人工智能驱动的工具可识别食道癌的免疫细胞驱动因素和保护性遗传因素

人工智能驱动的工具可识别食道癌的免疫细胞驱动因素和保护性遗传因素

食管腺癌 (EAC) 是一种影响食管下部粘液分泌腺的癌症。 连接喉咙和胃的管子。 它是最常见的食管癌，通常先于巴雷特化生 (BE) 发生，这是食管内壁细胞的一种有害变化。

尽管 EAC 的病因尚不清楚，但细胞突变可能与吸烟或饮酒等危险因素或胃食管反流病 (GERD) 造成的慢性损伤有关。 然而，这些突变的驱动因素已被证明令人困惑，部分原因是 EAC 的发病率不成比例：非裔美国人患 EAC 的可能性比白种人低四到五倍。 他们也不太可能经历BE。

在 2022 年 9 月 22 日发表在《JCI Insight》杂志上的一项新研究中，加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员与巴西的同事一起使用人工智能驱动的工具来确定特定类型的免疫细胞（疾病驱动因素）和称为 SNP（单核苷酸多态性）的特定遗传变异，该变异已知并在非裔美国人中充当保护因素。

SNP 代表了称为核苷酸的 DNA 单个构建块的差异。 它们通常存在于一个人的 DNA 中。 大多数对健康或发育没有影响，但有些与疾病有关，因为许多也有这种疾病倾向的人都有这种变异。

该团队由加州大学圣地亚哥分校医学院医学及细胞和分子医学系教授 Pradipta Ghosh 医学博士和加州大学圣地亚哥分校儿科副教授 Debashis Sahoo 博士领导。加州大学圣地亚哥分校医学和计算机科学学院雅各布斯工程学院使用人工智能和机器学习来识别从 BE 到 EAC 的进展。 不同的细胞类型和组织，并使用类器官、患者自身的活检以及对 113 名 BE 和 EAC 患者进行的横断面亚组研究证实了他们的发现。

这项工作证实，所有 EAC 均源自 BE，并确定了中性粒细胞（一种白细胞，充当免疫系统第一道防线）的作用，是 EAC 和胃食管交界处腺癌（一种发生在食管和胃交界处的罕见食管癌）细胞转化的驱动因素。

这两种类型的癌症的预后都很差； 5年总生存率低于20%。

萨胡说：“这种中性粒细胞驱动因素在白种人中很突出，但在非裔美国人中却明显缺失。” “相反，与中性粒细胞绝对计数的种族变化相关的 SNP，例如良性种族中性粒细胞减少症，其特点是中性粒细胞计数较低，但感染风险不增加，在非洲人后裔中很常见，可能会起到阻止 BE 变成 EAC 的威慑作用。”

作者表示，这些发现很重要，因为它们追踪了从癌前疾病（BE）到癌症的细胞连续体，并阐明了中性粒细胞的作用和种族遗传变异。

遗传学的一个关键挑战是了解 DNA 的变化如何导致生物体发生可观察到的变化。 “在这种情况下，我们发现，一种可以减少非裔美国人循环中性粒细胞总数的 SNP 也可以保护他们免受 EAC 的侵害，这种癌症的进展是由中性粒细胞控制的。”

Pradipta Ghosh，医学博士，加州大学圣地亚哥分校医学院医学及细胞和分子医学系教授

Ghosh 及其同事对中性粒细胞靶向疗法可能成为 EAC 的潜在免疫疗法持谨慎乐观态度。 她说研究人员将继续研究这些可能性。

这项研究是由胃肠病学家、生物信息学家以及癌前生物学和癌症遗传学专家组成的国际团队在加州大学圣地亚哥分校医学院网络医学研究所的领导下进行的。 该研究所支持多个跨学科项目，这些项目使用精密计算系统网络中心的人工智能工具创建的生物网络来绘制未知疾病区域的地图。

来源：

加州大学圣地亚哥分校

参考：

戈什，P.，等人。 (2022) 人工智能辅助发现食管和胃食管交界腺癌中受种族影响的细胞转化驱动因素。 JCI 洞察力。 doi.org/10.1172/jci.insight.161334 。