华侨网 科技教育 AI分析“类器官”或为治癌开新路

AI分析“类器官”或为治癌开新路

参考消息网10月29日报道 据英国《泰晤士报》网站10月27日报道,科学家们说,用人工智能(AI)分析复制肿瘤的“类器官”,可能有助于预测癌症复发状况以及确定最有效的治疗方法。

近年来,治疗肺癌的方法有所改善,但医生仍然无法预测患者手术后的情况。

在“癌症晚期但可手术”的患者中,约一半的人会在几年内复发。伦敦大学国王学院教授托尼·恩格说:“他们出院后,每6个月来诊所一次。我们给他们做CT扫描,仅此而已。”恩格也是制药企业葛兰素史克公司肿瘤转化研究的负责人。

“如果他们的癌症复发,我们真没有什么办法。我们会说:‘这个患者以前用过X药物,所以现在让我们试试用Y药物。’”

恩格及其团队正在实验室率先开发一种新方法。在首次开展的此类试验中,他们培育了数以百万计的微型活体肿瘤复制品。这些肿瘤来自数十名接受过非小细胞肺癌手术的患者。非小细胞肺癌是最常见的肺癌形式。

通过研究这些实验室培养的“类器官”肿瘤,研究团队希望能够获得准确预测哪些患者会复发的能力,以及预测当他们的癌症复发时哪种组合疗法最有效。

在葛兰素史克公司位于英国斯蒂夫尼奇的研究中心,恩格的一位同事向《泰晤士报》记者展示了一个培养皿。其内有30个小斑点,每个斑点的大小和形状都和小扁豆差不多。每个斑点都含有成千上万的“类器官”,这些“类器官”由从手术切除肿瘤中采集的干细胞发育而来。

重要的是,每个“类器官”都共享每名患者癌瘤中独特的基因突变集合。恩格说:“这是我们将‘类器官’与在初次手术后发生转移(癌症扩散)的癌症患者配对的首次试验。”

从某种意义上说,“类器官”可以代替患者。虽然一个人通常一次只能参加一场药物试验,但源自他们的“类器官”可以用于测试许多不同的治疗方法。

但是,制造“类器官”既困难又昂贵,所以最终目标是研究那些在斯蒂夫尼奇培养出来的“类器官”,以揭示许多癌症患者共有的隐藏特征,并预测他们对不同疗法的反应。

“类器官”细胞的脱氧核糖核酸(DNA)将被测序。研究人员将收集“转录物组学”数据。这些数据着眼于一种被称为核糖核酸(RNA)的遗传物质,并让研究人员了解单个基因的活性水平。

他们将分析所谓的蛋白质组,即癌细胞赖以生存的一系列蛋白质。他们还将追踪免疫细胞和成纤维细胞在遇到“类器官”时的行为,并利用高分辨率成像技术揭示它们是如何相互作用的。免疫细胞和成纤维细胞通常帮助人体防御和自我修复,但可能被恶性肿瘤转化为“促肿瘤”细胞。

这些数据将被组合在一起,用于创建每个患者疾病的计算机副本,即“数字双胞胎”。

信息将多到人类无法理解。科学家们将依靠被称为机器学习的人工智能技术来识别模式。

科学家希望人工智能能锁定可预测药物效果的少数“生物标志物”——蛋白质、DNA和RNA的组合。随后就有可能开发出在患者身上寻找相同特征的血液检测手段。这样一来,即使不为他们培育“类器官”,也能选出最佳治疗方法。

恩格认为,这种方法可能标志着癌症医学“发生巨大变化”。他说:“通过将肿瘤组织的‘类器官’模型与人工智能结合,我们的目标是,显著提高我们的以下能力:预测患者的癌症是否会复发,以及对个别病人来说什么可能是最好的治疗选项。这有可能改变整个癌症治疗领域。”(编译/龙君)

医务人员在分析一名抽烟者的肺部扫描结果(法新社)

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