术诱惑了很多民众,正是利用了医学中科学成分的局限性。因为对自愈的群体,你是用药才愈,而他是不用药也愈,谁强,他“强”;对于治不愈的群体,你是治也不愈,但用了药。他呢?虽然治也不愈,但没用药,谁强,还是他“强”。所以,通过科学的基础实验或科学的临床试验获得的结果在大多数医生中获得的共识甚至是指南,那只是对一定比例的病人治疗有效。那是只适用于基层医生或年轻医生的基本要求。任何指南都不能包罗万象、包治百病或包治百分之百的病人,总有一部分病人无效。特别是来到大医院的病人,多数是在基层医院用指南未治好者,因而指南以外那类病人的百分比会增高。因此,我们不要过度迷信用科学方法制定的那些指南,更不能以偏概全。

结语

医学与科学属于两个不同的“范示”(Paradigm),有不可通约性。科学确定的是一种世界观和自然观,而医学确定的是一种生命观和健康观。科学需要“仰望宇宙之大,俯察品类之理”;医学需要“纵观人类之盛、细寻治病之策”。医学的有些做法不一定科学,但只要生命尚存、健康尚在就行。二者相当于两股道上奔驰的列车,一列不能涵盖一列,一列更不能取代一列。尽管有时有交集,但通过交点或交接地带后就需要在各自的方向上继续奔驰,最终达到一个共同的目标——为人类利益服务。但是,由于两条轨道在宽度、材质上有差别,列车各自使用的动力模式不一样,速度也不相同,因而需要各走各的道、不能交换,更不能重走在一条道上,否则就到不了共同的终极目标。

既然,医学具有特殊性和复杂性,它既不像纯粹的科学,但它又离不开科学。那它们究竟是什么关系呢?我个人认为就像降落伞与跳伞员的关系。科学像降落伞的伞罩,医学像跳伞员,怎么才能实现平安着陆呢?①首先要把伞罩打开,充分发挥伞罩的面积带来的浮力,打不开抱成一团会摔死人;②伞罩打开了,全部部位都去抓,那抓不过来,也不必要,但抓少了,只抓住一个部位也会被摔死;③成功着陆最重要的是那17根绳子,就像我在前面讲的17种关系。这17根绳子把伞罩与跳伞员联系起来,联结起来,最后就平安着陆了。

最近,我们一直在提倡整合医学,英文叫Holistic Integrative Medicine,HIM。整合医学就像这17根绳子,把个体与群体、局部与整体、瞬间与长期、生理与心理……这17种关系,与至今科学发现的浩如烟海的数据和知识,从整体出发,为整体需要,有选择地,有机地整合成新的医学知识体系,并用之医学实践。我曾经在《整合医学初探》、《整合医学再探》、《整合医学纵论》和《Holistic Integrative Medicine》等四篇文章中反复说过:“整合医学不仅要求我们把现在已知各生物因素加以整合,而且要将心理因素、社会因素和环境因素等也加以整合”;“不仅要求我们将现存与生命相关领域最先进的科学发现加以整合,而且要求我们将现存与医疗相关各专科最有效的临床经验加以整合”;“不仅要以呈线性表现的自然科学的单元思维考虑问题,而且要以呈非线性表现的哲学的多元思维来分析问题”。“通过这种单元思维向多元思维的提升,通过这四个整合的再整合,从而构建更全面、更系统、更合理、更符合生命规律、更适合人体健康8455线路检测中心和疾病诊断、治疗和预防的新的医学知识体系”。最终使人类的健康能真正得到保证和保障,进而真正地“认识我们自己”,这就是本文和本人的所思、所想和所愿.

(文/著名消化病专家、中国工程院副院长樊代明院士)

(原文发表在《医学争鸣》2015,6(2):1-19.)

(荐稿:金锐)

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