肿瘤不断变化的性质是治疗癌症的最大挑战之一
科学家们已经使用人工智能来预测癌症将如何发展和进化,这可以帮助医生为每位患者设计最有效的治疗方法。
由伦敦癌症研究所(ICR)和
爱丁堡大学领导的研究小组开发了一种名为Revolver(癌症的重复进化)的新技术。这项技术识别癌症中DNA突变的模式,并利用这些信息预测未来的基因变化。研究人员表示,肿瘤不断变化的本质是治疗癌症的最大挑战之一——癌症往往演变成耐药性。
如果医生可以预测肿瘤将如何进化,他们可以提前进行干预,以便在癌症有机会进化或产生耐药性之前阻止癌症扩张,从而提高患者的生存机会。
科学家们还发现了某些重复的肿瘤突变序列与病人生存机会之间的联系。这表明DNA突变的重复模式可以作为治疗预后的指标,有助于塑造未来的治疗方法。例如研究人员发现,在抑制肿瘤蛋白p53的DNA序列中出现一系列错误,然后在8号染色体上出现突变的乳腺肿瘤存活时间更短。
研究小组开发了一种新的机器学习技术,可以在类似患者中传播有关肿瘤的知识。该方法按照在患者肿瘤内和患者之间重复的肿瘤中发生基因突变的顺序识别模式,以应用一种肿瘤的突变模式来预测另一种肿瘤。
研究人员使用了先前在肺癌、乳腺癌、肾癌和肠癌研究中报告的178名患者的768份肿瘤样本,并分别分析了每种癌症类型中的数据,以准确检测和比较每种肿瘤的变化。通过识别重复模式并将其与癌症生物学和进化的现有知识相结合,科学家们可以预测肿瘤发展的未来发展轨迹。
伦敦癌症研究所进化基因组学和模型的团队负责人、研究小组领导安德里亚· 索托丽娃(Andrea Sottoriva)博士表示:“我们已经开发出了一种强大的人工智能工具,它可以基于特定的突变模式来预测肿瘤未来的发展,而这些突变模式目前仍隐藏在复杂的数据集中。通过这个工具,我们希望去除癌症的王牌之一,它的进化是不可预测的,我们不知道接下来会发生什么。通过对未来的展望,我们可能会利用这个人工智能工具在早期阶段进行干预,预测癌症的下一步行动。”
伦敦癌症研究所首席执行官保罗·沃克曼(Paul Workman)教授补充说,这种使用人工智能的新方法可以让治疗在更详细的方式和更早的阶段变得个性化,根据每个肿瘤的特点量身定做。