科大领导团队研发AI模型 预测脑癌患者治疗进程 可望更精准医治

撰文: 裴英才
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科技大学领导的国际科研团队近日研发一套人工智能模型“CELLO2”,预测脑癌患者接受治疗后的进程和结果,可望更能精准治疗肿瘤。研究是科大与北京天坛医院、韩国三星医学中心和香港中文大学威尔斯亲王医院等合作完成,成果最近于《科学转化医学》期刊上发表。

团队开放公众使用自主研发的CELLO2,可以准确预测复发的肿瘤会否在TMZ化疗下恶化,并识别高风险患者。(科大提供)

“弥漫性脑胶质瘤”是成年人最常见的原发性脑肿瘤,一般透过手术,再结合放射式治疗和使用化学治疗药物“替莫唑胺(TMZ)”进行治疗,但TMZ化疗往往只可延长患者约3个月的寿命,几乎所有患者都会面对脑胶质瘤复发,医学界至今仍未有一套标准疗法,以解决问题。

为了解开谜团,科大领导的研究团队全面分析544位脑胶质瘤患者的肿瘤分子样本和临床数据,包括182名东亚患者,以辨识不同种类脑胶质瘤演化的基因组和转录组预测因子。

团队有多项发现,包括和TMZ抗药性及脑胶质瘤快速恶化有关的早期预测因子,以及留意到患者在初次诊断时已有部份基因缺失,因而提高后期肿瘤急剧恶化的机率。

科大生命科学部和化学及生物工程学系夏利莱夫人生命科学副教授王吉光(左)以及论文的共同第一作者:首都医科大学北京天坛医院暨北京神经外科研究所副教授柴睿超教授(中),以及科大化学及生物工程学系研究助理教授母全华(右)等人,合作完成模型。(科大提供)

为了进一步评估患者接受治疗的进程及结果,团队开发一套名为“CELLO2”的机器学习模型,用于初诊后评估患者的病情,模型可以准确预测复发的肿瘤会否在TMZ化疗下恶化,以便识别高风险患者。

团队设立一个公开的互动网站“CELLO2”,方便公众能够使用预测模型,并为患者和医生提供有关脑胶质瘤的长期追踪数据库,根据患者的临床和基因组特征,预测TMZ化疗所诱发的肿瘤超突变和恶化的进程,更深入地了解脑肿瘤的恶性程度。

团队将会透过整合更多患者数据,进一步改善机器学习模型,有助研究其他导致脑肿瘤产生抗药性的分子机制,团队现正与中大、北京天坛医院和上海华山医院合作,开发一个整合医学影像和多组学数据的人工智能平台,推动精准神经肿瘤学的发展。