DIA专栏(二) | 从物质转化到认知转化:生物样本的数据产品化角色
传统临床转化医学(Translational Medicine)通常强调:从基础研究到临床应用,以可物化成果为主要形式(药物、诊断试剂盒、医疗器械),并且以生物标志物为核心桥梁,通过临床验证完成产品注册与应用。这种模式的核心特征是研究结果 → 技术产品 → 临床应用,其成果通常是物质形态属性。
然而,在疾病高度异质化与临床决策复杂化的现实背景下,疾病异质性导致临床不确定性。单一物质性的转化路径已不足以支撑现代医学的实践中解释临床不确定的需求。这并非仅是缺乏干预工具,而事普遍存在临床决策的不确定性。尤其在数据科学和人工智能快速发展的背景下,转化医学正在出现新的形态。除传统物质性转化外,基于大规模临床数据构建的解释模型和预测模型,亦可构成一种“认知型”或“数据型”转化形式。这种转化不以物理产品为载体,而是通过算法模型对临床现象进行解释、对不确定性进行量化,并支持临床决策,如是否需要治疗,到选择什么样治疗方案的决策。
从本质上看,这种模式实现了医学转化过程的前移:在机制尚未完全阐明或物质产品尚未形成之前,即通过数据建模完成对临床问题的功能性干预。这不仅拓展了转化医学的内涵,也重构了其路径结构,使“数据—模型—决策支持”成为一种不同形式的转化途径。该转化模式具有以下特征:产品形态不再局限于物质性工具,数据本身成为核心转化对象,可以通过算法模型解释临床现象,核心是预测临床不确定性,旨在支持临床决策。在这种转化模式中,生物样本与生物样本库的角色发生根本性重构。
生物样本库:从资源集合到认知基础设施
传统意义上,生物样本库是资源平台,其价值在于保存样本。而在认知性转化框架下,其核心使命应转向以解释临床现象为起点进行结构化建设。
生物样本不再是被动性科研资源,而是承载疾病异质性的基础单元。疾病异质性构成临床不确定性的根源,而生物样本所蕴含的分子与表型数据,正是揭示这一异质性的关键。因此,生物样本库的价值不在于样本数量,而在于:
(1)样本与临床现象的精确关联;
(2)样本数据的可解释结构;
(3)样本在群体层面形成的队列逻辑。
专病资源若仅停留在样本集合层面,并不能完成转化使命。真正的专病队列,是以临床现象为连续主线,以分子数据为解释支撑的结构化群体对象。专病生物样本是针对性衔接临床表现与分子机制之间的桥梁。
在这一结构中,临床现象本身无法解释其发生机制;而分子数据本身亦不能直接解释临床复杂性;生物样本及其系统化注释成为连接二者的关键节点。
数据产品化:认知性转化的实现形式
当生物样本数据经过整合、注释与模型构建,形成能够解释临床现象的数据结构时,转化行为已经发生。
这一过程不再等待药物或试剂诞生,而是通过构建:
(1)风险分层模型、
(2)预后预测系统、
(3)治疗反应预测算法、
(4)动态监测决策工具。
将数据本身转化为可部署的认知产品。这标志着转化医学的时间结构前移,体现在:传统转化路径是基于机制明确 → 产品开发 → 临床应用;而基于数据应用的认知转化路径则可以是数据整合 → 模型构建 → 决策支持
在这一新路径中,数据产品化成为核心环节。由此可见,生物样本库的内容不再只是为获得数据来源,而是成为数据产品生成的结构基础。
转化医学的双重结构
由此,转化医学形成双层结构,即物质性转化的作用对象是生物病理过程其目标是改变疾病进程。而认知性转化的作用对象是临床决策结构,其目标是管理临床不确定性。
两种转化形式并非替代关系,而是并行与耦合关系。物质性工具需要认知结构进行精准部署;而认知结构则依赖物质性干预实现最终效果。因此,我们称之为转化医学的第二范式。而生物样本库正是处于这一双重结构的交汇点:向下连接分子机制,向上连接临床决策,向外输出数据产品。
数据转化形式的本质:从资源到结构,从数据到产品
当我们将生物样本从“保存对象”转变为“异质性载体”,将数据从“分析结果”转变为“决策产品”,也已将转化从“物质成果”扩展为“认知结构”,这可以被认为是转化医学的第二范式,其边界也发生了改变。

可以说,一个新的转化与迁移的时代已经悄然到来 —— 从生物样本资源走向数据结构构建,从数据结构走向数据产品化,从数据产品化走向临床决策支持。在这一时代,生物样本库已不再只是科研基础设施,而成为认知性转化医学的核心枢纽。其使命不只是保存样本,而是构建连接临床现象与分子机制的解释体系,并通过数据产品化参与临床决策结构的塑造。
领航视角:王伟业教授
DIA专栏由生物芯片上海国家工程研究中心副主任王伟业教授创建并领衔,围绕各种相关“业务场景”,采用对话方式,与相关行业同仁共同开展系列性探讨,致力于突破认知边界。伟业教授不仅拥有对前沿理论知识和技术的深邃洞察力,更擅长深入临床业务的细枝末节,寻找数据建设和应用与转化的最优解。他拒绝浮于表面的技术堆砌,坚持从真实的临床痛点与具体业务场景出发,还原数据应有的价值,重点建设方法论,最终反馈在临床决策。跟随伟业教授的视角,我们将一起穿透数据的迷雾,探讨如何在复杂的临床环境中,将前沿技术落地为解决实际问题的有效路径。

王伟业教授,美国M.D. Anderson肿瘤中心博士,生物芯片上海国家工程研究中心副主任、生物样本库科学研究院院长、上海数据交易所重大疾病数据行业创新中心副主任、临床转化生物信息中心(CTBI)主任,教育部和上海市环境与儿童健康重点实验室兼职教授。原上海交通大学医学院附属新华医院教授、博士生导师和新华生物样本库(XHBiobank)主任。研究建立"样本价值完整性评估方法”、“生物样本库数字化建设方法”、“DBCase Biobank"专病队列建设模式,数据特征建设方法论以及创建生物数据沙龙系列(BCD)等。发表几十篇SCI文章。
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