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美國科學(xué)家:人工智能+優(yōu)化測序機器學(xué)習(xí)能鑒別早期肺癌患者

科技日報 | 2020-03-27 15:51:44

英國《自然》雜志26日發(fā)表一項醫(yī)學(xué)與人工智能(AI)研究,科學(xué)家報告一種機器學(xué)習(xí)方法能鑒別出早期肺癌患者。這一方法利用人工智能與優(yōu)化的測序方法,可以檢測血樣中的腫瘤源性DNA(即液體活檢),未來將有助于增加高危人群的篩查率。

現(xiàn)階段,一般推薦高危群體做CT掃描進行肺癌篩查,這種模式已被證明能減少肺癌相關(guān)死亡。不過,由于費用高、篩查項目少以及對假陽性的擔(dān)憂,這種篩查的使用度并不高。統(tǒng)計數(shù)字顯示,美國只有約5%符合條件的個體會去做這種篩查。

而血液檢測是另一種頗受歡迎的癌癥檢測方法。不過,大部分液體活檢研究主要監(jiān)測的仍是晚期患者,因為他們可能比早期患者擁有更高水平的腫瘤相關(guān)DNA標(biāo)記。

鑒于此,美國斯坦福大學(xué)馬克西米蘭·戴恩教授及其同事優(yōu)化了一種現(xiàn)有的評估循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)的測序方法。他們改善了DNA的提取,鑒定出有望作為有效疾病標(biāo)記的變化。研究團隊用該方法表明,盡管ctDNA在早期肺癌患者體內(nèi)水平很低,卻是一個很有力的預(yù)后指標(biāo)。他們隨后用這些數(shù)據(jù),對一種機器學(xué)習(xí)方法進行改進,將其用來預(yù)測血樣中存在的肺癌源性DNA。

實驗顯示,在由104例早期非小細(xì)胞肺癌患者和56例匹配對照組成的初期樣本中,這種人工智能方法可以區(qū)分早期肺癌患者與風(fēng)險匹配的對照;在另一個由46例病例和48例對照組成的獨立驗證隊列中,研究人員確認(rèn)了以上結(jié)果。

基于血液樣本的液體活檢的出現(xiàn),曾被認(rèn)為標(biāo)志著人類在攻克腫瘤的道路上又前進了一大步。目前臨床研究中,液體活檢技術(shù)主要包括血液中游離循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測、循環(huán)腫瘤DNA檢測、外泌體及循環(huán)RNA檢測等。近年來檢測方法的靈敏度比過去幾年有了很大改進,這也是此領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的原因。

總編輯圈點

機器的精準(zhǔn)度遠在人類之上,如果我們想要繼續(xù)在醫(yī)療和醫(yī)藥方面有長足進步,就必須借助機器。而AI,既擁有冰冷的精度又自帶學(xué)習(xí)的“頭腦”,是少數(shù)能夠為患者提供精確診斷的工具?,F(xiàn)在,伴隨著人類自身生物醫(yī)學(xué)知識的進步,這一診斷已經(jīng)越來越穩(wěn)定。其實,AI早已切實地走進你我身邊實施醫(yī)療幫助——譬如在這次疫情中,據(jù)我國不完全統(tǒng)計,現(xiàn)已有20余款人工智能系統(tǒng)應(yīng)用在抗疫一線以及全國數(shù)百家醫(yī)院,為數(shù)十萬疑似病例和確診病例服務(wù),幫助醫(yī)生有效提升了新冠肺炎的排查效率和診斷準(zhǔn)確率。(記者張夢然)

  • 標(biāo)簽:早期肺癌患者

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