وتعيد تكنولوجيا البلوكشاين تشكيل كيفية إدارة البيانات الجينية وتبادلها وتأمينها في حقبة الطب الدقيق، حيث أن تكلفة تسلسل الجينوم وحجم المعلومات الوراثية الحساسة تنفجر، وتكافح قواعد البيانات المركزية التقليدية لتوفير الثقة والشفافية ومراقبة المرضى التي تتطلبها الرعاية الصحية الحديثة، وتوفر البلوكشاين بديلا لا مركزيا حيث يتم تطبيق نظام المعلومات بشكل مبدئي، وتسمح بتلقي العلاجات، وتحجب كل معاملة.

مؤسسة بلوكشاين في مجال الرعاية الصحية

وفي جوهرها، يُعدّ هذا الدليل دفتر الأستاذ الموزع حيث تُجمّع المعاملات في شكل كتلة وتربطها زمنيا باستخدام هزات البكتيرية، ويحتفظ كل مشارك في الشبكة بنسخة من دفتر الأستاذ، كما أن بروتوكولات توافق الآراء (مثل إثبات العمل، أو إثبات الاستلام، أو التسامح العملي بشأن الأخطاء التي تنجم عن الزمان) تكفل بقاء جميع النسخ متزامنة دون سلطة مركزية.

وفي الممارسة العملية، تترجم هذه الممتلكات إلى فوائد ملموسة، إذ تلغي اللامركزية نقاط الفشل الوحيدة وتخفف من خطر حدوث انتهاكات واسعة النطاق للبيانات تصيب قواعد البيانات الصحية المركزية، وتكفل القابلية للحساب أنه بمجرد كتابة سجل أو موافقة، لا يمكن تغييرها بصورة رجعية، حيث لا يمكن للشركة أن تتقيد بالمعاملات التي تصلح في إطار نظام تقييم الأداء، إلا إذا كانت الكيانات ذات الصلة تمتثل للكشف.

الطب الشخصي والحاجة إلى بيانات أمينة

ويعود بتناول الأدوية الشخصية للوقاية من التشخيص والعلاج إلى المكياج الوراثي الفريد للفرد، ويعود بتناول علاجات أكثر فعالية ذات آثار جانبية أقل، ولكن نجاحها يتوقف على الوصول إلى مجموعات بيانات كبيرة عالية الجودة من الكائنات الجينية، إذ أن وجود جينوم بشري واحد يحتوي على نحو ما يقرب من ٣ بلايين زوج أساس، ويمكن أن تكشف المعلومات عن وجود حالات سابقة للأمراض، وردود المخدرات، والوفاة، وهذه البيانات لا تختلف عن كلمة شخصية بل دائمة أيضا.

وقد جعلت قيمة البيانات الجينية هدفا رئيسيا للهجمات الإلكترونية، وفي عام 2020، تم تقدير السوق العالمية لأمن الفضاء الإلكتروني للرعاية الصحية بما يزيد على 10 بلايين دولار، كما تم خرق قواعد البيانات الجينية أو إساءة استخدامها في عدة حوادث ذات أهمية عالية، كما أن الأطر التنظيمية مثل اللائحة العامة لحماية البيانات في أوروبا وقانون سلامة التأمين الصحي ومراقبته في الولايات المتحدة تفرض شروطا صارمة على التخزين.

تطبيقات الاختراق في الطب الشخصي

تبادل البيانات المضمونة ومراقبة المرضى

ومن أكثر الحالات إلحاحاً ما هو منح المرضى ملكية حقيقية لبياناتهم الجينية، كما أن النماذج التقليدية تخزن البيانات في المستشفيات أو مؤسسات البحوث، وتترك المرضى الذين لا يُعرفون جيداً أو يتحكمون فيها، ومنابر قائمة على البلوكشاين، مثل الجينيين والشركة الألمانية، تتيح للأفراد تحميل ميزاتهم المتعاقبة وإدارة التصاريح الجرانية عن طريق عقود ذكية.

For example, the MedRec] prototype uses blockchain to create a decentralized content management system for electronic health records. Patients can view and audit all access events, and researchers can request data through a transparent intelligence-contract layer. Similarly, the blockchain-based platform Cornerstone 2[FtionLT:3]

سلامة البيانات وإمكانية التحقق

ويتوقف البحث عن علم الأحياء على دقة البيانات ومثبتتها، ويمكن أن يؤدي خطأ واحد في سلسلة جينية إلى تشخيص غير صحيح أو إلى إهدار جهود لتنمية المخدرات، ومن خلال تبليغ السجلات الجينية وتخزين الهزات على سلسلة من السلاسل، يمكن للباحثين التحقق من أن مجموعة بيانات لم تُعبث بها منذ أن كانت قد ارتكبت أصلا، وهذا أمر قيم بوجه خاص في الدراسات المتعددة المؤسسات التي تمر بها البيانات عبر العديد من هذه الدراسات.

كما أن شركة Blockchain تدعم البحوث القابلة لإعادة الإنتاج، وإذا استخدمت تجربة سريرية بيانات وراثية تُؤمَّن في أوقاتها وتُخزَّن في سلاسل، يمكن لمراجعي الحسابات المستقلين تأكيد مصدر البيانات والتحقق من إجراء تعديلات غير مأذون بها.() وتؤكد [(FLT:0]) في سلسلة من المقاييس في الكائنات المجهرية السريرية أن الاختراقية (للبيانات الأولية)

التعاون الفعال وقابلية التشغيل المتبادل للبيانات

إن قابلية التشغيل المتبادل تحد مستمر في تكنولوجيا المعلومات في مجال الرعاية الصحية، إذ تستخدم مختلف المستشفيات والمختبرات ومراكز البحوث أشكالاً غير متوافقة من البيانات وسياسات الحوكمة، ويمكن أن تكون البلوكشاين طبقة عالمية توحد النظم المتفككة دون الحاجة إلى مستودع مركزي للبيانات، ومن خلال تنفيذ نماذج موحدة للبيانات مثل HL7 FHIR (Fast Healthcare Interoperability Resources) على نطاق منظم، يمكن تبادل البيانات الجينية بطريقة آمنة ومستمرة.

فعلى سبيل المثال، يقوم الفريق العامل المعني بالمعلومات الصحية التابع لـ وعدد من الاتحادات باستكشاف تبادل المعلومات الصحية القائمة على سلسلة من السلاسل حيث يسيطر المرضى على مؤشر رئيسي لموقع بياناتهم، ويمكن للعقد الذكي تلقائيا توجيه طلبات البيانات إلى المستودع الصحيح، والموافقة على السجلات، والحصول على الخدمات - في حين يحافظ على مسارات مراجعة الحسابات التي تفي بالهيئات التنظيمية.

تعزيز أمن البيانات مع شركة Blockchain

الحماية التشفيرية ومراقبة الوصول

وتتجاوز تقنيات التبريد البلوكشاين حماية كلمة السر البسيطة، ويمكن تشفير البيانات الجينية الخاصة بالمرضى باستخدام المفتاح العام للمريض، ولا يمكن للمريض (أو المندوبين المأذون لهم) إلا أن يفكها بالمفتاح الخاص، وفي سلسلة الاختراق المسموح بها، تُدرج قواعد مراقبة الدخول في عقود ذكية، بما يكفل عدم تمكن المصادقين على الشبكات من النظر إلى البيانات الأساسية.

كما أن بعض البرامج تنفذ التشفير القائم على أساس المواصفات حيث لا يمكن فك شفرة البيانات إلا بواسطة مستخدمين يمتلكون مجموعة محددة من الخصائص (مثل " أخصائي أورام موثق في مستشفى جامعي " )، ويجمع ذلك بين مراقبة الدخول المحمّلة بدقة وبين شفافية سلسلة عامة، مع إبقاء البيانات سرية بحد ذاتها خارج نطاق الشاغر أو مشفر في شيكا.

إدارة الموافقة على المرضى عن طريق عقود الذكاء

وإدارة الموافقة هي نتاج في البحوث المتعلقة بالمجين، وكثيرا ما يوقع المرضى على استمارة واحدة للموافقة الورقية لا تتطور مع أفضلياتهم، وتتيح إدارة الموافقة القائمة على أساس البلوكشاين للأفراد منح أو إلغاء أو تعديل التصاريح بصورة دينامية، ويمكن أن يتطلب عقدا ذكيا توقيعات متعددة (مثل لجنة المريض والأخلاقيات) قبل إصدار البيانات، كما أن كل حدث للموافقة يُعد مُؤقتاً ولا يمكن اختراقه.

فعلى سبيل المثال، يستخدم موقع السوق EncrypGen) كتلة من أجل تسجيل موافقة المريض على كل عملية من معاملات البيانات، وإذا سحب المريض الموافقة لاحقاً، فإن العقد الذكي يمنع تلقائياً من الوصول إلى المستقبل، حتى لو كانت البيانات قد تم تحميلها سابقاً (بإلغاء مفاتيح التشفير) مما يعطي المرضى سيطرة دينامية على عدم قدرة قواعد البيانات التقليدية على تقديمها.

مسارات مراجعة الحسابات والشفافية

وفي كل مرة يتم فيها الوصول إلى البيانات الجينية - سواء كان ذلك من قبل طبيب أو باحث أو شركة تأمين - يتم تسجيل الحدث في سلسلة الاختراع، مما يؤدي إلى وجود سجل شفاف وقائي للاختلاس، ويمكن للمنظمين رصد هذه السجلات لضمان الامتثال لقوانين حماية البيانات، ويمكن للمرضى أن ينظروا إلى تاريخ كامل من استخدم بياناتهم، وفي نزاع، توفر مجموعة من النتائج مصدراً لا جدال فيه للشفافية في مجال إجراء التجارب الصيدلانية.

وعلاوة على ذلك، يمكن إدماج مسارات مراجعة الحسابات مع أطر الامتثال القائمة، فعلى سبيل المثال، يمكن تشكيل سلسلة من المواصفات المؤهلة لإعادة فرز المرضى أو إخفاء هوياتهم بصورة تلقائية، مع تسجيل الاستفسارات التي أجريت، مما يميز الشفافية مع الخصوصية.

ملكية البيانات ونقلها

ويقلب Blockchain نموذج الملكية التقليدي للبيانات، فبدلا من المؤسسات أو البرامج التي تملك وتمول بيانات المرضى، يصبح الأفراد أصحابها الرئيسيين، ويمكن للمرضى أن يرخصوا بياناتهم الجينية للباحثين أو مطوري المخدرات عن طريق عقود ذكية توزع تلقائيا المدفوعات في مجال الحفظ أو الخياطة، مما يحفز الأفراد على المشاركة في البحوث، مما يزيد من مجموعة البيانات الجينية المتاحة.

وتُقدم الفحوصات التي تبدأ من قبيل Nebula Genomics] مجاناً أو منخفضة التكلفة، على أساس التسلسل الشامل للجينات مقابل الحق في الحصول على بيانات مُجهولة، ولكن المرضى يحتفظون بالمفاتيح ويمكنهم إحياء الوصول إليها في أي وقت، كما أن الاقتصادات القائمة على التفكك آخذة في الظهور، حيث يكسب المرضى المسكنات بالبيانات ويمكن أن يعيدواؤن للاختبار الوراثي أو الصحة.

التحديات والحواجز أمام التبني

القابلية للتسويق والأداء

ولا يمكن أن تتناول معظم معاملات البيانات الجينية، إلا في حين أن معاملات البيانات الجينية قد تتطلب آلاف الشطبات في الثانية في شبكة صحية كبيرة، كما أن الاختلاوات المسموح بها مع آليات توافقية أسرع (مثلاً، الرافعة، إسطنبول BFT) معالجة بيانات مبكّرة أعلى من خلال الناتج، ولكنها لا تزال تواجه تحديات عندما يقترن ذلك بتخزين قواعد بيانات جيومية كبيرة.

وتهدف الحلول الناشئة مثل التقطيع، والسلاسل الجانبية، وبروتوكولات الطبقة الثانية إلى تحسين إمكانية التصعيد، فعلى سبيل المثال، يدعم برنامج هايبردجر فابيك عملية تقسيم مقرها، حيث لا يرى سوى الأطراف المعنية بعض المعاملات، ويقلل من عبء الشبكة عموما، ومع نضج التكنولوجيا، تصبح قابلية التشغيل المتبادل مع البيئات الحاسوبية العالية الأداء أمرا بالغ الأهمية.

الامتثال التنظيمي والقانوني

وتتعارض مع " الحق في النسيان " الذي يتطلب حذف البيانات الشخصية عند الطلب، وفيما يتعلق بالبيانات الجينية التي لا يمكن محوها من سلسلة من السلاسل، تستخدم النُهج الهجينية: لا تزال مخازن السلاسل المغلق تخزن إلا بعد، كما أن البيانات المشفرة الفعلية تُخزن خارج نطاق الشاغر حيث يمكن حذفها.

التعقيد والتكامل التقنيان

ولا يمكن إدماج نظام " كتلة " في نظم السجلات الصحية الإلكترونية القديمة، إذ يعتمد العديد من المستشفيات على مصادر موارد المؤسسات الصحية الأحادية المصدر من بائعين مثل " إيبيك " أو " سيرنر " غير مصممة لتقاسم البيانات بصورة لا مركزية، كما أن هناك حاجة إلى بوابات ووسيلة متوسطة لربط هذه النظم دون تعطيل سير العمل السريري، وعلاوة على ذلك، يحتاج موظفو الرعاية الصحية إلى تدريب لفهم مفاهيم الخردة الخردة الشخصية الخاصة وإدارة مفاتيح البكية الوحيدة.

وتبذل جهود توحيد المعايير، مثل جهود لجنة التنسيق التابعة للجنة التنسيق المشتركة بين الوكالات والمعنية بالتبادل بين الوكالات والمعنية بالتبادل بين الموظفين والإدارة، التي ستبسط التكامل، وحتى ذلك الحين، يجب على منظمات الرعاية الصحية أن تقارن الفوائد التي تعود على الاستثمار المباشر الكبير في الهياكل الأساسية وإدارة التغيير.

خصوصية البيانات ضد القابلية للحساب

والتوتر بين عدم التحصيل والخصوصية هو تحد رئيسي في التصميم، فعندما يكون موافقة المريض أو عظمه في سلسلة، لا يمكن حذفه، وإذا كان مفتاح التبريد قد تعرض للخطر أو سحب المريض الموافقة، يظل السجل الموجود في السلسلة، وتشمل الحلول استخدام وظائف شاميليون الحشيش التي تسمح للأطراف المأذون لها باستكمال الحضيض دون كسر السلسلة، أو تطبيق نظم إثبات قاطعة لا تعرف شيئا " .

التوقعات المستقبلية والاتجاهات الناشئة

معايير التشغيل المتبادل والحلول عبر الشاين

ومع ظهور عدة سلاسل للرعاية الصحية، تصبح الحاجة إلى التشغيل المتبادل ملحة، إذ أن مبادرات مثل Cosmos] و]Polkadot تعرض بروتوكولات اتصال عبر سلسلة يمكن أن تسمح بتسجيل بيانات جينوميكية على شبكة واحدة للتحقق من تدفقات البيانات العالمية أو الوصول إليها.

التقنيات المتقدمة في مجال الخصوصية

وقد تم بالفعل استخدام أدلة لا تعرف شيئاً عن الهوية في حلول الهوية القائمة على سلسلة من الشوارع، وهي الآن تدخل في أمن البيانات الجينية، فعلى سبيل المثال، يمكن للمريض أن يثبت أنه يحمل صبغة BRCA1 دون الكشف عن الجين الكامل، بينما يمكن أن يؤدي التشفير الهومورفي إلى توسيع نطاق البيانات المشفرة، مما يتيح إمكانية تدريب نماذج الاختراق على البيانات الجينية.

التكامل مع الاستخبارات الفنية وأجهزة التفجير

وتولد الأجهزة القابلة للزراعة ومستشعرات التلويث مسارات مستمرة للبيانات الصحية، إلى جانب البيانات الجينية، يمكن أن تتيح التدخلات الشخصية في الوقت الحقيقي، ويمكن أن تكفل شركة Blockchain إثبات صحة البيانات المتعلقة باليوت ونزاهتها قبل أن تغذيها نماذج معلومات عن الأمراض غير المعدية، وعلاوة على ذلك، يمكن للعقود الذكية أن تُتمتّع بإجراءات تستند إلى تحليلات عن تعاطي المخدرات - على سبيل المثال، مما يؤدي إلى توجيه رسالة تذكيرية لتعديل الأدوية عندما يُعدّلّ علامة الخطر الوراثيّاً.

وتقوم أفرقة البحوث بالفعل باستكشاف التعلم الاتحادي في مجال السلاسل، حيث يتم تدريب نماذج المقاييس على مجموعات البيانات الجينية الموزعة دون إضفاء الطابع المركزي على البيانات، مما يحفظ الخصوصية ويسخر في الوقت نفسه قوة الكائنات الجينية الكبيرة في اكتشاف المخدرات والتشخيصات.

أطر تنظيمية أوسع نطاقا

وقد بدأ منظمو هذه المؤسسات في الاعتراف بإمكانية عقد سلسلة من حلقات العمل، وقد قامت الهيئة بدور رائد في تعقب الأدوية التي تُقدم بموجب قانون الأمن الخاص بسلسلة الإمداد بالمخدرات، ومن المرجح أن تكون هناك نُهج مماثلة للبيانات الجينية، ونشر مرصد الاتحاد الأوروبي للسلاسل النقابية تقارير عن إدارة البيانات الصحية، ومع تحسن الوضوح التنظيمي، سيكتسب مقدمو الرعاية الصحية الثقة في نشر حلول لسلسلة السلاسل على نطاق واسع، ولا سيما فيما يتعلق بسلامة البيانات وإجراء التجارب السريرية.

خاتمة

وتوفر تكنولوجيا الاختراق إطارا قويا للتصدي للتحديات الأكثر إلحاحا في مجال الطب الشخصي وأمن البيانات الجينية، ومن خلال تمكين الباحثين الذين يتحكمون في المريض من تبادل البيانات، وضمان سلامة البيانات من خلال عدم إمكانية التكهن، وإضفاء الطابع الآلي على الموافقة عن طريق عقود ذكية، فإنها تتيح للأفراد في الوقت نفسه إجراء بحوث سريعة، ويسير الطريق إلى الاعتماد الواسع النطاق مع العقبات التقنية والتنظيمية والتنظيمية، ولكن الابتكارات الجارية في مجال القدرة على التكتم، وسد الثغرات في مجال الرعاية الصحية.