生物大数据及人工智能促进肿瘤诊断与治疗创新(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】在问病史时发现,这名年轻肿瘤患者工作强度高,从早上9 点到晚上9 点,每天工作时间长达12 小时以上,而且多数时间是在与客户通话,工作生活习惯不
在问病史时发现,这名年轻肿瘤患者工作强度高,从早上9 点到晚上9 点,每天工作时间长达12 小时以上,而且多数时间是在与客户通话,工作生活习惯不利于健康。刘杰教授建议,保持健康应该经常到户外活动,多进行日光照射。日光照射比摄入维生素D 加钙对健康更有益。人们长久地坐着使用电脑工作,缺乏阳光照射和维生素D、钙、磷,将对免疫系统造成不良的影响。他总结了可提升免疫力的7 项肿瘤综合防治策略:一是坚持适量运动,多站少坐,每天出点汗;二是保持身心放松,控制坏情绪,每天大笑10次以上;三是保持良好睡眠,必要时用药物促进睡眠;四是少食高热量油炸食物,少食腌制食品;五是常吃水果、豆浆、坚果、灵芝孢子粉、绿茶;六、常补充纤维素,以食物补充为主;七是补充维生素D 和钙,以阳光照射为主。同时指出运动不能过量,如过量也会对机体造成损伤。
他提示说,癌症发生的根本原因是免疫失衡,可以说,癌症是基因突变与免疫的博弈。正常DNA 由于紫外线和各种辐射、化学诱变剂、病毒等因素导致基因突变(肿瘤驱动基因),免疫监视(DNA 修复,抑癌基因诱导凋亡),这一过程失败才会导致癌症。每个人身上都有癌细胞,突变细胞是否形成癌,取决于是否处于免疫平衡,它一旦突破这个底线就会膨胀性生长。癌细胞生长非常快,最后患者很快去世是免疫系统崩溃而导致的。还有一个普遍的疑问是,肺结节是否有必要切除,该怎么对肺结节进行观察?刘杰教授认为除了早期切除病变组织的手段,也需要免疫系统与癌细胞的博弈来起作用。70%的肺结节由免疫系统清除癌细胞后避免了癌变,仅20%~30%的肺结节会癌变,所以免疫系统在其中起到相当关键的作用。
这名年轻患者一经发现就已是癌症晚期,而此前缺乏明显症状,患者家属表示不解。刘杰教授表示,其实这种疑问很有普遍性,如今不少人在国内定期体检,还专门到美国、欧洲、日本等国体检,但常会出现发现癌症时已是晚期的情况。癌症的发展阶段主要分为以下几个阶段:分子癌变阶段(8 ~10 年)、细胞癌变阶段(3 ~5 年)、早癌(1 ~3 年)、中晚期癌。目前癌症检查基本上是靠超声、CT、MRI、PET-CT 等仪器,或是AFP、CEA、PSA 等肿瘤标志物。黄豆大的肿瘤组织里的癌细胞数量都以亿个计,所以一旦影像学发现肿瘤,已经很难说是早期癌症。那么,怎样才能早期发现癌症?刘杰教授团队近年开展的工作之一是基于生物大数据及人工智能的诊断和治疗,同时开展一些其他研究工作,还有一个团队开展基于人工智能大数据开展临床转化相关的工作。近几年他们对癌症的诊断方面主要围绕着基因突变这一领域,治疗以免疫治疗为主,应用几个最新的技术探索出了免疫治疗的一些方法。具体而言,在癌症诊断方面,基于生物大数据及人工智能作出决策主要围绕两个技术:一是疑难病智能诊断平台,二是液体活检早期诊断技术。
基于大数据的疑难病智能诊断平台
刘杰教授首先介绍了基于大数据的疑难病智能诊断平台的建立及应用。他说,上海复旦大学生命科学学院遗传与发展协同创新中心王毅博士创建的“小王医生”()疑难病智能诊断平台,就是一个基于大数据的诊断工具。王毅博士近几年不断研发出一些新的技术,其中“小王医生”可帮助医生进行疾病辅助诊断,而“小易医生”则针对老百姓问诊。
在“小易医生”上,患者可以问诊并获得诊断,得到很有用的信息提示,比如,对应症状的是什么疾病,头痛、发烧、咳嗽的诊断治疗可全部列出。如果能提供全基因组数据,诊断率基本能达到95% ~ 100%,对疑难杂症的诊断也很有参考价值。
“小王医生”()是一个精准医学支持系统,通过测评后发现,“小王医生”在人类疾病的基因诊断方向上达到全球领先水平。它基于1200 万篇PubMed 文献摘要和文本挖掘算法,可以提供对疾病的辅助诊断。两分钟内可以提取60 万的文献量,相当于医生在会诊疑难病时,旁边有个智能大脑,将症状一输入(如果结合二代基因组数据诊断更精准),就能寻找疾病相关的表型,根据临床表型列出10 项可能疾病的列表,包括寻找疾病相关的基因和遗传突变,寻找疾病相关的药物,以及寻找疾病相关的专家名单等信息。
临床上常会遇到不明原因的肿瘤找不到原发灶的困惑。比如,刘杰教授接诊的一名北京患者全身查体,包括CT、胃肠镜等都查不到原发灶;还有杭州患者腹股沟两串淋巴结转移,却找不着原发灶。通过疑难病智能诊断平台这项技术可以为诊断提供方向。目前利用“小王医生”和全基因组测序技术已经辅助诊断了30 例罕见病,找到了遗传突变。
文章来源:《生物数学学报》 网址: http://www.swsxxb.cn/qikandaodu/2021/0331/444.html
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