《Virchows Archiv》:Green Pathology: start small, think big. Awareness paper by the Advisory Board of the European Society of Pathology
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医疗卫生行业约占全球温室气体排放的4–5%,占各国排放的3–10%。随着气候变化日益威胁卫生系统的韧性与全球健康公平,病理学界面临批判性评估并减轻其生态足迹的挑战。解剖病理学(AP)实验室的环境影响源于实体实验室运行和不断扩展的数字基础设施。分析前实践、诊断资
医疗卫生行业约占全球温室气体排放的4–5%,占各国排放的3–10%。随着气候变化日益威胁卫生系统的韧性与全球健康公平,病理学界面临批判性评估并减轻其生态足迹的挑战。解剖病理学(AP)实验室的环境影响源于实体实验室运行和不断扩展的数字基础设施。分析前实践、诊断资源过度使用以及大量化学废弃物,是实验室直接排放的重要来源;而高分辨率全切片成像(WSI)与人工智能(AI)则产生可观的数字碳足迹。本认知性文件整合多机构洞见与国际视角,提出可持续解剖病理学的综合方案。基于欧洲病理学会(ESP)下属各国病理学会的调查数据、跨学科诊断指南、实用废弃物管理层级(WH)方法、数字碳减排策略及国家实施框架,研究人员考察了欧洲当前对绿色病理学的认知状况,揭示机构层面的障碍并提出可操作的解决方案。
本文为欧洲病理学会(ESP)顾问委员会发布的认知性文件,围绕解剖病理学(AP)的可持续转型展开,按原文小标题顺序概述如下。
引言:医疗卫生系统既是气候危机的贡献者,也是其受害者,二者构成双向循环。医疗卫生行业约占全球温室气体排放的4–5%、各国排放的3–10%,2016至2021年间上升36%。诊断病理服务消耗大量能源、使用大量一次性塑料,并依赖甲醛(formalin)与二甲苯(xylene)等危险化学试剂。解剖病理学(AP)实验室的环境影响取决于两大因素:实体实验室运行与不断扩展的数字基础设施。分析前实践、诊断资源过度使用与高容量化学废弃物构成直接排放的重要来源;高分辨率全切片成像(WSI)与人工智能(AI)的快速普及则带来与高吞吐算力、数据存储及数据中心冷却相关的数字碳足迹。文章主张从零散象征性的“绿色”举措跃升为系统化的“绿色病理学”框架,将环境可持续性直接嵌入诊断质量管理、临床治理与跨学科实践。
欧洲病理学会绿色病理学调查:调查发放给欧洲病理学会(ESP)下属29个国家病理学会,覆盖三个领域:对环境可持续性挑战的认知、当前举措与实践、障碍与支持需求。25个国家学会的27名代表完成问卷,应答率86.2%。认知度总体较高,82%(22/27)表示熟悉或非常熟悉该议题;但仅67%(18/27)认为可持续性是病理领域的优先事项,显示认知与机构优先级之间存在落差。最常见环境挑战为废弃物管理(89%,24/27),其次为能源消耗(63%,17/27)与数字病理及数据存储(48%,13/27)。33%(9/27)报告存在国家或区域层面的可持续倡议,实验室层面的机构举措更常见(67%,18/27)。常见措施包括减少纸张使用与促进回收(63%,17/27)、降低空气中甲醛水平(44%,12/27);减少一次性塑料依赖并转向更可持续实验材料的举措较少(22%,6/27)。正式政策尚未普遍建立:33%(9/27)报告有针对危险废弃物减量的国家指南,针对能耗降低的政策更少(11%,3/27)。教育举措有限,仅15%(4/27)报告具备环境可持续实验室实践相关培训或教育项目。数字病理方面,11%(3/27)报告优化数据存储或使用可再生能源等改善数字基础设施环境足迹的举措,41%(11/27)具备数字病理设备电子废弃物(e-waste)的结构化管理方式。主要障碍为财务约束、缺乏可用替代方案、认知与知识有限,以及缺乏明确指南与机构支持。受访者对未来推进兴趣强烈,最有价值的支持形式为实用指南、最佳实践分享、资助机会与教育。
欧洲环境负责型诊断路径与跨学科指南——绿色胃肠病学:联合欧洲胃肠病学(UEG)的努力:内镜与病理均为资源密集型诊断服务,依赖一次性塑料、甲醛、二甲苯、石蜡及高能耗器械再处理。可持续胃肠诊断应被界定为质量问题:同一路径须同时保障诊断准确性、患者安全、公平与环境韧性。联合欧洲胃肠病学(UEG)绿皮书、欧洲胃肠内镜学会(ESGE)与欧洲胃肠病学与内镜护士及助理学会(ESGENA)立场声明、亚洲太平洋胃肠病学协会(APAGE)立场声明、英国胃肠病学会(BSG)等联合共识以及“绿色病理”框架,构成reduce、reuse、recycle、rethink、research五项原则的基础,可在胃肠内镜与病理中同时操作化。减少(Reduce)提供最直接且可规模化的机会:估计多达三分之一的内镜属不适当,放大临床与生态成本,讨论由此从象征性回收转向诊断性管理(diagnostic stewardship)。对小 colorectal 息肉,欧洲胃肠内镜学会(ESGE)2024年息肉切除指南仍推荐取出并送组织病理学评估为标准方案,但接受对预测为非肿瘤性小直肠乙状结肠息肉在高置信度下“诊断并留置”,并将“切除并丢弃”限于具备审核光学诊断、且监测间隔与组织病理学一致率≥90%的专家环境;2024年系统综述与荟萃分析显示计算机辅助诊断(CAD)表现与专家光学评估相当,支持将光学诊断作为受治理路径,需经验证培训、图像记录、审核系统与质量保证,人工智能(AI)可辅助但不应取代内镜医师能力。再利用(Reuse)应在安全与感染控制标准允许时推进,欧洲胃肠内镜学会(ESGE)与欧洲胃肠病学与内镜护士及助理学会(ESGENA)不建议常规使用一次性内镜,生命周期数据显示一次性十二指肠镜排放显著高于可复用或混合可复用器械。回收(Recycling)仍重要,尤其通过改善废弃物分类、溶剂回收系统、甲醛回收与减少包装。重新思考(Rethinking)要求重新设计诊断路径与消化健康更广泛决定因素;在病理中亦意味着数字化重构,包括全切片成像、远程病理与虚拟多学科会议,分析前决策通过标本数量、甲醛体积、运输频次与处理强度强烈影响环境影响。研究(Research)应从认知转向比较性证据,包括量化组织学流程、免疫组织化学(IHC)、分子病理、数字病理与人工智能(AI)的碳成本,开展评估减少活检路径的实用性试验、光学诊断治理模型及公平性分析,确保更绿色的医疗不沦为对脆弱人群的减量医疗。具体实施措施包括:将气候变化、行星健康与可持续诊断纳入本科课程、胃肠病学培训、内镜护理教育、病理住院医师培训与继续职业发展;跨学科指南在诊断准确性、不良事件、成本与患者体验之外纳入可持续性;科室采用可测量的绿色质量指标,如每例操作废弃物、每份标本二氧化碳当量(CO2e)、甲醛消耗、辅助检测产出、运输排放及通过经验证路径避免的低价值活检比例;采购与基础设施决策在感染控制允许时优先选择可复用或低影响产品。
病理实验室废弃物管理与减少塑料使用:实验室能耗为办公室的3–6倍并产生大量塑料废弃物。解剖病理学(AP)实验室因一次性塑料、有毒化学品及高能耗高水耗而成为重要排放源,材料与试剂占其碳足迹的40–63%,运输(20%)、差旅(12%)、废弃物(9%)与能源(8%)进一步贡献。中型组织病理实验室年排放约117吨二氧化碳当量(CO2e),相当于医院排放的0.4%。操作层面,一次胃肠(GI)活检相当于0.29 kg CO2e,在美国可累积至约1200辆汽车的规模;12针前列腺活检达36.2 kg CO2e。解剖病理学(AP)实验室废弃物主要为生物危害与化学物流:甲醛约57%、混合危险废弃物约28%、感染性废弃物约15%、城市型废弃物不足4%。非危险塑料可由市政系统处理,但病理特异性废弃物需专门处置。废弃物管理层级(WH)以倒金字塔五级——预防、再利用、回收、能量回收、处置——提供结构化框架,结合5R原则可实施针对性减废策略。预防针对源头减废,关键措施包括优化标本处理、合理使用染色、减少一次性塑料与化学废弃物;甲醛减量是核心,可通过大宗或封闭系统采购、节约组织的方案以及两阶段固定或在4 °C真空密封新鲜标本等替代方式实现,均可降低废弃物、成本与职业暴露。再利用策略包括在生物安全规则允许时再处理或翻新锐器盒、玻璃染色缸、不锈钢模具、解剖器械、可洗涤工作服与标本运送容器;可补充式分液容器、集中式甲醛收集与批量处理进一步减少塑料使用。回收方面,尽管约95%的解剖病理学(AP)废弃物为生物危害性,清洁塑料、纸张、纸板与未污染玻璃可经认证系统回收;溶剂(甲醛、二甲苯、乙醇)可现场通过过滤或蒸馏回收,或经再生设施处理;溶剂回收虽需初始投资,但长期在采购与处置上具成本效益;甲醛回收因蒸气释放的安全风险仍存争议,故减量、封闭系统与认证废弃物供应商更可取。石蜡可减量或完全回收,不锈钢器械与报废设备可进入金属与电子废弃物(e-waste)回收项目。绿色病理学涉及多方面,但废弃物管理居核心地位;解剖病理学(AP)实验室面临监管限制、生物安全顾虑、财务障碍、基础设施缺口与员工培训不一致,需更新法规、投资可持续基础设施、标准化指南与持续教育。
数字病理学的可持续性:碳足迹减排策略与效率:绿色病理学运动寻求将生态责任整合进常规实验室工作流程,应对能源消耗、化学废弃物与数字化转型相关碳足迹的多重挑战。传统解剖病理学(AP)实验室为资源密集型环境,小型水浴锅每小时能耗可与家用洗碗机相当。数字化转型虽常被视为“无纸化”因而天然绿色,却带来自身环境挑战;数字病理的整体概念须涵盖所有工作站的创新干预,包括分析前优化、分析自动化与分析后监测。数据显示,数字工作流程可改善周转时间并加强内部质量控制,但高分辨率全切片成像(WSI)的扩展显著增加算力需求与长期数据归档基础设施需求。可持续数字病理的关键支柱是成像协议的技术优化以减少数据冗余;扫描区域比较分析表明,组织检测与宏观成像的精确性可大幅缩小文件大小,此类效率既降低扫描的即时能耗,也指数级降低云存储与服务器维护相关的长期碳足迹。人工智能(AI)包括生成式人工智能(GenAI)的整合引入自然资源消耗的新复杂性,大规模模型的训练与部署需大量电力与数据中心冷却用水,当前文献强调算力需求扩张及随之加速的碳排放。为缓解此问题,病理学界须倡导“绿色人工智能(Green AI)”,一方面优先选择高诊断准确度且计算成本较低的模型,另一方面利用人工智能(AI)提升实验室其他流程的效率并降低能耗;病理新应用的规划与引入须将能耗评估作为技术采纳的标准组成部分。向可持续病理模式的转型要求在实验室层面“从小处着手”,并在国际政策与数字基础设施层面“着眼大局”。
解剖病理学可持续性:加拿大视角:加拿大医疗卫生行业占温室气体总排放的4.6%。多个国家、省级与区域医疗团体开发资源并提供培训以推广环境可持续(ES)医疗。Choosing Wisely Canada于2014年与加拿大医学会合作成立,是全国减少不必要检查与治疗的倡导者。加拿大绿色医疗联盟(CCGHC)成立于2000年。CASCADES(在气候危机中创建可持续加拿大卫生系统)于2021年成立,由联邦政府资助,资助制定了临床实验室与解剖病理学(AP)实验室的国家可持续实验室指南(英文与法文版)。加拿大病理学家协会(CAP-ACP)于2019年设立环境特别兴趣小组(Environment SIG)。若干大学设有可持续实验室项目,部分临床实验室已通过My Green Lab(MGL)绿色实验室认证。可持续解剖病理学指南由全加实验室专业人员开发,分三部分:why、what与how。Why部分论证实验室专业人员参与环境可持续(ES)实验室实践的理由,讨论气候危机并引用测量解剖病理学(AP)实验室环境影响的研究。What部分列举来自现有资源与加拿大及以外成功实践的环境可持续(ES)实验室实践示例,分为减少不必要检测与一般可持续实验室实践两小节,涵盖适用任何类型实验室及解剖病理学(AP)实验室特有的实践。减少不必要检测是指南核心,即制定循证清单,列明手术室(OR)送检至实验室可豁免的材料;在加拿大,法律要求手术室切除的所有人体组织均须送实验室病理检查,豁免清单除外;部分辖区将清单纳入立法,另一些辖区则由医院医务人员制定清单,便于依据当前证据更新。减少不必要送检可显著减少所有下游活动,例如哈利法克斯一家实验室送检标本数量减少10%。一般可持续实验室实践包括废弃物管理与冷藏管理:恰当废弃物管理不仅减少温室气体、塑料与其他毒素释放,且全员可参与,有助培育环境可持续文化,例如哈利法克斯一家实验室将进入特殊医疗废弃物流的材料减少85%;冷藏耗能巨大,超低温冰箱能耗可与普通住宅相当,将温度从?80 °C提高至?70 °C可在不损害标本完整性的前提下降低能耗30–40%,参与My Green Lab免费的国际冰箱挑战赛(International Freezer Challenge)是改善冷藏实践的良好途径。How部分提出支持实施与克服障碍的建议:组织与实验室领导支持是成功关键,团队协作与网络建设同样重要;将环境可持续性纳入实验室政策与程序、继续教育与质量保证实践,可确保已实施举措不随时间流失;CASCADES主张环境可持续性是优质患者照护的组成部分。
结语:环境负责型病理学提升医疗质量。欧洲调查数据与加拿大可持续解剖病理学指南等国家倡议表明,专业界认知已提升,但实施仍呈碎片化,受财务限制、监管障碍与缺乏标准化培训制约。为克服这些障碍,需从孤立的自愿努力转向协调规划与正式的解剖病理学(AP)实验室政策。可持续病理学依赖实验室运行改革与资源管理优化:在解剖病理学(AP)实验室层面,应用废弃物管理层级(WH)——预防、再利用、溶剂回收与节能型数字基础设施——可即时、可量化地减少二氧化碳当量(CO2e)排放与有毒化学物产出;然而大多数生态与财务节约将来自分析前实践与跨学科协同的可持续变革,优化诊断质量管理、合理化活检指征、定制标本送检与制定循证豁免清单,可在不损害患者结局或诊断安全的前提下减少高能耗实验室处理。